ในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมชีวการแพทย์การทดสอบของกระดูก - เช่นวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่ง กระดูก - เช่นวัสดุซึ่งมักจะใช้ในการปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูก, นั่งร้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อและการใช้งานอื่น ๆ จำเป็นต้องตอบสนองความต้องการด้านทรัพย์สินทางกลบางอย่าง ในฐานะซัพพลายเออร์ของผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ฉันมักจะถูกถามว่าผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ของเราสามารถใช้สำหรับการทดสอบกระดูก - เช่นวัสดุหรือไม่ ในบล็อกนี้ฉันจะสำรวจคำถามนี้โดยละเอียด
ทำความเข้าใจกระดูก - เหมือนวัสดุ
กระดูก - เช่นวัสดุสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทรวมถึงสารทดแทนกระดูกธรรมชาติโพลีเมอร์สังเคราะห์เซรามิกและคอมโพสิต สารทดแทนกระดูกธรรมชาติเช่นกระดูก autologous และกระดูก allogeneic มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ยอดเยี่ยม แต่ถูก จำกัด ด้วยแหล่งที่มาและการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่อาจเกิดขึ้น พอลิเมอร์สังเคราะห์เช่นโพลี (แลคติค - กรดไกลโคลิก) (PLGA) ให้ความสามารถในการประมวลผลที่ดีและอัตราการย่อยสลายที่ปรับได้ เซรามิกเช่นไฮดรอกซีอะพาไทต์มีความคล้ายคลึงกับส่วนประกอบอนินทรีย์ของกระดูกและมี osteoconductivity ที่ดี คอมโพสิตรวมข้อดีของวัสดุที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น
คุณสมบัติเชิงกลของกระดูก - เช่นวัสดุมีความสำคัญต่อการใช้งาน พวกเขาจำเป็นต้องมีความแข็งแรงความแข็งและความทนทานที่เหมาะสมเพื่อทนต่อภาระทางกลในร่างกายมนุษย์ ตัวอย่างเช่นในการปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูกการปลูกถ่ายควรแข็งแรงพอที่จะรองรับน้ำหนักของร่างกายและแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนไหวในขณะที่ยังมีความยืดหยุ่นพอที่จะหลีกเลี่ยงการป้องกันความเครียดซึ่งสามารถนำไปสู่การสลายของกระดูก
ความสามารถของผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์
เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์เป็นเครื่องมืออเนกประสงค์ที่ใช้สำหรับการวัดคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุต่าง ๆ พวกเขาทำงานโดยใช้แรงดึงที่ควบคุมได้กับตัวอย่างทดสอบและวัดการเสียรูปที่เกิดขึ้น พารามิเตอร์หลักที่สามารถวัดได้โดยเครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ ความแข็งแรงแรงดึงสูงสุดความแข็งแรงของผลผลิตโมดูลัสยืดหยุ่นและการยืดตัวเมื่อหยุดพัก
ผู้ทดสอบเหล่านี้ติดตั้งเซลล์โหลดที่มีความแม่นยำสูงและเซ็นเซอร์การกระจัดซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าผลการวัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้ พวกเขายังมีระบบควบคุมขั้นสูงที่อนุญาตให้ใช้โหมดการทดสอบที่แตกต่างกันเช่นอัตราคงที่ - อัตราการขยายอัตราคงที่ - อัตราการโหลดและการโหลดแบบวงจร ความยืดหยุ่นนี้ทำให้ผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์เหมาะสำหรับวัสดุและข้อกำหนดการทดสอบที่หลากหลาย
การทดสอบกระดูก - เช่นวัสดุที่มีเครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์
การทดสอบแรงดึง
การทดสอบแรงดึงเป็นหนึ่งในวิธีที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการประเมินคุณสมบัติเชิงกลของกระดูก - เช่นวัสดุ ด้วยการใช้กระดูก - เช่นตัวอย่างกับแรงดึงแกนเดียวเราสามารถกำหนดความต้านทานแรงดึงสูงสุดซึ่งแสดงถึงความเครียดสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะล้มเหลว นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจความสามารถของวัสดุในการต้านทานแรงดึงเช่นผู้ที่มีประสบการณ์ในระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อหรือผลกระทบภายนอก
