Electrochemical evaluation of the damage to the bearing suface of a metal head joint prosthesis

金属头部关节假体支撑面损伤的电化学评估

基本信息

  • 批准号:
    11671454
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Implant metals are obtained a good corrosion resistance due to the passive film in the body. While, the film is damaged mechanically with sliding and the metal ions are released into the fluid. Then the wear toxicity is appeared in the body. According to clarify the relationship between the corrosion resistance and the toxicity of metal ion release, a simple pin on disk friction test were carried out using three types of metals, SUS3 16L S.Steel, Co-28Cr-6Mo, and Ti-6Al-4V alloys in PBS(-) to estimate the range of loads that can be applied to the bearing surface of a joint prosthesis.The main results are follows ; (1) When two metals of the same type were rubbed against each other, the passivation film was almost completely destroyed immediately after the onset of friction, even when a very low normal load was applied. (2) In the metal to UHMWPE friction test, the passivation film was severety damaged immediately after the onset of friction. However, the passivation film was recovered until the polarization potential reached a certain level, which was specific to each metal. (3) The allowable load on the bearing head of hip arthroplasty was calculated, assuming that the degree of damage to the passivation film was 20 or 40%. When a metalacetabulum socket was used, damage to the passivation film on the head was severe, regardless of the type of metal used for both the acetabulum socket and the head. When a UHMWPE acetabulum socket was used, the allowable load ranged from 8.16×10^2N to 1.31×10^5 N for SUS3 16L S.Steel, from 7.83×10^3N to 1.31×10^5N for Co-28Cr-6Mo alloy, and from 43N to 6.08×10^2N for Ti-6Al-4V alloy.
植入金属由于在体内形成钝化膜而具有良好的耐腐蚀性。同时,薄膜在滑动时受到机械破坏,金属离子释放到流体中。从而在体内产生磨损毒性。为了阐明金属离子释放毒性与关节假体耐腐蚀性之间的关系,本文采用简单的销盘摩擦试验,在PBS(-)中对三种金属(SUS 316L不锈钢、Co-28 Cr-6 Mo和Ti-6Al-4V合金)进行了试验,以估计关节假体承载面的载荷范围。(1)当两种相同类型的金属相互摩擦时,即使施加非常低的法向载荷,钝化膜也在摩擦开始后立即几乎完全被破坏。(2)在金属与UHMWPE的摩擦试验中,钝化膜在摩擦开始后立即严重损坏。然而,钝化膜恢复,直到极化电位达到一定的水平,这是特定于每种金属。(3)假设钝化膜损伤程度为20%或40%,计算髋关节置换术轴承头上的容许载荷。当使用金属髋臼窝时,无论髋臼窝和股骨头使用的金属类型如何,股骨头上的钝化膜损坏都很严重。当使用UHMWPE髋臼窝时,SUS 3 16 L不锈钢的容许载荷范围为8.16×10^2N至1.31×10^5 N,Co-28 Cr-6 Mo合金的容许载荷范围为7.83×10^3N至1.31×10^5N,Ti-6Al-4V合金的容许载荷范围为43 N至6.08×10^2N。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M.Morita et al, K.Hirokawa ed.: "Hand book of fine particles"Fuji Techno system, Co.Ltd (in press). (2001)
M.Morita 等人,K.Hirokawa 编:“细颗粒手册”Fuji Techno system, Co. Ltd(正在出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
森田真史 他: "微粒子ハンドブック"フジテクノシステム. 2100 (2001)
Masashi Morita 等人:“粒子手册”Fuji Techno System 2100 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M. Morita, Y. Inoue, T. Sasada: "Biocompartibility of Prosthetic Jiont Materials Part 1 Evaluation of passivation film damage on metal surface assosiated with sliding motion"JPN. J. Tribology. 43(5). 1-15 (1999)
M. Morita、Y. Inoue、T. Sasada:“假体关节材料的生物相容性第 1 部分与滑动相关的金属表面钝化膜损伤的评估”JPN。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M. Morita, K. Honda, T. Sasada: "Biocompartibility of Prosthetic Jiont Materials Part 2 Quantitative analysis of wear products"JPN. J. Tribology. 43(6). 493-499 (1999)
M. Morita、K. Honda、T. Sasada:“假肢关节材料的生物相容性第 2 部分磨损产品的定量分析”JPN。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
森田真史 他: "微粒子Hand Book"フジテクノシステム. 2100 (2001)
Masashi Morita 等人:《粒子手册》Fuji Techno System 2100 (2001)。
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    KAWAI Yasushi
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  • 通讯作者:
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