9524124861

Modelowanie tarcia w endoprotezie stawu kolanowego 13

W rozdziale 2.2.5 opisano najczęściej występujące rodzaje zużycia elementów endoprotezy oraz przyczyny ich występowania.

2.1.5 Podsumowanie

Analizując istniejące prace opisujące zagadnienia alloplastyki stawu kolanowego, można stwierdzić, iż istnieje bardzo duża liczba różnorodnych rozwiązań konstrukcyjnych endoprotez stawu kolanowego. Istniejące implanty tego typu można podzielić na grupy wyróżniające typ konstrukcji oraz stopień przejęcia funkcji uszkodzonego stawu. Należy zauważyć znaczną różnicę w ilości prowadzonych badań pomiędzy zagadnieniami związanymi z endoprotezami stawu biodrowego a endoprotezami stawu kolanowego na korzyść tych pierwszych.

W badaniach dotyczących biomechaniki stawu kolanowego, zarówno poddanego implantacji jak i zdrowego, istnieje znaczna różnica w otrzymywanych zależnościach. O złożoności problemu może świadczyć ilość opracowanych modeli biomechanicznych. Największym problemem jest złożoność stanu obciążeń panujących w stawie kolanowym. Opory tarcia występującego w stawie kolanowym bardzo rzadko uwzględniane jest w opracowanych modelach. W przypadku ich uwzględnienia stosuje się zazwyczaj stałą wartość współczynnika tarcia.

Na podstawie przeanalizowanych prac, można zauważyć znaczne różnice w wartościach sumarycznej siły działającej na staw kolanowy (3-11 krotności ciężaru ciała). Można zatem stwierdzić, iż węzeł tarcia endoprotezy stawu kolanowego pracuje w szerokim zakresie obciążeń.

Czynnikiem znacząco wpływającym na proces tarcia występujące w endoprotezach stawu kolanowego jest bardzo złożona kinematyka stawu. Jak dotąd nie udało się w pełni określić zależności pomiędzy występującymi ruchami członów biokinematycznch stawu kolanowego. W celu wyznaczenia przemieszczeń części endoprotez w zależności od fazy chodu stosowane są coraz częściej zaawansowane techniki komputerowe. Na podstawie opracowanych modeli numerycznych podejmowane są również próby oszacowania siły tarcia oraz intensywności zużywania. Należy podkreślić, iż próby te nie uwzględniają własności materiałowych oraz tribologicznych współpracujących materiałów.

Analiza prac poświęconych eksploatacji endoprotez wskazuje na znaczący wpływ parametrów kinematycznych oraz własności materiałów (głównie polimeru) na poprawną pracę implantu. W wielu pracach można zauważyć próby powiązania tarcia ze zużywaniem elementów endoprotezy.

2.2 Zagadnienia tribologiczne występujące w endoprotezach stawu kolanowego

Naturalne stawy człowieka posiadają skomplikowaną budowę anatomiczną dostosowaną do pełnionych funkcji ruchowych. Właściwości chrząstki i mazi stawowej, oraz samo ukształtowanie powierzchni trących stawów umożliwiają pracę biołożyska w szerokim zakresie obciążeń i prędkości poślizgu z minimalnymi oporami. W pracach K. Wierzcholskiego i innych [162 - 164] opisywane są liczne badania, których celem jest zbadanie zjawisk i modelowy opis tarcia występującego w zdrowych stawach człowieka.