AbsztraktA kopás olyan mechanikai faktor, amely az térdízületi implantátumok élettartamát legjelentő-sebben befolyásolja. Implantátumok esetében a kopás vizsgálatához különböző berendezésekkel (pin-on-disc, térd szimulátor) kísérleteket végeznek, amely kísérletekben több paraméter mellett, állandó csúszva-gördülési tényezőt alkalmaznak. Az utóbbi években megjelent cikkek alapján, több szerző cáfolja azt az állítást, hogy az állandó csúszva-gördülési tényező megfelelő lenne a modellezésnél. Ez a térdízület kapcsolódó geometriájának bonyolultságával indokolható, ami miatt a lokális kinematika is túl komplexé válik az ilyen egyszerű feltétel alkalmazhatóságához. Ebben a tanulmányban, a csúszva-gördülés változásának hatását kívánjuk bemutatni egy jól ismert mechanikai kopás modellen, az ún. Archard modellen. A modell által kimutathatóvá válik, hogy a kopás a korábbi eredményekkel ellentétben, 10% túlbecsült a 0 és 60 behajlítási fok közé eső tartományban, járás során, míg 65% alulbecsült a 0-120 behajlítási fok közé eső tartományban, guggolás során.
Kulcsszavak: kopás, térd, járás, guggolás, Archard modell, csúszva-gördülés
Mechanical model for estimating wear in tibio-femoral connection in total knee replacements AbstractWear is considered the main mechanical factor that limits the lifetime duration of total knee replacements (TKRs). Among several parameters during wear experiments, constant slide-roll ratio (S/R ratio) is frequently applied during pin-on-disc tests and knee simulators. However, several papers showed that the idea of constant S/R ratio is not a proper approach if TKR wear is modelled due to the complex geometry. In this study, the significant effect of S/R on wear is demonstrated by involving a flexion angle dependent S/R ratio into Archard's law during gait and squat motion. By including this new parameter, it is demonstrated that the earlier models with constant S/R ratio overestimated wear by approximately 10% from 0 to 60 degree of flexion angle during gait, while underestimated it by approximately 65% from 0 to 120 degree of flexion angle during squat.