การทดสอบแรงแบบไดนามิกระดับต่ำและความล้าของวัสดุฝังในขนาดเล็กทางออร์โธพีดิกส์สำหรับการยึดตรึงรอยหักของกระดูก

วัสดุฝังในขนาดเล็กทางออร์โธพีดิกส์นั้นถูกใช้ในงานทางการแพทย์และทันตกรรมเพื่อรักษาโรคกระดูกและการแตกหักของกระดูก และการเสียหายของเนื้อเยื่ออ่อน จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่วัสดุฝังในดังกล่าวจะต้องทนทานและมั่นคงเพียงพอที่จะรักษาความแกร่งทางโครงสร้างและการได้ศูนย์ของกระดูกหรือเนื้อเยื่ออ่อนในระหว่างกระบวนการรักษาตัวของกระดูก ในระหว่างการทำกิจกรรมตามปรกติข้อผู้ป่วย วัสดุฝังในจะตกอยู่ภายใต้แรงกระทำในสิ่งมีชีวิตที่สูงซึ่งอาจนำไปสู่การเสียหายอย่างรุนแรงได้ ดังนั้นการทดสอบเพื่อจำลองสภาพการให้แรงกระทำจึงมีความสำคัญในการประเมินสมรรถภาพที่คาดหวังในระยะเวลาที่กำหนด หรือรูปแบบการให้แรงกระทำ โดยมักทำตามแนวทางของมาตรฐาน ASTM, ISO, และ FDA

เราประสบความสำเร็จในการทดสอบความล้าแบบไดนามิกของวัสดุฝังในขนาดเล็กสำหรับนิ้วมือประเภทไททาเนียมโดยใช้เครื่องทดสอบ ElectroPuls™ E1000 และ E3000 โดยใช้งานร่วมกับโหลดเซลล์รุ่น Dynacell แบบกำลังต่ำซึ่งติดตั้งที่แอกชูเอเตอร์ด้านบนด้วยสกรูยึดสำหรับใช้งานในการให้แรงกระทำและใช้ชุดยึดโลหะสำหรับเป็นฟิกซ์เจอร์ทางด้านล่าง

เราเริ่มจากการทดสอบด้วยการควบคุมตำแหน่งด้วยรูปแบบ Digital Position Control เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพ จากนั้นจึงทำการทดสอบในรูปแบบของการควบคุมแรงที่ความถี่ 5, 10, 15 และ 20 Hz เราพบว่าการควบคุมนั้นมีเสถียรภาพมากและสามารถควบคุมค่าที่จุดยอดได้ด้วยความแม่นที่ ±0.1 นิวตัน

การทดสอบทั้งหมดทำโดยการใช้ค่า gain สำหรับควบคุมวงรอบการทำงานที่ตั้งค่ามาให้โดยการปรับแต่งจากค่าความแกร่งแบบมาตรฐาน ด้วยการใช้การปรับแต่งนี้และการควบคุมค่าแอมปลิจูด (Amplitude Control) ทำให้การตอบสนองเป็นไปได้อย่างดี ได้ค่าแอมปลิจูดที่ต้องการและรักษาความเสถียรของการควบคุมไว้ได้ ทั้งนี้ภายในคอนโทรลเลอร์ของเครื่องทดสอบยังสามารถปรับแต่งวงรอบควบคุมเพื่อให้ได้การตอบสนองที่ดีมากขึ้น ตัวอย่างเช่น Gain Factor เพื่อเพิ่มค่า gain ของวงรอบควบคุม

โดยสรุปแล้ว เครื่องทดสอบระบบไดนามิกรุ่น ElectroPuls นี้สามารถให้การตอบสนองที่ดีเยี่ยมและมีความแม่นยำในช่วงความถี่ที่กว้าง จึงเหมาะต่อการทดสอบความทนทานของวัสดุฝังใน ด้วยการใช้ความสามารถของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ของเครื่องทดสอบ เช่น การชดเชยแรงเฉื่อยของโหลดเซลล์รุ่น Dynacell ท่านสามารถที่ได้การตอบสนองที่เหมาะสมทั้งในการทดสอบภายในหรือภายนอกอ่างของเหลว ซึ่งสิ่งเหล่านี้ส่งผลให้ห้องปฏิบัติการสามารถศึกษาลักษณะและสมรรถภาพของวัสดุฝังในได้อย่างหลากหลาย