Kalça protezlerinde sürtünmeye bağlı olarak değişim gösteren fiziksel büyüklüklerin ve geometrik özelliklerin ölçüm, analiz ve metrolojik değerlendirilmesi

Abstract

Günlük aktiviteler boyunca vücut ağırlığının yaklaşık sekiz katı yük altında çalışan kalça implantları oldukça yüksek oranda sürtünmeye maruz kalmaktadır. Gerek vücut içi ortamda gerekse laboratuar şartlarında yapılan deneylerde sürtünmeye bağlı olarak ortaya çıkan sıcaklık artışı kalça eklemindeki malzemelerin ve ortamdaki yağlayıcı sıvının özelliklerinde değişime neden olmaktadır. Sıcaklık artışı ile birlikte bağlantı yüzeyleri ayrışma ve sürünmeye maruz kalmakta, implantı çevreleyen doku da zarar görmektedir. Sonuç olarak implantın aseptik gevşemesi ile birlikte implant ömrü öngörülen süreden daha kısa bir sürede sona ermektedir. İmplant malzemelerinin aşınma ve sürtünme davranışlarının iyileştirilmesi yönünde pek çok çalışma yapılmış olmasına rağmen bağlantı elemanlarının servis ömürlerinin uzatılması konusunda henüz istenen başarı sağlanamamıştır. Bağlantı yüzeylerinde ortaya çıkan sürtünme ve yol açtığı sıcaklık değişiminin ölçülmesi ve malzemelerin aşınma davranışlarının anlaşılması tasarım, malzeme, yağlayıcı ve benzeri faktörler yönünden daha başarılı bağlantıların oluşturulmasına yardımcı olacaktır. Bu amaçdan yola çıkılarak gerçekleştirilen çalışmada, ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UYMAPE), çapraz bağlı UYMAPE, vitamin E karıştırılmış UYMAPE ve vitamin E karıştırılmış çapraz bağlı UYMAPE asetabular insert malzemelerinin ve CoCrMo femur başı malzemesinin aşınma ve sürtünme davranışları incelenmiştir. Malzemelerin aşınma davranışları standart bir pim-disk test cihazında belirlenmiştir. Malzeme yüzeylerinde sürtünmeye bağlı olarak ortaya çıkan sıcaklık değişimi ise kalça ekleminin yürüme çevrimini simüle etmek üzere tasarlanıp, imal edilmiş olan deney düzeneğinde ölçülmüştür. Asetabular insert malzemelerinin yüzeylerinde oluşturulan farklı çaplardaki gözeneklerin, malzemelerin aşınma ve sürtünme davranışları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar matematiksel olarak ve yapay sinir ağları ile modellenmiştir.