ASTM F543 - Axial and Torsional Testing of Metallic Medical Bone Screws

Standard Specification and Test Methods for Metallic Medical Bone Screws

ASTM F543

ASTM F543 is a testing standard used exclusively in the biomedical industry that defines specifications for metallic medical bone screws. Bone screws are used in surgical procedures for securing implants, osteosynthesis devices, and fracture fixation plates to the skeletal system. In normal clinical use, a surgeon applies combined axial and torsional forces to implant a bone screw into the body. Bone screws are designated Class 2 FDA devices, requiring significant testing and analysis  of mechanical properties prior to approval and release.

ASTM F543-17 includes multiple annexes which address the properties related to the functional use of bone screws and the axial torsion forces associated with their use. The standard also includes geometric specifications for the design of these devices. The annexes include both purely torsional as well as biaxial testing for a complete evaluation of these devices. To read the standard in full, purchase ASTM F543.

Materials Testing Systems

The axial annexes of ASTM F543 can be performed on a static universal testing system such as Instron's 6800 Series, while the torsional annexes can be performed on a torsion-only system such as Instron's MT Torsion Series. The recent introduction of the Torsion Add-On 3.0 allows both axial and torsional testing to now be performed on a single 6800 Series system. 




ASTM F543 Test Setup
1) 6800 Series Universal Testing System
2) Bluehill Universal Software
3) Torsion Add-On 3.0
4) 2712 Series Side-Action Grip
5) 2270 Series Biaxial Load Cell

 

ASTM F543 axial and torsional testing of metallic medical bone screws

Grips and Fixtures


ASTM F543 generally requires the use of simulated bone per the standard, which is typically held in place with either side action grips or a customized fixture depending on the geometry of the simulated bone. A drill chuck will hold the screwdriver bit to either engage or disengage the screw. For the axial pull-out test, a custom fixture is needed to grab the head of the screw and pull it out after reaching a predetermined level of thread engagement. A biaxial load cell is needed, with a 1 kN 25 Nm capacity generally being sufficient for this kind of testing.

Related Content

Brochure sur les systèmes d’essais de première qualité de la série 6800

Les systèmes d'essais universels Instron série 6800 offrent une précision et une fiabilité inégalées. Construit sur une architecture système Operator Protect en instance de brevet avec un tout nouveau kit de régulation d’air Smart-Close et des fonctions d’atténuation des collisions, la série 6800 rend les essais de matériaux plus simples, plus intelligents et plus sûrs que jamais.

Brochure Bluehill Universal

Le logiciel Bluehill Universal est intégralement conçu pour une interaction tactile et une expérience utilisateur intuitive. Vous découvrirez que les essais deviennent plus simples et plus intelligents grâce à des fonctionnalités, telles que les méthodes d’essais préconfigurées, le QuickTest fait en quelques secondes, l’exportation de données optimisée et Instron Connect - une nouvelle fonctionnalité qui fournit un lien de communication direct avec le service technique. Les utilisateurs des versions précédentes du logiciel, telles que Bluehill 2 et Bluehill 3, peuvent facilement faire la mise à jour à la toute dernière version de Bluehill.

Torsion Add-On 3.0

Torsion Add-On 3.0 offre une solution simple pour caractériser les performances des dispositifs médicaux, de l’électronique, des produits de consommation, de l’emballage et des composants automobiles qui nécessitent des essais axiaux et de torsion.