ตัวอย่างเช่นในกรณีของกระดูกคอมโพสิต - เช่นวัสดุที่ใช้ในเอ็น - เช่นรากฟันเทียมความต้านทานแรงดึงสูงสุดเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญ หากวัสดุมีความต้านทานแรงดึงต่ำสุดอาจแตกอาจแตกภายใต้ภาระทางสรีรวิทยาปกติซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของการฝังรากฟันเทียม ผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์สามารถวัดความแข็งแรงนี้ได้อย่างแม่นยำช่วยให้นักวิจัยและผู้ผลิตสามารถเพิ่มประสิทธิภาพองค์ประกอบและพารามิเตอร์การประมวลผลของวัสดุได้
การทดสอบการบีบอัด
นอกเหนือจากการทดสอบแรงดึงแล้วการทดสอบการบีบอัดยังเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระดูกเช่นวัสดุ กระดูกในร่างกายมนุษย์มักจะอยู่ภายใต้แรงอัดเช่นน้ำหนักของร่างกายบนกระดูกยาวของขา การทดสอบการบีบอัดสามารถทำได้โดยใช้เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์โดยเพียงแค่เปลี่ยนอุปกรณ์ทดสอบ
ในระหว่างการทดสอบการบีบอัดเครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ใช้แรงอัดกับกระดูก - เช่นตัวอย่างและวัดการเสียรูปที่เกิดขึ้น ความแข็งแรงของแรงอัด, โมดูลัสยืดหยุ่นภายใต้การบีบอัดและพารามิเตอร์อื่น ๆ สามารถรับได้ ค่าเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการประเมินความสามารถของวัสดุในการทนต่อแรงอัดและสำหรับการออกแบบกระดูก - เช่นรากฟันเทียมที่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องในร่างกาย
การทดสอบดัดโค้ง
การทดสอบความโค้งงอใช้ในการวัดคุณสมบัติการดัดของกระดูก - เช่นวัสดุ กระดูกจำเป็นต้องมีความแข็งแรงของแรงดัดงอเพียงพอที่จะต้านทานแรงดัดเช่นที่มีประสบการณ์ในระหว่างการเดินหรือวิ่ง ผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์สามารถใช้สำหรับการทดสอบการโค้งงอสามจุดหรือสี่จุด
ในการทดสอบการดัดงอจุดสามจุดชิ้นงานจะได้รับการสนับสนุนที่ปลายสองปลายและใช้โหลดที่กึ่งกลาง เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์วัดแรงและการโก่งตัวของชิ้นงานทำให้เราสามารถคำนวณความแข็งแรงของการดัดงอและโมดูลัส การทดสอบประเภทนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการประเมินคุณสมบัติเชิงกลของกระดูก - เช่นแผ่นหรือแท่งที่ใช้ในการผ่าตัดศัลยกรรมกระดูก
ข้อดีของการใช้เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์สำหรับกระดูก - เช่นการทดสอบวัสดุ
ความแม่นยำและความแม่นยำ
เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์มีความแม่นยำสูงและมีความแม่นยำในการวัดคุณสมบัติเชิงกลของกระดูก - เช่นวัสดุ เซ็นเซอร์และระบบควบคุมขั้นสูงทำให้มั่นใจได้ว่าค่าที่วัดได้นั้นมีความน่าเชื่อถือซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวิจัยและพัฒนาการควบคุมคุณภาพและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ
ความอเนกประสงค์
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์สามารถทำการทดสอบประเภทต่าง ๆ รวมถึงแรงดึงการบีบอัดและการทดสอบการดัดงอ ความเก่งกาจนี้ช่วยให้นักวิจัยและผู้ผลิตประเมินคุณสมบัติเชิงกลของกระดูกอย่างครอบคลุมเช่นวัสดุที่ใช้เครื่องมือเดียวประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย
การวิเคราะห์และรายงานข้อมูล
ผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ติดตั้งซอฟต์แวร์ที่สามารถวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบและสร้างรายงานโดยละเอียด ซอฟต์แวร์สามารถคำนวณพารามิเตอร์เชิงกลต่างๆความเครียดพล็อต - เส้นโค้งความเครียดและให้การวิเคราะห์ทางสถิติ สิ่งนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถตีความผลการทดสอบได้ง่ายและตัดสินใจอย่างชาญฉลาดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัสดุ
