Parfois, en raison d'une blessure ou d'une maladie, les articulations porteuses telles que les genoux ou les hanches doivent être remplacées par des orthopédies artificielles. De telles chirurgies sont non seulement extrêmement douloureuses mais aussi coûteuses et risquées; par conséquent, la longévité de ces appareils est primordiale: les implants doivent être durables et générer un minimum de débris. La longue durée de vie est obtenue grâce à l'utilisation de revêtements résistants tels que le chrome dur ou la céramique.
Le remplacement d'un genou ou d'une hanche est une intervention chirurgicale majeure pour renouveler les surfaces portantes, afin de soulager la douleur et de restaurer la fonctionnalité de l'articulation.
Afin de remplir leur objectif, les éléments de remplacement doivent répondre à des exigences très strictes en matière de résistance à l'usure. En règle générale, il existe une corrélation entre la capacité d’un matériau à résister à l’usure et sa dureté; la dureté Vickers (HV) d'un matériau est une métrique qui caractérise ce bien. Mais les testeurs Vickers traditionnels produisent généralement (uniquement) une dureté composite à la fois du revêtement et du substrat, car les charges de test utilisées par ces dispositifs sont trop élevées. La précision des résultats en pâtir davantage avec l'influence de l'opérateur, car les diagonales de l'empreinte doivent être soigneusement mesurées - optiquement - au microscope.
La nanoindentation est une technique bien établie qui utilise des charges très faibles pour mesurer la HV des revêtements lorsqu'il est essentiel d'éviter toute influence du substrat. Le FISCHERSCOPE® HM2000 est l'instrument idéal pour cette tâche, car il calcule automatiquement la HV à partir de la surveillance en ligne de la profondeur de pénétration, éliminant ainsi toute erreur de l'utilisateur. De plus, le module d'élasticité peut également être calculé en utilisant la pente de la courbe de déchargement.
L'étude ci-dessous utilise le FISCHERSCOPE® HM2000 pour mesurer la dureté d'un implant avec un revêtement en chrome dur de 7 µm d'épaisseur. L'application d'une charge maximale de 50 mN produit bien une profondeur d'indentation dans les 10% recommandés de l'épaisseur du revêtement, comme le montre la figure 1.
Le microscope intégré du HM2000 et la platine XYZ motorisée permettent de prendre des mesures directement sur des géométries complexes comme les implants artificiels de genou - avec une préparation minimale d’échantillon. La dureté moyenne du revêtement de chrome mesurée dans cet exemple était de 1084,8 HV, avec un module d'élasticité moyen de 279,7 GPa.
Aucun patient ou médecin ne souhaite qu'un remplacement articulaire majeur s'use avant l'heure. Pour que les appareils médicaux implantés chirurgicalement durent, ils doivent être correctement revêtus. La nanoindentation est la méthode de choix pour vérifier cette qualité. Les caractéristiques et capacités du FISCHERSCOPE® HM2000 permettent d'effectuer des mesures précises directement sur les implants utilisés dans la reconstruction orthopédique. Pour plus d'informations, veuillez contacter votre représentant FISCHER local.
