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체중을 견디는 의료용 임플란트의 코팅 경도

때때로 부상이나 질병으로 인해 무릎이나 엉덩이와 같은 하중을 견디는 관절을 인공 정형 외과로 교체해야합니다. 그러한 수술은 극도로 고통스러울뿐만 아니라 비싸고 위험합니다. 따라서 이러한 기기의 수명이 가장 중요합니다. 임플란트는 내구성이 있어야하며 잔해를 최소화해야합니다. 경질 크롬 또는 세라믹과 같은 견고한 코팅을 사용하여 긴 서비스 수명을 달성합니다.

무릎 또는 고관절 교체는 통증을 완화하고 관절의 기능을 회복하기 위해 체중을 지탱하는 표면을 재생하는 주요 수술 절차입니다.

원하는 목적을 달성하기 위해 교체 부품은 내마모성에 대한 매우 까다로운 요구사항을 충족해야합니다. 일반적으로 마모를 견디는 재료의 능력과 경도 사이에는 상관 관계가 있습니다. 재료의 비커스 경도 (HV)는 이 물질의 특성을 나타내는 척도입니다. 그러나 기존의 Vickers 테스터는 이러한 장치에서 사용하는 테스트 부하가 너무 높기 때문에 일반적으로 코팅과 기판 모두의 복합 경도 를 생성합니다. 결과의 정확성은 작업자의 영향으로 더 큰 타격을받을 수 있습니다. 움푹 들어간 대각선은 현미경으로 광학적으로 신중하게 측정해야하기 때문입니다.

Nanoindentation은 기판의 모든 영향을 피하는 것이 중요 할 때 코팅의 HV를 측정하기 위해 매우 낮은 부하를 사용하는 잘 확립 된 기술입니다. FISCHERSCOPE® HM2000은 침투 깊이의 온라인 모니터링에서 HV를 자동으로 계산하여 사용자 오류를 제거하므로이 작업에 이상적인 기기입니다. 또한, 탄성 계수는 ​​하역 곡선의 기울기를 사용하여 계산할 수도 있습니다.

아래 연구에서는 FISCHERSCOPE® HM2000을 사용하여 7µm 두께의 경질 크롬 코팅이 적용된 임플란트의 경도를 측정합니다. 50mN의 최대 하중을 적용하면 그림 1과 같이 권장되는 코팅 두께의 10 % 이내의 압입 깊이가 생성됩니다.

HM2000의 통합 현미경 및 전동 XYZ 스테이지를 사용하면 최소한의 샘플 준비로 인공 무릎 임플란트와 같은 복잡한 형상에서 직접 측정 할 수 있습니다. 이 예에서 측정 된 크롬 코팅의 평균 경도는 1084.8 HV였으며, 평균 탄성 계수는 279.7 GPa입니다.

어떤 환자 나 의사도 주요 관절 치환술이 시간 전에 마모되기를 원하지 않습니다. 외과 적으로 이식 된 의료 기기가 오래 지속 되려면 제대로 코팅해야합니다. Nanoindentation은이 품질을 확인하기위한 선택 방법입니다. FISCHERSCOPE® HM2000의 특징과 기능을 통해 정형 외과 적 재건에 사용되는 임플란트에서 직접 정확한 측정을 수행 할 수 있습니다. 자세한 내용은 지역 FISCHER 담당자에게 문의하십시오.

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