Testování tribologických vlastností třecích dvojic vhodných pro celopolymerní implantáty

Abstract

Práce se zabývá tribologickými vlastnostmi polymerních materiálů, které by v budoucnu mohly sloužit pro výrobu celopolymerních kloubních implantátů. Cílem práce bylo navržení optimální celopolymerní třecí dvojice z hlediska koeficientu tření i rychlosti opotřebení a její porovnání s materiály standartně využívanými k tomuto účelu v současnosti. V teoretické části práce byly popsány materiály běžně využívané v ortopedické praxi a dále byla zpracována rešerše potenciálních polymerních materiálů pro celopolymerní kloubní implantáty. Právě na základě této rešerše byly vybrány jednotlivé třecí dvojice, na kterých byly provedeny tribologické testy ve fyziologickém roztoku. Polymerní materiály vzájemně vykazovaly obecně nižší míru otěru než referenční dvojice. S přihlédnutím k velice nízkému koeficientu tření a velmi nízké rychlosti opotřebení se jako nejslibnější třecí dvojice jeví uhlíkem zpevněný CFR-PEEK proti UHMWPE.

The thesis deals with the tribological properties of polymer materials, which could be potentially used for the production of all-polymer joint implants in the future. The aim of the thesis was to design an optimal all-polymer friction pair in terms of friction coefficient and wear rate and compare it with the standard materials currently used for this purpose. The theoretical part consists of description of the materials commonly used in orthopedic practice and a research of potential polymer materials for all-polymer joint implants. Based on this research, individual friction pairs were selected. Tribological tests of selected friction pairs were performed in physiological solution. In general, the polymeric friction pairs showed lower abrasion rates in comparison to the reference pairs. Considering the very low coefficient of friction and very low wear rate, carbon reinforced CFR-PEEK versus UHMWPE appears to be the most promising friction pair.