成果報告書詳細
管理番号20110000001289
タイトル平成22年度成果報告書 戦略的国際標準化推進事業 標準化研究開発 人工股関節部材の衝撃試験法に関する標準化
公開日2011/7/28
報告書年度2010 - 2010
委託先名日本大学歯学部
プロジェクト番号P04002
部署名技術開発推進部
和文要約本事業は、人工股関節セラミック骨頭の衝撃強度評価法の国際標準化を目的として実施した。具体的には、人工股関節セラミック骨頭の静的強度評価試験結果と衝撃強度評価試験結果との関係を分析して、衝撃強度と静的強度との力学的な違いを明確にし、衝撃試験の必要性とメリットを取りまとめた規格案のISO/TC150/SC4への提案を目的とする。
静的試験結果と衝撃試験結果の違いを分析するためのラウンドロビンテストを実施した。アルミナ製骨頭とジルコニア製骨頭を試料として、ISO7206-10に基づく静的強度試験を行い、平成18年度に実施した衝撃試験結果と比較した。アルミナ、ジルコニア骨頭ともに、トラニオンとの嵌合が深いほど静的強度・衝撃強度が高くなる傾向を示した。しかし、静的試験で生じた破片は衝撃試験の破片に比べて非常に細かく、臨床でのセラミック骨頭の破壊事例における破片とは全く異なることから、臨床における骨頭の破壊メカニズムは静的荷重によるものではないと推察される。さらに、衝撃試験の結果では、静的試験結果における嵌合深さの変化の影響が、より明確に表れた。
衝撃強度評価の必要性を説明するために、イギリス・ドイツ・フランスのISO/TC150関係者らを訪問し、意見交換を行い、静的強度評価法との明確な差別化と衝撃試験の必要性についてさらに協議を重ねていくことで、標準化への賛同を概ね得ることができた。
英文要約This project was conducted for standardization of test method to evaluate the impact resistance of ceramic femoral head used for hip joint prostheses. Specifically, in order to propose the draft of impact test to ISO/TC150/SC4, the mechanical difference of results between the static and impact strength was analyzed by comparing the results of static and impact test. Round-robin test was performed to analyze the difference of results between the static and impact test. As a result, the strength was tended to be higher with the connection depth of trunion in head component both in the static and impact test. However, in the static test, the debris was very small than that in the impact test, and that was rather different to the debris by the fracture of femoral head component in clinical. This was inferable that the fracture mechanism of the ceramic head in clinical was not due to the static loading. In addition, the effect of connection depth in trunion was accurately reflected in the impact test rather than the static test.
In order to explain the demand of impact test, exchange of views on the impact test was had with officials of ISO/TC150 in England, Germany, France, China and Korea, and approval to standardization of this draft was obtained mostly by following the discussion about the demand of impact test and the differentiation with the static test.
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