隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，金屬接骨螺釘已成為四肢骨折內(nèi)固定治療中重要的一部分。這些螺釘?shù)脑O(shè)計必須兼顧生物相容性、機(jī)械穩(wěn)定性以及手術(shù)操作的便捷性。為了滿足這些要求，對金屬接骨螺釘?shù)牧W(xué)性能進(jìn)行深入研究和嚴(yán)格測試變得尤為重要。本文將重點討論金屬接骨螺釘?shù)牧W(xué)性能測試，包括最大扭矩和斷裂扭轉(zhuǎn)角、軸向拔出性能、旋入扭矩和旋出扭矩性能，以及自攻性能的評估。

在產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程中，我們必須確保螺釘在承受生理負(fù)荷時的可靠性，同時考慮到臨床醫(yī)生在手術(shù)中旋入和旋出螺釘時的操作便利性。通過對金屬接骨螺釘力學(xué)性能的全面評估，我們可以更好地理解其在實際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)，從而為臨床提供更安全、更有效的治療選擇。

本文科準(zhǔn)測控小編將詳細(xì)介紹測試方法、評估標(biāo)準(zhǔn)以及如何根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，以滿足臨床需求和提高患者治療效果。

一、測試原理

金屬接骨螺釘?shù)牧W(xué)性能測試原理是確保其在臨床應(yīng)用中的穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。驅(qū)動扭矩測試評估螺釘旋入和旋出時的扭矩特性，自攻性能測試模擬螺釘穿透材料的能力，扭轉(zhuǎn)性能測試測量螺釘在承受扭矩直至斷裂時的力學(xué)參數(shù)，拔出力測試確定螺釘在材料中的固定強度，而旋入扭矩測試則關(guān)注螺釘旋入過程中的力矩需求。這些測試共同確保了螺釘在手術(shù)中的可靠性和操作的便捷性，為臨床提供高質(zhì)量的治療選擇。

二、測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

ASTM F543

ASTM F1839

YY_T1504-2016

YY_T1505-2016

YY_T1506-2016

YY/T 1505-2016《外科植入物金屬接骨螺釘自攻性能試驗方法》

YY/T 1504-2016《外科植入物金接骨螺釘軸向拔出力試驗方法》

YY T 0662-2008 外科植入物 不對稱螺紋和球形下表面的金屬接骨螺釘機(jī)械性能要求和試驗方法

三、測試儀器

1、扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)

2、定制工裝

3、試驗條件

樣品名稱：金屬接骨螺釘

試驗溫度：室溫

檢測內(nèi)容：驅(qū)動扭矩、自攻性能、扭轉(zhuǎn)性能、拔出力、插入力、旋入扭矩

四、測試流程

步驟一、自攻力測試

在均勻試驗塊上預(yù)鉆導(dǎo)向孔，施加2N/s的恒定軸向力。

以30r/min的速度驅(qū)動螺釘，監(jiān)測扭矩和軸向位移。

一旦扭矩和軸向位移顯著增加，即視為螺釘開始自攻。

維持自攻開始時的軸向載荷力，完成旋轉(zhuǎn)5周。

記錄自攻開始時獲得的最大軸向力，定義為自攻力。

步驟二、聚氨酯試驗塊準(zhǔn)備

使用尺寸為35 mm x 40mm x 180 mm的試驗塊，預(yù)置9個導(dǎo)向孔，孔間距為18mm（至少為螺釘直徑的5倍）。

步驟三、金屬接骨螺釘扭矩測試

選擇合適的鉆頭和電動驅(qū)動扭矩扳手。

以恒速1-5r/m從樣品頭部施加扭轉(zhuǎn)力，將樣品旋入測試臺。

記錄前四個樣品的最大可讀值作為插入扭矩。

反方向旋轉(zhuǎn)螺釘，測量移除扭矩。

步驟四、軸向抗拉強度測試

根據(jù)附錄A2方法將螺釘插入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中。

以勻速3轉(zhuǎn)/分的速度插入螺釘，深度為20mm或螺紋長度的60%。

步驟五、自攻自鉆金屬接骨螺釘自攻性能測試

將螺絲起子插入中軸，確保試驗孔和起子對齊。

預(yù)先安裝螺釘樣品在起子上，通過中軸插入試驗孔。

調(diào)節(jié)中軸軸位移獲得最大1.0N壓力。

以30r/min的速度驅(qū)動樣品，軸壓力以2.0N/S遞增。

增加軸向壓力直至扭矩和軸位移顯著增加。

步驟六、軸向拔出力測試

根據(jù)YY/T 1506標(biāo)準(zhǔn)旋入螺釘至標(biāo)準(zhǔn)材料中，速率為3r/min，深度為20mm或螺紋長度的60%。

固定試驗塊及夾具于加載結(jié)構(gòu)，螺釘頭部置于加載裝置槽中。

以5mm/min的速度施加拉力直至螺釘失效或拔出。

步驟七、旋動扭矩測試

使用配套工具將樣品旋入試驗塊。

使用扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)以3r/min的速度施加扭矩于螺釘頭部。

記錄最初4圈的最大扭矩為旋入扭矩，反向旋轉(zhuǎn)4圈記錄最大扭矩為旋出扭矩。

旋入和旋出過程中施加不大于11.17N的軸向載荷。

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