隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，金屬接骨螺釘已成為四肢骨折內(nèi)固定治療中重要的一部分。這些螺釘?shù)脑O(shè)計必須兼顧生物相容性、機械穩(wěn)定性以及手術(shù)操作的便捷性。為了滿足這些要求，對金屬接骨螺釘?shù)牧W(xué)性能進行深入研究和嚴格測試變得尤為重要。本文將重點討論金屬接骨螺釘?shù)牧W(xué)性能測試，包括最大扭矩和斷裂扭轉(zhuǎn)角、軸向拔出性能、旋入扭矩和旋出扭矩性能，以及自攻性能的評估。
在產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程中，我們必須確保螺釘在承受生理負荷時的可靠性，同時考慮到臨床醫(yī)生在手術(shù)中旋入和旋出螺釘時的操作便利性。通過對金屬接骨螺釘力學(xué)性能的全面評估，我們可以更好地理解其在實際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)，從而為臨床提供更安全、更有效的治療選擇。
本文科準測控小編將詳細介紹測試方法、評估標準以及如何根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，以滿足臨床需求和提高患者治療效果。
一、測試原理
金屬接骨螺釘?shù)牧W(xué)性能測試原理是確保其在臨床應(yīng)用中的穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。驅(qū)動扭矩測試評估螺釘旋入和旋出時的扭矩特性，自攻性能測試模擬螺釘穿透材料的能力，扭轉(zhuǎn)性能測試測量螺釘在承受扭矩直至斷裂時的力學(xué)參數(shù)，拔出力測試確定螺釘在材料中的固定強度，而旋入扭矩測試則關(guān)注螺釘旋入過程中的力矩需求。這些測試共同確保了螺釘在手術(shù)中的可靠性和操作的便捷性，為臨床提供高質(zhì)量的治療選擇。
二、測試相關(guān)標準
ASTM F543
ASTM F1839
YY_T1504-2016
YY_T1505-2016
YY_T1506-2016
YY/T 1505-2016《外科植入物金屬接骨螺釘自攻性能試驗方法》
YY/T 1504-2016《外科植入物金接骨螺釘軸向拔出力試驗方法》
YY T 0662-2008 外科植入物 不對稱螺紋和球形下表面的金屬接骨螺釘機械性能要求和試驗方法
三、測試儀器
1、扭轉(zhuǎn)試驗機
2、定制工裝
3、試驗條件
樣品名稱：金屬接骨螺釘
試驗溫度：室溫
檢測內(nèi)容：驅(qū)動扭矩、自攻性能、扭轉(zhuǎn)性能、拔出力、插入力、旋入扭矩
四、測試流程
步驟一、自攻力測試
在均勻試驗塊上預(yù)鉆導(dǎo)向孔，施加2N/s的恒定軸向力。
以30r/min的速度驅(qū)動螺釘，監(jiān)測扭矩和軸向位移。
一旦扭矩和軸向位移顯著增加，即視為螺釘開始自攻。
維持自攻開始時的軸向載荷力，完成旋轉(zhuǎn)5周。
記錄自攻開始時獲得的最大軸向力，定義為自攻力。
步驟二、聚氨酯試驗塊準備
使用尺寸為35 mm x 40mm x 180 mm的試驗塊，預(yù)置9個導(dǎo)向孔，孔間距為18mm（至少為螺釘直徑的5倍）。
步驟三、金屬接骨螺釘扭矩測試
選擇合適的鉆頭和電動驅(qū)動扭矩扳手。
以恒速1-5r/m從樣品頭部施加扭轉(zhuǎn)力，將樣品旋入測試臺。
記錄前四個樣品的最大可讀值作為插入扭矩。
反方向旋轉(zhuǎn)螺釘，測量移除扭矩。
步驟四、軸向抗拉強度測試
根據(jù)附錄A2方法將螺釘插入標準物質(zhì)中。
以勻速3轉(zhuǎn)/分的速度插入螺釘，深度為20mm或螺紋長度的60%。
步驟五、自攻自鉆金屬接骨螺釘自攻性能測試
將螺絲起子插入中軸，確保試驗孔和起子對齊。
預(yù)先安裝螺釘樣品在起子上，通過中軸插入試驗孔。
調(diào)節(jié)中軸軸位移獲得最大1.0N壓力。
以30r/min的速度驅(qū)動樣品，軸壓力以2.0N/S遞增。
增加軸向壓力直至扭矩和軸位移顯著增加。
步驟六、軸向拔出力測試
根據(jù)YY/T 1506標準旋入螺釘至標準材料中，速率為3r/min，深度為20mm或螺紋長度的60%。
固定試驗塊及夾具于加載結(jié)構(gòu)，螺釘頭部置于加載裝置槽中。
以5mm/min的速度施加拉力直至螺釘失效或拔出。
步驟七、旋動扭矩測試
使用配套工具將樣品旋入試驗塊。
使用扭轉(zhuǎn)試驗機以3r/min的速度施加扭矩于螺釘頭部。
記錄最初4圈的最大扭矩為旋入扭矩，反向旋轉(zhuǎn)4圈記錄最大扭矩為旋出扭矩。
旋入和旋出過程中施加不大于11.17N的軸向載荷。
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