Глава 2. Экспресс-моделирование износа полиэтилена при разных углах горизонтальной инклинации в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава

Экспериментальное исследование износа полиэтилена

Работа выполнена в рамках соглашения о научном сотрудничестве между ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» Минздрава России и ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России от 2010 г.

Организация и техническое обеспечение
проведения эксперимента

Эксперимент проведен ФГБУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова» Мин­здрава России, в испытательной лаборатории изделий ортопедо-травматологического назначения ООО «ЦИТОпроект» ФГУ «ЦИТО им. Н.Н. Приорова Минздрава России» (рис. 2.1, а, б). Полномочия от Федерального агенства по техническому

Рис. 2.1. Проведение эксперимента: а — универсальная испытательная машина сервогидравлического типа Walter+Bay AG LFV 10-T50 во время испытаний; б — проверку соосности в паре трения проводит руководитель лаборатории профессор Н.С. Гаврюшенко

регулированию и метрологии: Аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.22 ИМ 21 от 13 августа 2007 г.

Испытательное оборудование и средства измерений.

1. Универсальная испытательная машина сервогидрав­лического типа Walter+Bay AG LFV 10-T50, заводской
№ NR90024282/905. Свидетельство о поверке № 363465/
445. Свидетельство о калибровке № F/D201280. Точность измерений до 0,5% (см. рис. 2.1, а, б).

2. Цанговые патроны, универсальное приспособление, обеспечивающее фиксацию и поворот в двух плоскостях на определенные углы чашки эндопротеза. Приспособление поставляется заказчиком.

3. Программный комплекс DionPro, обеспечивающий управление установкой Walter+Bay AG LFV 10-50T и фиксацию результатов испытания.

4. Программное обеспечение, созданное в DionPro, позволяющеее регистрировать в режиме реального времени текущие значения нагрузки, перемещения и количества циклов.

Методика «экспресс-моделирования износа полиэтилена».

Под моделированием износа полиэтилена в эксперименте мы понимали создание технических условий, которые позволяли бы в короткие сроки получить участок износа полиэтилена в полиэтиленовом вкладыше металлической чашки оригинального эндопротеза тазобедренного сустава.

В связи с ограниченным количеством оригинальных компонентов эндопротезов ТБС мы не ставили перед собой задачу качественного изучения износа полиэтилена. Поэтому в эксперименте предполагалось использовать только один вид полиэтиленовых вкладышей металлической чашки и один диаметр головки эндопротеза — 28 мм. В эксперименте были задействованы компоненты оригинального эндопротеза тазобедренного сустава, который уже не используют в практическом здравоохранении.

Специальная головка для экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава.

С целью решения поставленных задач экспериментального исследования нами разработана методика «экспресс-моделирования износа полиэтилена» (Способ экспресс-моделирования износа полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава в динамических условиях: пат. 2547694 Рос. Федерация: МПК7 G09B 23/28 / А.И. Колесник и др.; патентообладатель Курск. гос. мед. ун-т. —
№ 2014101206/14; заявл. 15.01.14; опубл. 10.04.15, Бюл. № 10). Для реализации методики «экспресс-моделирования износа полиэтилена» разработана специальная головка для экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава. Специальная головка (рис. 2.2, а, б) изготовлена из головки эндопротеза тазобедренного сустава фирмы «Компомед» — НПО «Композит», г. Королев по стандартной методике опескоструивания.

Опескоструенная головка эндопротеза имеет правильную геометрическую и шершавую поверхность. Шершавая поверхность позволяет не только моделировать износ полиэтилена, но и осуществлять износ в короткие сроки.

Получен патент на полезную модель «Головка модуля эндопротеза тазобедренного сустава для экспресс-моделирования износа полиэтилена вкладыша или полиэтиленовой чашки модуля эндопротеза тазобедренного сустава» № 145248 от 06.08.2014. Бюлл. № 25 от 10.09.2014.

Рис. 2.2. Рабочий момент проведения испытаний:
а — головка эндопротеза тазобедренного сустава фирмы «Компомед» — НПО «Композит», г. Королев;
б — опескоструенная головка для экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава с диаметром 28 мм;
в — оригинальная головка со следами износа полиэтилена (1) закреплена на конусе фиксатора

Устройство для фиксации полиэтиленового вкладыша.

Проведение лабораторного экспериментального исследования в динамических условиях предусматривало: во-первых, изучение износа полиэтилена с использованием такого испытательного оборудования, как универсальная машина сервогидравлического типа Walter+Bay AG LFV 10-T50; во-вторых, при разных углах инклинации в паре трения экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава.

С этой целью разработано устройство: «Устройство для фиксации полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой (рис. 2.3) чашки для экспресс-моделирования износа полиэтилена экспериментального модуля эндопротеза тазобедренного сустава в динамических условиях». Патент на полезную модель № 147730 от 14.10.2014 по заявке № 2014117739/14 (028155) от 29.04.2014.

Устройство (см. рис. 2.3) выполняет четыре функции: фиксацию полиэтиленового вкладыша металлической чашки эндопротеза, фиксацию полиэтиленовой чашки эндопротеза, установку пары трения в модуле экспериментального эндопротеза тазобедренного сустава под разными углами инклинации, поворот полиэтиленового вкладыша металлической чашки эндопротеза или полиэтиленовой чашки в горизонтальной плоскости на 360°.