آزمون پیچش پیچ چیست؟

آزمون پیچش پیچ (Torsional Test of Metallic Bone Screws) بر اساس استاندارد ASTM F543 یک آزمون مکانیکی تخصصی است که به منظور ارزیابی خواص پیچشی و مقاومت مکانیکی پیچ‌های استخوانی مورد استفاده در فیکساسیون ارتوپدی انجام می‌شود. در این آزمون، پیچ استخوانی در فیکسچر مناسب به‌گونه‌ای محکم می‌شود که قسمت رزوه‌دار درگیر نباشد و گشتاور پیچشی با نرخ کنترل‌شده توسط دستگاه آزمون یونیورسال اعمال می‌گردد.

پارامترهایی نظیر گشتاور حداکثر شکست (Maximum Torque to Failure)، گشتاور تسلیم (Yield Torque) و زاویه چرخش تا شکست ثبت و تحلیل می‌شوند. این آزمون اهمیت بالایی در تعیین ایمنی و عملکرد کلینیکی پیچ‌های ارتوپدی دارد، زیرا مقاومت پیچشی مناسب از شکست مکانیکی در حین کارگذاری یا پس از کاشت جلوگیری می‌کند و تضمین‌کننده پایداری سیستم فیکساسیون داخل بدن بیمار است.

جهت دریافت خدمات و مشاوره رایگان با نیکوفامد تماس بگیرید.

آزمون پیچش پیچ استخوانی چگونه انجام می شود؟

آماده‌سازی نمونه (Specimen Preparation)

پیچ استخوانی (Bone Screw) باید از نظر ظاهری بررسی شود تا فاقد عیوب سطحی، ترک یا تغییر شکل باشد.

نمونه‌ها در دمای محیط آزمایشگاهی (معمولاً 23±2 °C) آماده می‌شوند.

بخش رزوه‌دار پیچ نباید در فیکسچر قفل شود تا اعمال گشتاور صرفاً روی تنه پیچ انجام گیرد.

ثابت‌سازی نمونه در فیکسچر (Mounting)

پیچ در فیکسچر مخصوص دستگاه آزمون قرار داده می‌شود.

معمولاً ۶ تا ۱۰ میلی‌متر از ساقه پیچ در فیکسچر محکم می‌گردد تا بخش باقی‌مانده تحت گشتاور پیچشی قرار گیرد.

طراحی فیکسچر باید به گونه‌ای باشد که هیچ لغزش یا بار محوری اضافی به پیچ وارد نشود.

اعمال بار پیچشی (Loading)

دستگاه آزمون یونیورسال (Universal Testing Machine) یا دستگاه اختصاصی پیچش با کنترل نرخ جابجایی زاویه‌ای یا نرخ افزایش گشتاور راه‌اندازی می‌شود.

طبق ASTM F543، نرخ اعمال پیچش باید حداکثر 1 rpm (یک دور بر دقیقه) یا معادل 0.1–1 rad/s باشد تا شرایط کلینیکی شبیه‌سازی شود.

ثبت داده‌ها (Data Acquisition)

در حین آزمون، گشتاور (Torque) و زاویه چرخش (Rotation Angle) به صورت پیوسته ثبت می‌شوند.

دستگاه باید قادر به ثبت داده‌ها با دقت بالا و سرعت نمونه‌برداری کافی باشد.

پایان آزمون (End Point)

آزمون تا یکی از حالات زیر ادامه می‌یابد:

شکست کامل پیچ (Fracture)

تغییر شکل دائمی یا از دست دادن استحکام مکانیکی (Plastic Deformation)

رسیدن به حد از پیش تعیین‌شده زاویه یا گشتاور

پارامترهای مورد اندازه‌گیری (Measured Parameters)

• Yield Torque (گشتاور تسلیم): نقطه‌ای که تغییر شکل پلاستیک آغاز می‌شود.
• Maximum Torque (گشتاور شکست): بیشترین مقدار گشتاور قبل از شکست.
• Torsional Stiffness (سختی پیچشی): شیب خط اولیه نمودار گشتاور–زاویه.
• Angle to Failure (زاویه شکست): میزان دوران پیچ قبل از شکست.

تحلیل نتایج و گزارش‌دهی (Analysis & Reporting)

نتایج آزمون به صورت نمودار Torque vs. Angle ارائه می‌شوند. مقادیر میانگین و انحراف معیار برای چند نمونه محاسبه و در گزارش نهایی درج می‌گردد. گزارش باید شامل مشخصات نمونه (نوع پیچ، قطر، طول، جنس) و شرایط دقیق آزمون باشد.

جهت کسب اطلاعات در رابطه با آزمون پیچش نیل کلیک کنید.

اهمیت انجام تست پیچش پیچ

آزمون پیچش پیچ استخوانی بر اساس ASTM F543 یکی از مهم‌ترین آزمون‌های مکانیکی در ارزیابی کیفیت و ایمنی پیچ‌های ارتوپدی است. این آزمون به طور تخصصی برای تعیین توانایی پیچ در تحمل نیروهای پیچشی که هنگام کارگذاری در استخوان (به‌ویژه در استخوان‌های متراکم و سخت) ایجاد می‌شوند، طراحی شده است. در حین جراحی ارتوپدی، پیچ‌ها تحت گشتاورهای قابل‌توجه ناشی از ابزار جراح (مانند دریل یا پیچ‌گوشتی پزشکی) قرار می‌گیرند و اگر مقاومت پیچ در برابر این نیروها ناکافی باشد، احتمال شکست رزوه‌ها، له‌شدگی یا برش ساقه پیچ و در نتیجه نارسایی در فیکساسیون استخوان افزایش می‌یابد.

آزمایشگاه همکار نیکوفارمد با بهره‌مندی از تجهیزات پیشرفته مکانیکی و تیم متخصص در حوزه ملزومات پزشکی، قادر به انجام آزمون پیچش پیچ استخوانی بر اساس استاندارد بین‌المللی ASTM F543 می‌باشد. این آزمون با هدف ارزیابی مقاومت پیچ‌های ارتوپدی در برابر گشتاورهای پیچشی و تعیین پارامترهایی نظیر گشتاور تسلیم، گشتاور شکست و سختی پیچشی انجام می‌شود که نقش حیاتی در تضمین کیفیت، ایمنی و عملکرد کلینیکی این محصولات دارد. نیکوفارمد با دارا بودن گواهینامه‌های معتبر و رعایت الزامات استانداردهای جهانی، امکان ارائه نتایج دقیق، مستند و قابل استناد را برای تولیدکنندگان و واردکنندگان فراهم ساخته و بدین ترتیب سهم مهمی در ارتقای سطح ایمنی و انطباق ملزومات پزشکی با الزامات قانونی و بازارهای بین‌المللی ایفا می‌کند.