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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Orthopedics

Test du genou

Le défi

Articulation du genou

Les prothèses de genou figurent parmi les procédures chirurgicales les plus courantes dans le monde pour améliorer la qualité de vie. La fracture de fatigue des plateaux tibiaux de genou est l’un des mécanismes de défaillance les plus fréquemment signalés pour les prothèses totales de genou (PTG). Elle est causée par la perte du support osseux sous-jacent résultant de réactions biologiques, telles que l’ostéolyse induite par l’usure. Dans ces conditions, le plateau tibial devient mécaniquement instable, et la charge cyclique imposée par la marche normale provoque des fissures de fatigue, conduisant finalement à une défaillance catastrophique.

Notre solution

Essais de l’articulation du genou

L’instrument d’essai dynamique entièrement électrique ElectroPuls™ assiste les concepteurs, les fabricants et les chercheurs tout au long du processus de cycle de vie des produits, depuis la détermination des propriétés fondamentales des matériaux, telles que la résistance à la propagation des fissures de fatigue, jusqu’à l’essai du plateau tibial complet et au-delà. Nous utilisons un dispositif de serrage pour fixer une moitié du plateau tibial, simulant un condyle entièrement supporté. L’autre condyle non supporté est ensuite soumis à une charge physiologiquement représentative. En utilisant notre capteur de force Dynacell™ unique, les erreurs d’inertie dynamiques, telles que celles causées par le montage et par l’hydrodynamique qui résulte des essais dans un bain environnemental, peuvent être éliminées. Cela permet une mesure plus précise de la charge appliquée à l’échantillon.