Intervertebral Disc Testing

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Intervertebral Disc Testing

The Challenge

Intervertebral disc replacement is a surgical technique for the treatment of lower back pain related to degenerative disc disease. The advantage of this technique over traditional spinal fusion is that it preserves or restores motion in the spine, and has the potential to delay the onset of degeneration of healthy discs at adjacent levels in the spine. Disc prostheses are designed to be load bearing over the physiological range of disc motion, and to give years of pain-free and trouble-free operation in the body. Understanding the static and dynamic characteristics of a particular device allows manufacturers and designers to ensure their product is proven and accepted. ASTM F2346 provides a methodology for characterizing the static strength and dynamic fatigue behavior of disc prostheses. The rigorous testing regimes in this standard aim to scientifically validate any prosthesis design. With a typical test run lasting for 10 million cycles and requiring both axial and torsional loading, it is vital that a testing system copes with these performance demands and delivers the highest quality of results. In addition, the requirement to conduct these tests in a wet environment adds to the complexity of the system.

Our Solution

An 8874 axial-torsional system, with the addition of a temperature controller and re-circulator unit, allows device manufacturers and contract research laboratories to conduct both static and cyclic testing on a range of implant designs. The bath, in which saline flow and temperature are controlled, provides a stable environment. With the use of specialized test fixtures, the 8874 system's combined axial-torsional actuator allows for characterization to be conducted in axial compression, compression-shear, and compression-torsion test modes for both articulating discs of traditional metal-on-metal or metal-on-polyethylene design. It's also used for the next generation of prostheses, which feature an elastomeric component to give axial compliance under load that mimic the biomechanics of the natural disc.

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Knieprüfung

Die Herausforderung

Kniegelenk

Kniegelenkersatz gehört weltweit zu den häufigsten chirurgischen Eingriffen zur Verbesserung der Lebensqualität. Ermüdungsbrüche von Tibiaplatten sind einer der am häufigsten gemeldeten Versagensmechanismen bei totalem Kniegelenkersatz (TKR). Sie werden durch den Verlust der darunterliegenden Knochenunterstützung verursacht, der aus biologischen Reaktionen wie verschleißinduzierter Osteolyse resultiert. Unter diesen Bedingungen wird die Tibiaplatte mechanisch instabil, und zyklische Belastungen durch normales Gehen verursachen Ermüdungsrisse, die letztendlich zu einem katastrophalen Versagen führen.

Unsere Lösung

Kniegelenkprüfung

Das vollelektrische dynamische Prüfgerät ElectroPuls® unterstützt Konstrukteure, Hersteller und Forscher während des gesamten Produktlebenszyklus – von der Ermittlung grundlegender Materialeigenschaften wie der Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdungsrissausbreitung bis hin zur Prüfung der gesamten Tibiaplatte und darüber hinaus. Wir verwenden eine Klemmvorrichtung, um eine Hälfte der Tibiaplatte zu fixieren und damit einen vollständig gestützten Kondylus zu simulieren. Der andere, nicht gestützte Kondylus wird dann einer physiologisch repräsentativen Belastung ausgesetzt. Durch die Verwendung unserer einzigartigen Dynacell®-Kraftmessdose können dynamische Trägheitsfehler, wie sie durch die Vorrichtung und durch Hydrodynamik bei Prüfungen in einem Umgebungsbad entstehen, eliminiert werden. Dies ermöglicht eine genauere Messung der auf die Probe aufgebrachten Last.