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金属接骨螺钉轴向拔出力检测

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发布时间：2025-05-25 00:33:46 更新时间：2025-05-24 00:33:46

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

金属接骨螺钉轴向拔出力检测的重要性

金属接骨螺钉作为骨科手术中广泛使用的内固定器械，其力学性能直接关系到术后骨骼的稳定性和患者的康复效果。轴向拔出力是衡量螺钉与骨组织之间结合强度的重要指标，直接影响螺钉在生理负荷下的抗拔出能力。通过科学、规范的检测，可以验证螺钉设计的合理性、材料性能的可靠性以及生产工艺的合规性，从而降低临床使用中因螺钉松动或失效导致的二次手术风险。因此，轴向拔出力检测不仅是医疗器械质量控制的核心环节，也是产品注册和上市前技术审评的关键依据。

检测项目与核心参数

金属接骨螺钉轴向拔出力检测的核心目标是测定螺钉在轴向拉伸载荷下从模拟骨材料中脱出的最大力值。主要检测参数包括：最大拔出力（F_max）、位移-载荷曲线、刚度系数及失效模式分析。其中，最大拔出力反映了螺钉与骨界面的初始固定强度，而刚度系数则表征了固定系统的抗变形能力。检测过程中需模拟临床实际工况，通常要求在标准化的测试环境中（如23±2℃、50±10%RH）进行。

检测仪器与设备要求

检测系统需包含以下关键设备：
1. 万能材料试验机：需满足ISO 7500-1精度等级1级要求，量程应覆盖0-5kN范围
2. 专用夹具系统：包括骨模拟材料（如聚氨酯发泡材料）固定装置和螺钉夹持装置
3. 位移测量系统：精度不低于±0.01mm的引伸计或激光位移传感器
4. 数据采集系统：采样频率≥100Hz，具备实时载荷-位移曲线绘制功能
测试前需对仪器进行校准，确保力值误差≤±1%，位移误差≤±0.5%FS。

检测方法与操作流程

检测过程严格遵循ASTM F543和YY/T 0662标准：
1. 试样制备：将螺钉以标准扭矩（通常2.5N·m）旋入规定密度的聚氨酯骨模拟材料中
2. 夹具安装：确保骨块与试验机轴线严格对中，螺钉夹持部位距骨表面10±1mm
3. 加载测试：以5mm/min速率施加轴向拉伸载荷直至螺钉完全拔出
4. 数据记录：连续记录载荷-位移曲线，捕捉最大拔出力值
5. 结果分析：计算平均拔出力并评估失效模式（螺纹剪切、骨块破坏等）

检测标准与合规性要求

主要遵循以下标准体系：
- ISO 6475: 外科植入物-金属接骨螺钉通用要求
- ASTM F543: 金属医用骨螺钉的标准测试方法
- YY/T 0662: 外科植入物-不对称螺纹金属接骨螺钉机械性能要求和试验方法
检测报告需包含：试样信息、试验条件、原始数据、载荷曲线图及统计学分析结果。重复测试样本量应≥5个，结果偏差不应超过平均值的15%。