Bereits seit Jahrzehnten werden orthopädische Implantate erfolgreich zur Wiederherstellung der normalen Funktion degenerierter Gelenke oder zur posttraumatischen Stabilisierung und Reparatur eingesetzt. Im Lauf der Jahre sind zahllose neue Werkstoffe, Ausführungen und Anwendungen entstanden. Dutzende von Gelenkersatzprodukten, in der Mehrzahl für Hüfte, Wirbelsäule und Kniegelenk, sind heute auf dem Markt erhältlich. Gelenkverbindungen sind die komplexesten mechanischen Systeme im Körper und stellen die größten Herausforderungen an die Entwickler von Implantaten. Besonders wichtig für die Entwickler ist dabei die Kenntnis der Gelenkkinematik und der Belastungen, denen die Gelenke unterliegen, damit die Implantate über lange Zeit einwandfrei funktionieren.
Die physiologischen Kräfte in Abhängigkeit vom Gewicht und der körperlichen Aktivität des Patienten, Bewegungen in sechs Freiheitsgraden sowie die Notwendigkeit einer praktisch reibungsfreien Gleitfläche - all dies wird bei der Entwicklung künstlicher Gelenke berücksichtigt. Darüber hinaus müssen auch der Stress-Shielding-Effekt und die Auswirkungen von Verschleiß berücksichtigt werden, und die Lebensdauer des Implantants im menschlichen Körper muss untersucht werden. All dies führt dazu, dass immer komplexere und anatomisch korrekte Prüfprotokolle entwickelt werden müssen.
Instron® verfügt über umfassende Erfahrung auf dem Gebiet der mechanischen Prüfung von orthopädischen Implantaten, Wirbelsäulenimplantaten und Osteosynthesevorrichtungen: von einfachen statischen Prüfungen der Grundmaterialien über die Schlagprüfung der Gelenkkomponenten bis hin zu einer kompletten Simulation zur Untersuchung des Ermüdungs- und Verschleißverhaltens in vivo. In allen Phasen der Implantatentwicklung erfüllen unsere innovativen Lösungen eine Vielzahl von Anforderungen auf dem Gebiet der Orthopädie. Die folgenden Beispiele zeigen einige Anwendungen, die wir gemeinsam mit unseren Kunden realisiert haben.
Hüft- und Kniegelenksimplantate
Wirbelsäulenimplantate
Vorrichtungen zur Osteosynthese und Traumabehandlung
Die mechanische Prüfung von Wirbelsäulenimplantanten und -vorrichtungen erfolgt üblicherweise nach ASTM- und ISO-Normen. Dazu gehören Axial-, Torsions-, Biege- und Scherprüfungen.
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Die ElectroPuls-Systeme basieren auf einer patentgeschützten Linearmotortechnik und ermöglichen sowohl statische Prüfungen bei niedrigen Geschwindigkeiten als auch dynamische Ermüdungsprüfungen mit Frequenzen von mehreren Hundert Hertz. Die Prüfsysteme aus der ElectroPuls-Reihe umfassen Modelle für Prüfkräfte bis 10 kN sowie eine Variante für Linear-Torsions-Prüfungen und sind wesentlich umweltschonender als konventionelle servohydraulische Maschinen.
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Mit einer axialen Nennkraft bis 25 kN und einem Nennmoment von 100 Nm sind die servohydraulischen Tischprüfsysteme 8874 optimal geeignet für Axial-Torsions-Ermüdungsprüfungen und statische Prüfungen an anspruchsvollen Materialien und fertigen Bauteilen.
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Die Prüfmaschinen aus der Serie 5900 sind leistungsstarke Universalprüfmaschinen in einem innovativen Prüfrahmen und bieten dank ihrer neuartigen Merkmale eine überragende Genauigkeit und Zuverlässigkeit, bessere Ergonomie und eine insgesamt höhere Bedienerfreundlichkeit. Teil des Systempakets ist die Bluehill-Software zum Einrichten und Durchführen der Prüfung und zur Datenanalyse.
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