用於骨折固定器之骨科微植體的低應力動態和疲勞測試

在醫學和牙科中，骨科微植體用來治療骨骼疾病和骨折以及軟組織損傷。植入物必須足夠堅固可靠，在治癒過程中能夠保持結構剛性以及骨或軟組織的校準。這一點至關重要，在患者的日常活動中，植入物可能承受活體內巨大的負載，進而產生劇變失效。因此，模擬負載條件的測試對於評定特定時期的預期性能或者負載特徵來說非常關鍵，這些測試通常遵照 ASTM、ISO 和 FDA 準則。

使用 Instron 的 Electropuls E1000 和 E3000 系統，成功地進行了鈦手指微植體的循環疲勞測試，我們使用小負載 Dynacell 荷重元進行疲勞測試。荷重元使用小螺栓和螺母零件安裝在上致動器作為負載源，下夾具是金屬夾具。

測試首先在數位位置控制下進行，以確保穩定性。下一階段的測試以 5、10、15 和 20 Hz 頻率，在控制負載的情況下運行。控制非常穩定且峰值有很好的控制，精度為 ±0.1N。

進行的所有測試都使用了由標準剛性調諧獲得的預設迴路控制增益。應用該調諧和振幅控制的組合，響應能夠合理實現要求的振幅，並保持控制穩定性。在 Electropuls 控制器內，可以進一步調節控制迴路，改進周轉和響應。最佳化包括調節單個比例項、增益因素，以添加更多的迴路增益。

總之，Instron 的 ElectroPuls 動態測試 系統 實現了寬頻率範圍內的期望響應和精度，非常適合用於植入物耐久性測試。應用硬體特性，如來自 Dynacell 荷重元的慣性補償，系統響應可以在環境浴槽內外接得到最佳化。這些特性使得實驗室能夠調查研究廣泛範圍內的植入物特性和性能。