آزمون دررفتگی فنجان استابولار

PI-3

آزمون دررفتگی فنجان استابولار (Acetabular Cup Luxation Test)

منابع مرجع:

PI-3: آزمون دررفتگی بدون تماس ساق فنجان (Luxationsversuch ohne Schaft-Pfanne Kontakt) روش داخلی تأییدشده (Akkreditiertes Verfahren)

شرح استاندارد:

روش داخلی PI-3 برای ارزیابی مقاومت در برابر دررفتگی (Luxation Resistance) در پروتزهای کامل مفصل ران (Hip Endoprostheses) طراحی شده است.

این آزمون شرایط دررفتگی در جهت کرانیال (Cranial Luxation) را شبیه‌سازی می‌کند، زیرا این نوع دررفتگی متداول‌ترین حالت بالینی است.

دررفتگی ممکن است در اثر عوامل متعدد مکانیکی و جراحی رخ دهد، که در استاندارد به‌صورت زیر طبقه‌بندی شده‌اند:

عامل مؤثر بر دررفتگی	توضیح
A	زاویه تمایل فنجان (Cup Inclination)
B	حرکت فنجان ناشی از لق‌شدگی (Cup Loosening)
C	ضربه یا سانحه (Accident)
D	فیکساسیون ناکافی تروکانتر بزرگ (Trochanter Major Refixation)
E	تماس استخوانی ناخواسته (Bone Contact)
F	آزادسازی بیش از حد کپسول یا عضلات (Capsule/Muscle Release)
G	فشردگی سیمان استخوانی (Squeezed Bone Cement)
H	طراحی گردن کوتاه یا آفست ناکافی (Short Neck / Offset)

مبنای مکانیکی آزمون:

دررفتگی زمانی اتفاق می‌افتد که بردار نیروی حاصل (Resultant Load, R) از نقطه دررفتگی عبور کرده یا برخورد مکانیکی بین فنجان و ساق (Impingement) رخ دهد.
آزمون PI-3 دررفتگی ناشی از آزادسازی بیش‌ازحد عضلات یا کپسول را شبیه‌سازی نمی‌کند، زیرا این پدیده ماهیت فیزیولوژیک و غیرمکانیکی دارد.

در این روش، دو حالت متفاوت بررسی می‌شود:

1-دررفتگی با برخورد ساق فنجان (With Impingement)

2-دررفتگی بدون برخورد ساق فنجان (Without Impingement)

هر دو پیکربندی با فیکسچر اختصاصی در شرایط کنترل‌شده انجام می‌شوند تا رفتار مکانیکی اجزاء (Insert و Liner) در برابر بارهای زاویه‌دار بررسی شود.

اهداف آزمون:

تعیین مقاومت مکانیکی اینسرت ماژولار (Modular Insert) در برابر دررفتگی.

بررسی مقاومت در برابر سایش تماسی (Abrasive Wear) در اتصالات سخت سخت (Hard-on-Hard Couplings).

شبیه‌سازی تکرارپذیر پدیده‌های مکانیکی مرتبط با دررفتگی‌های بالینی.

روش آزمون:

1-آماده‌سازی نمونه:

مجموعه شامل فنجان استابولار، اینسرت، و سر فمورال مونتاژ می‌شود.

زاویه نصب و تمایل فنجان مطابق مقادیر مشخص‌شده برای حالت دررفتگی کرانیال تنظیم می‌گردد.

2-اعمال بار:

نیروی چرخه‌ای تا حداکثر ۳ کیلو نیوتن (3 kN) اعمال می‌شود.

جهت و مسیر بارگذاری به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که نیروی حاصل از حرکت مفصل از نقطه دررفتگی عبور کند.

3-دورهای تکرار:

آزمون می‌تواند تا چند هزار چرخه دررفتگی–بازنشانی (Luxation/Reposition) ادامه یابد تا دوام مکانیکی سیستم ارزیابی شود.

4-حالت‌های آزمون:

با Impingement: برخورد مکانیکی بین لبه فنجان و گردن ساق ایجاد می‌شود تا حد نهایی دررفتگی تعیین گردد.

بدون Impingement: فقط اثر بارگذاری زاویه‌دار و جابجایی نسبی بررسی می‌شود.

پارامترهای آزمون:

پارامتر	مقدار یا توضیح
نوع بارگذاری	چرخه‌ای (Dynamic Luxation Cycles)
دامنه نیرو	تا 3 kN
تعداد چرخه‌ها	چند هزار دررفتگی/بازنشانی
حالت‌های آزمون	با و بدون Impingement
محور نیرو	زاویه‌دار نسبت به محور فنجان
محیط آزمون	خشک یا مرطوب، بسته به جنس کوپلینگ

تحلیل نتایج:

ثبت و تحلیل نیروی لازم برای دررفتگی (Dislocation Force) و بازنشانی (Relocation Force) در هر چرخه.

بررسی میکروسکوپی سطح تماس برای ارزیابی سایش و خراشیدگی (Surface Damage / Abrasive Wear).

تحلیل آماری رفتار خستگی اجزاء پس از چندین چرخه دررفتگی بازنشانی.

اهمیت آزمون:

این آزمون امکان شبیه‌سازی رفتار دررفتگی در شرایط واقعی جراحی و استفاده بالینی را فراهم می‌کند.

نتایج به‌دست‌آمده در طراحی و ارزیابی موارد زیر حیاتی است:

انتخاب زاویه فنجان و طراحی گردن بهینه،

بررسی مقاومت قفل مکانیکی در اتصالات ماژولار،

پیش‌بینی رفتار سایش در کوپلینگ‌های سخت–سخت.

خدمات آزمایشگاه پارس:

در آزمایشگاه پارس، آزمون دررفتگی فنجان استابولار بر اساس روش داخلی تأییدشده PI-3 و مطابق الزامات اعتبارسنجی ISO/IEC 17025 انجام می‌شود.

استفاده از فیکسچرهای قابل‌تنظیم با دقت بالا برای بازسازی زوایای دررفتگی،

اعمال بار کنترل‌شده تا ۳ kN با ثبت پیوسته نیرو و جابجایی،

and تحلیل سطح سایش و شکست با SEM و پروفیلومتری نوری.

جمع‌بندی:

روش PI-3 یک آزمون تخصصی و معتبر برای ارزیابی مقاومت دررفتگی سیستم‌های مفصل ران است.

اجرای این آزمون، دید جامعی نسبت به پایداری مکانیکی، مقاومت سایشی و رفتار دینامیکی اجزاء فنجان و اینسرت در شرایط بارگذاری چرخه‌ای فراهم می‌کند معیاری کلیدی برای ایمنی، دوام و عملکرد بالینی ایمپلنت‌های ران.