ASTM F2193 수술용 고정 장치의 정적 및 순환 피로 테스트

ASTM F2193은 척추 임플란트 구조에 사용되는 개별 금속 나사, 플레이트 및 막대에 대한 테스트를 간략하게 설명합니다. 이러한 구성 요소의 하위 어셈블리는 ASTM F1798(척추 관절 고정 임플란트에 사용되는 상호 연결 메커니즘 및 하위 어셈블리의 정적 및 피로 특성을 평가하기 위한 표준 테스트 방법)에 따라 테스트됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 표준은 ASTM F1717(척추 절제술 모델의 척추 임플란트 구조물에 대한 표준 테스트 방법)입니다. ASTM F1717은 이러한 구성 요소와 하위 어셈블리로 구성된 전체 척추 구조물에 대한 테스트를 간략하게 설명합니다.
모든 요구 사항을 이해하려면 표준을 완전히 검토하는 것이 좋습니다.

테스트 매개변수
척수판과 막대 모두 동일한 4점 굽힘 절차를 통해 테스트되어 2,500,000주기에서 강성, 항복 모멘트, 극한 모멘트 및 피로 런아웃 모멘트를 결정합니다. 첫째, 두 경우 모두 최소 5개의 표본 크기에 대해 최대 10mm/min의 변위 속도로 정적 테스트가 수행됩니다.

피로 테스트는 각 하중 수준에서 최소 2개의 시편을 테스트하는 방식으로 진행됩니다. 최소 6개의 데이터 포인트를 제공하려면 세 가지 로드 수준을 사용해야 합니다. 피로 런아웃 모멘트를 식별할 수 있도록 이러한 하중 수준 중 하나에 대해 2,500,000주기 이후에도 시편이 파손되지 않아야 합니다. 하중 값은 사용자가 결정할 수 있으며 정적 항복 모멘트의 75%, 50% 및 25%에 해당해야 합니다.

동적 테스트의 경우 흉추 및 요추 구성 요소에는 R 비율 0.1이 사용되고 경추 구성 요소에는 -1.0이 사용됩니다(역 하중을 설명하기 위해). 테스트는 모든 경우에 최대 30Hz까지 수행할 수 있습니다.

척추 나사의 경우 캔틸레버 굽힘을 통해 로딩이 수행됩니다. 나사의 나사 부분은 축 하중이 적용될 10mm 길이의 합성 테스트 블록에 삽입되어야 합니다. 그런 다음 테스트 시스템에 부착된 고정 장치를 사용하여 나사 머리를 고정합니다. 일반적으로 나사의 길이는 10mm가 테스트 블록에 삽입되어야 하며 블록과 고정된 헤드 사이에 약 5mm의 나사산이 노출되어야 합니다. 더 작은 나사의 경우 나사 전체 길이의 약 1/3이 테스트 블록에 삽입되어야 합니다. 테스트 블록 중앙(나사 끝에서 5mm)에 힘을 가하면 직경에 관계없이 특정 길이의 모든 나사가 동일한 작용 모멘트를 경험해야 합니다.

하중 대 변위 그래프를 생성하려면 최소 5개의 샘플에 대해 25mm/min 이하의 로딩 속도로 정적 테스트를 수행해야 합니다.
피로 테스트는 흉부 및 목재 나사에 대해 최대 30Hz의 정현파 파형과 R 비율 0.1로 완료되어야 합니다. 다시 말하지만, 경추 나사에는 R 비율 -1.0을 사용해야 합니다. 그런 다음 절차는 다른 두 구성 요소의 절차와 동일해야 합니다. 각 하중 수준에서 최소 2개의 시편을 테스트하고 3개의 하중 수준을 사용하여 6개의 데이터 포인트를 생성하고 최대 2,500,000백만 주기 및 하중 값의 시작점으로 작용하는 정적 항복 모멘트의 75%, 50% 및 25%를 생성해야 합니다.
모든 구성 요소에 대해 온도, pH 및 용액 강도와 같은 특성을 정당화하고 인용하여 다른 환경(즉, 식염수)에서 테스트를 완료할 수 있습니다.