凱爾測控助力關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)研究

隨著人類社會(huì)步入高齡化階段，骨與關(guān)節(jié)損傷成為人們生活中常見的疾病之一。各種與高齡有關(guān)的關(guān)節(jié)疾病，如大腿骨骨折、關(guān)節(jié)炎等病癥，將會(huì)大量發(fā)生，因此對(duì)人工關(guān)節(jié)的需求也會(huì)日益增加。目前廣泛采用人工關(guān)節(jié)置換術(shù)來解決這一問題，但置換關(guān)節(jié)的使用壽命有限，而且人工關(guān)節(jié)材料在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦磨損，置換關(guān)節(jié)因摩擦磨損產(chǎn)生的磨屑會(huì)引起置換關(guān)節(jié)的晚期松動(dòng)，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)置換失敗。因此，研究具有優(yōu)異摩擦磨損性能的人工關(guān)節(jié)置換材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而研制出能夠模擬人體關(guān)節(jié)真實(shí)運(yùn)動(dòng)的摩擦試驗(yàn)機(jī)成為研究的關(guān)鍵。

目前，全球已有約 3000 萬人植入了人工關(guān)節(jié)，每年的置換量約為 200萬例，僅在美國，每年大約有 50萬人進(jìn)行關(guān)節(jié)置換手術(shù)。針對(duì)全球的這一情況，聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織將21 世紀(jì)第一個(gè)十年定為“骨和關(guān)節(jié)十年"。關(guān)節(jié)疾病同樣是中國人群中的高發(fā)病率病種。《中華骨科雜志》6月16日發(fā)表一篇題為《關(guān)節(jié)外科的未來》的論文，提到：2019年我國的人工髖、膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)量已經(jīng)超過了90萬例，且仍在以接近每年20%的速度快速增長。目前要求人工髖關(guān)節(jié)在人體內(nèi)工作 30年或更長時(shí)間[3]，于是新的問題出現(xiàn)了。如同Mallory所言:“所有的人工髖關(guān)節(jié)最終都會(huì)失敗，這是一個(gè)患者壽命與假體壽命的賽跑。"因此，加強(qiáng)研制人工關(guān)節(jié)置換技術(shù)，提高置換關(guān)節(jié)的使用壽命，具有現(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。

人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)的成功與否，與關(guān)節(jié)置換材料的性能有著不可分割的關(guān)系。從臨床醫(yī)學(xué)來看，作為人工關(guān)節(jié)置換用的人工關(guān)節(jié)作為一種植入器官，其制作材料一般應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求:

1)生物相容性好。要求人工關(guān)節(jié)材料和人體組織接觸后，在材料一組織界面發(fā)生一系列相互作用后最終被人體組織所接受，且材料對(duì)人體的正常生理功能無不良影響，無毒，無排異反應(yīng);

2)生物力學(xué)相容性好。植入材料和所處部位的生物組織彈性形變特性要相匹

配，在負(fù)載情況下，人工關(guān)節(jié)假體與其接觸的組織所發(fā)生的形變要彼此協(xié)調(diào);

3)生物結(jié)合性能好。要求人工關(guān)節(jié)材料與周圍骨組織結(jié)合良好，使用過程中不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)和下沉;

4)材料要具有一定的可降解性，可以逐漸被人體再生骨組織所替代:

5)優(yōu)良的生物摩擦學(xué)性能。要求材料的摩擦系數(shù)低，耐磨損能力強(qiáng)，磨損顆

粒生成率低，以保證置換關(guān)節(jié)有較長的臨床壽命;

6)良好的耐腐蝕、耐疲勞性能。要求植入假體在體內(nèi)所發(fā)生的組織反應(yīng)不引起材料的劣化，反復(fù)承受交變應(yīng)力不會(huì)引起材料的破損。

為了提高人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)的成功率、延長置換關(guān)節(jié)的使用年限，國內(nèi)外研究人員對(duì)于人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能開展了大量的研究工作。

    凱爾測控試驗(yàn)系統(tǒng)（天津）有限公司推出了一款多功能關(guān)節(jié)磨損試驗(yàn)系統(tǒng)，基于模擬步行的受力和運(yùn)動(dòng)的體外磨損試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（ISO14242）可實(shí)現(xiàn)測試多種關(guān)節(jié)置換以及生物關(guān)節(jié)標(biāo)本的磨損和壽命耐久性測試，還可以測試多軸載荷條件導(dǎo)致的種植體失效模式。

這款設(shè)備是一款多功能的關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)垂直軸向加載、水平往復(fù)、三軸旋轉(zhuǎn) 的動(dòng)作，其先進(jìn)的控制能力和擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)范圍，更準(zhǔn)確的模擬關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

全髖關(guān)節(jié)的磨損 ISO 14242-1/YY/T 0651.1 、 ISO 14242-2/YY/T 0651.2 、 ISO 14242-3/YY/T 0651.3  

全膝關(guān)節(jié)的磨損 ISO 14243-1/YY/T 1426.1 、 ISO 14243-2/YY/T 1426.2 、 ISO 14243-3/YY/T 1426.3

凱爾測控公司介紹

凱爾測控是一家專業(yè)從事開發(fā)、生產(chǎn)、銷售各類力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)的國家高新技術(shù)企業(yè)，自2008年成立以來一直致力于發(fā)展新的測試方法。先后與清華大學(xué)、北京大學(xué)、中科院金屬所、中國工程物理研究院等國內(nèi)著名高校、科研院所建立密切合作，持續(xù)在航空、航天、核電等關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與投入。公司擁有各類力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)四個(gè)系列四十余個(gè)品種，主導(dǎo)產(chǎn)品電磁式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)、原位力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)、原位雙軸力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)、拉扭多軸疲勞試驗(yàn)機(jī)等測試系統(tǒng)打破國外設(shè)備的壟斷。憑借著過硬的技術(shù)、性能優(yōu)良的產(chǎn)品和專業(yè)妥善的服務(wù)，凱爾測控贏得了眾多用戶的信賴。

　　在發(fā)展過程中，凱爾測控始終堅(jiān)持以用戶需求為導(dǎo)向，以市場發(fā)展為指引，以技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，力求不斷推出實(shí)用、好用、易用、耐用的儀器設(shè)備，為客戶提供成熟的解決方案。近日，凱爾測控新品再度來襲，為醫(yī)學(xué)科研用戶帶來了新體驗(yàn)。