Цель. Сравнительная оценка трибологических характеристик различных пар трения, используемых при артропластике тазобедренного сустава. Материалы и методы. Изучены 16 пар трения эндопротезов тазобедренного сустава различных производителей (металл-полиэтилен, металл-металл, оксиниум-полиэтилен, алюминиевая керамика-полиэтилен, циркониевая керамика-полиэтилен, алюминиевая керамика-металл) в условиях сухого трения и биологической среды. Результаты. В образцах с полиэтиленовым вкладышем прочность адгезионных связей и коэффициент трения были высокими при сухом трении и уменьшались в условиях биологической среды. В образцах с металлическим вкладышем коэффициент трения достигал максимальных величин в условиях биологической среды и уменьшался при сухом трении. Оптимальными кинематическими узлами, с точки зрения трибологических характеристик, оказались «оксиниум-полиэтилен» и «алюминиевая керамика-полиэтилен» с головкой диаметром 32 мм, которые продемонстрировали минимальный коэффициент трения (0,009 … 0,010), наименьшую прочность адгезионных связей (0,2 МПа) и наименьший коэффициент упрочнения этих связей (0,006 … 0,008). Заключение. Знание диапазона эксплуатационных качеств кинематических узлов эндопротеза позволяет сделать обоснованный выбортехнологии артропластики на основе изучения адгезионных взаимодействий фрикционных пар, что может быть одним из ключевых факторов увеличения срока службы конструкции.
Purpose. A comparative evaluation of the tribological characteristics of various friction pairs used for the hip arthroplasty. Materials and Methods. 16 pairs of friction of the hip arthroplasty implants from different manufacturers (metal-polyethylene, metal-metal, oxinium-polyethylene, aluminum ceramics-polyethylene, zirconium ceramics-polyethylene, aluminum ceramics-metal) studied under dry friction and biological environment conditions. Results. The strength of adhesive bonds, as well as the friction coefficient in the samples with a polyethylene liner was high for dry friction and reduced under biological environment conditions. As for the samples with a metal liner, the friction coefficient reached maximum values in biological environment and reduced for dry friction. In terms of tribological characteristics, “oxinium-polyethylene” and “aluminum ceramics-polyethylene” with 32-mm screw head diameter, appeared to be optimal kinematic units which demonstrated the minimum friction coefficient (0.009 ... 0.010), the least strength of adhesive bonds (0.2 MPa), and the lowest coefficient of strengthening these bonds (0.006 ... 0.008). Conclusion. The knowledge of the range of operational sorts of the implant kinematic units allows to make a grounded choice of arthroplasty technology based on studying the adhesion interactions of friction pairs that may be one of the key factors of increasing the construct’s lifetime.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.