Experimentelle Untersuchungen an Metall-Metall-Gleitpaarungen und ihre Wertigkeit hinsichtlich eines zu erwartenden In-vivo-Verhaltens

Zusammenfassung

An einer Metall-Metall-Gleitpaarung aus einer modifizierten CoCrMo-Legierung wurde ein Simulatorversuch bis 1,9 Mio. Zyklen unternommen und die Ergebnisse des tribologischen Verhaltens sowohl über Rundheitsvermessungen als auch über eine rasterelektronenmikroskopische Analyse der Tribokontaktzonen dokumentiert. Als Ergebnis dieser Untersuchungen ist festzuhalten, daß sich das Tribosystem Metall/Metall im künstlichen Hüftgelenk im Mischreibungsgebiet befindet und es demnach zu Materialkontakten kommt, die einerseits die Veränderung der Rundheit zur Folge haben, andererseits sich in der rasterelektronenmikroskopischen Tribokontaktzonenanalyse zeigt, daß das System sog. Dreikörperverschleiß aufweist. Die Ergebnisse der Rundheitsabweichungen deuten darauf hin, daß es zunächst zu einem Einlaufverschleiß kommt, der dann im Laufe der durchlaufenen 1,9 Mio. Zyklen eine eher abnehmende Tendenz erfährt, wobei allerdings eine Prognose des zu erwartenden Verschleißergebnisses für größere Lastspielzahlen nicht möglich ist. Die gefundenen Ergebnisse müssen u. a. unter dem Aspekt gesehen werden, daß als Zwischenstoffmedium aus verfahrenstechnischen Gründen Aqua dest. benützt wurde und eine Verwendung von Serum-Ringer-Lösungsgemisch hier möglicherweise andere Ergebnisse zeitigt. Weitere Untersuchungen im Simulator sowie an revidierten Metall-Metall-Paarungen folgen.

Summary

A simulator test was carried out in the hip joint simulator on a metal-on-metal coupling of a modified CoCrMo alloy. The test was run up to 1.9 million cycles and the tribological behaviour of the coupling was documented by means of roundness measurements and scanning electron microscopy. It is seen that the tribological system metal on metal is characterized by mixed friction in the artificial hip joint, thus generating material contacts that are documented by the roundness variation and by the SEM contact zone analysis, showing „three-body“ wear of this system. The roundness variations indicate that running-in wear is to be noticed at first with a decreasing tendency over the 1.9 million cycles. Nevertheless, this observation does not allow any prognosis as to the wear rates in the case of a higher number of cycles. It must be taken into consideration that aqua destillata had to be used as a lubricant for technical reasons; the use of serum/Ringer solution might have produced different results. Further investigations in the hip joint simulator and on revised metal-on-metal couplings will be carried out in this respect.