ข้อ จำกัด และข้อควรพิจารณา
การเตรียมตัวอย่าง
การเตรียมกระดูก - เช่นตัวอย่างสำหรับการทดสอบเป็นขั้นตอนที่สำคัญ ตัวอย่างจะต้องมีการตัดเฉือนอย่างระมัดระวังหรือประดิษฐ์เพื่อให้แน่ใจว่ามิติที่สอดคล้องกันและคุณภาพพื้นผิว นอกจากนี้การวางแนวของตัวอย่างยังสามารถส่งผลกระทบต่อผลการทดสอบโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกระดูก anisotropic - เช่นวัสดุ
สภาพแวดล้อมทางชีววิทยา
กระดูก - เช่นวัสดุที่ใช้ในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพของร่างกายมนุษย์ซึ่งเป็นระบบที่ซับซ้อนและมีพลวัต คุณสมบัติเชิงกลของกระดูก - เช่นวัสดุอาจเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นการย่อยสลายความชุ่มชื้นและการมีปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อโดยรอบ ผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติเชิงกลของตัวอย่างภายใต้เงื่อนไขของห้องปฏิบัติการเท่านั้นและจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมในการศึกษาเพื่อทำความเข้าใจประสิทธิภาพของพวกเขาในร่างกายอย่างเต็มที่
มาตรฐานการทดสอบ
มีมาตรฐานการทดสอบเฉพาะสำหรับกระดูก - เช่นวัสดุเช่นมาตรฐาน ASTM สำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูก เมื่อใช้เครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์เพื่อทดสอบกระดูก - เช่นวัสดุเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าการเปรียบเทียบและความถูกต้องของผลการทดสอบ
บทสรุป
โดยสรุปผู้ทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการทดสอบกระดูก - เช่นวัสดุ พวกเขานำเสนอความสามารถในการวัดคุณสมบัติเชิงกลที่หลากหลายรวมถึงแรงดึงการบีบอัดและคุณสมบัติการโค้งงอด้วยความแม่นยำสูงและความแม่นยำ ความหลากหลายของเครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ทำให้พวกเขาเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับนักวิจัยและผู้ผลิตในด้านกระดูก - เช่นวัสดุ
อย่างไรก็ตามสิ่งสำคัญคือต้องตระหนักถึงข้อ จำกัด และการพิจารณาเช่นการเตรียมตัวอย่างสภาพแวดล้อมทางชีวภาพและมาตรฐานการทดสอบ ด้วยการคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้เราสามารถได้รับผลการทดสอบที่เชื่อถือได้และมีความหมายซึ่งสามารถช่วยในการพัฒนาและปรับปรุงกระดูก - เช่นวัสดุ
หากคุณมีส่วนร่วมในการวิจัยการพัฒนาหรือการผลิตกระดูกเช่นวัสดุและกำลังมองหาเครื่องทดสอบแรงดึงอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อถือได้เราพร้อมให้ความช่วยเหลือ บริษัท ของเรามีความหลากหลายอุปกรณ์ทดสอบวัสดุ, รวมทั้งเครื่องทดสอบเชิงกลและเครื่องทดสอบแรงดึงสากล- เรามุ่งมั่นที่จะให้บริการผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและการบริการลูกค้าที่ยอดเยี่ยม ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดการทดสอบเฉพาะของคุณและเริ่มการเจรจาต่อรองการจัดซื้อ
การอ้างอิง
- ASTM International "วิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับคุณสมบัติแรงดึงของพลาสติก" ASTM D638 - 14. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2014
- ISO 13934 - 1: 2013 "สิ่งทอ - คุณสมบัติแรงดึงของผ้า - ส่วนที่ 1: การกำหนดแรงสูงสุดและการยืดตัวที่แรงสูงสุดโดยใช้วิธีการแถบ"
- Currey, JD "การดัดแปลงเชิงกลของกระดูก" สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน 2545
- Ratner, BD, Hoffman, AS, Schoen, FJ, & Lemons, JE "วิทยาศาสตร์วัสดุชีวภาพ: การแนะนำวัสดุในการแพทย์" Academic Press, 2004
