منابع مرجع:

ASTM F3446: روش استاندارد برای تعیین گشتاور اصطکاکی و ضریب اصطکاک در ایمپلنت‌های مفصل ران با استفاده از شبیه‌ساز حرکات آناتومیک مفصل ران
(Standard Test Method for Determination of Frictional Torque and Friction Factor for Hip Implants Using an Anatomical Motion Hip Simulator)

ISO 14242-1: ایمپلنت‌های جراحی – سایش پروتزهای مفصل ران – بخش 1: پارامترهای بارگذاری و جابجایی برای ماشین‌های آزمون سایش و شرایط محیطی متناظر
(Implants for Surgery – Wear of Total Hip Prostheses – Part 1: Loading and Displacement Parameters for Wear-Testing Machines and Corresponding Environmental Conditions for Tests)

استاندارد ASTM F3446 روشی استاندارد برای اندازه‌گیری گشتاور اصطکاکی (Frictional Torque) و ضریب اصطکاک (Friction Factor) در پروتزهای کامل مفصل ران ارائه می‌دهد.
این آزمون به کمک شبیه‌ساز حرکات آناتومیک مفصل ران (Anatomical Motion Hip Simulator) انجام می‌شود تا رفتار اصطکاکی ایمپلنت در حرکات چندمحوره مشابه حرکت واقعی مفصل انسان ارزیابی گردد.

هدف آزمون:

هدف از اجرای آزمون ASTM F3446، ارزیابی میزان گشتاور اصطکاکی ایجادشده در مفصل مصنوعی در طول حرکات سه‌بعدی مفصل ران است.
این پارامتر یکی از شاخص‌های کلیدی در تعیین:

بازده حرکتی مفصل،عملکرد روان سطوح تماس،و احتمال سایش یا فرسودگی زودهنگام می‌باشد.

ویژگی‌ها و حرکات آزمون:

در آزمون ASTM F3446، گشتاور اصطکاکی در سه محور اصلی حرکت مفصل ران اندازه‌گیری می‌شود:

خم و باز شدن (Flexion/Extension)

باز و بسته شدن جانبی (Adduction/Abduction)

چرخش داخلی و خارجی (Internal/External Rotation)

آزمون‌ها به دو صورت انجام می‌شوند:

1-آزمون‌های تک‌محوره (Uni-directional Test) برای بررسی گشتاور هر محور به‌صورت جداگانه،

2-آزمون حرکات شبیه‌سازی‌شده راه‌رفتن (Simulated Gait Test) مطابق با دامنه‌های زاویه‌ای تعریف‌شده در استاندارد ISO 14242-1.

تجهیزات و محیط آزمون:

برای این منظور، شرکت  دستگاهی اختصاصی با طراحی سه‌بعدی ساخته است که قادر است گشتاور اصطکاکی را در هر سه محور به‌صورت همزمان و با دقت بالا اندازه‌گیری نماید.
تمامی آزمون‌ها با استفاده از شبیه‌ساز استاندارد مفصل ران که الزامات ISO 14242-1 را برآورده می‌کند، انجام می‌شوند.

سیال آزمون مطابق با استاندارد ISO 14242-1، سرم گوساله (Calf Serum) می‌باشد که ویسکوزیته آن پیش از شروع آزمون اندازه‌گیری و ثبت می‌شود.

داده‌ها و نتایج آزمون:

در طول آزمون، گشتاور اصطکاکی در هر محور به‌صورت پیوسته ثبت می‌گردد و میانگین ضریب اصطکاک در شرایط مختلف حرکتی محاسبه می‌شود.
نتایج معمولاً شامل موارد زیر است:

منحنی گشتاور بر حسب زمان و زاویه حرکت،

مقادیر میانگین گشتاور و ضریب اصطکاک،

تحلیل رفتار اصطکاکی در سیکل‌های اولیه و پایدار،

و مقایسه عملکرد بین مواد مختلف (مانند سرامیک، فلز، پلیمر).

کاربرد و اهمیت:

آزمون ASTM F3446 به‌ویژه در طراحی و ارزیابی ایمپلنت‌های Hard-on-Hard (فلز-بر-فلز، سرامیک-بر-سرامیک) و Hard-on-Soft (فلز-بر-پلیمر) اهمیت بالایی دارد، زیرا:

امکان شناسایی شرایط افزایش اصطکاک (مانند تغییر زاویه یا تراز کاپ)،ارزیابی عملکرد روان‌کنندگی سیالات مفصلی،و بهینه‌سازی سطح تماس برای کاهش سایش را فراهم می‌کند.

در آزمایشگاه پارس، آزمون گشتاور اصطکاکی سه‌بعدی طبق ASTM F3446 با تجهیزات دقیق چندمحوره و سامانه ثبت داده دیجیتال انجام می‌شود.
خروجی‌ها شامل نمودارهای سه‌بعدی گشتاور، ضرایب اصطکاک لحظه‌ای و تحلیل دینامیکی رفتار تماس می‌باشند.