Bio-tribologiska tribo-filmer
- Diarienummer
- SM09-0020
- Start- och slutdatum
- 100101-101231
- Beviljat belopp
- 556 000 kr
- Förvaltande organisation
- Sandvik Materials Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
The overall aim of the project is to obtain a fundamental understanding for the different mechanisms that control the wear and friction coefficient for different material combinations in artificial articulating joints. The strength of this project is market and manufacturing knowledge of Sandvik Materials Technology in the field, where it acts as one of the leading contract manufacturer of artificial hip and knees, in combination with the renowned tribological expertise of the Applied Materials group at Uppsala University and the instrument park for material characterization at the Ångström Laboratory. The research work focus on how different tribo films develop in in vitro wear tests and how these film influences the friction coefficient.
Populärvetenskaplig beskrivning
Inom den medicinska branschen talar man om det 30-åriga knäet och den 30-åriga höftleden. Tiden 30 år är den livslängd som alla strävar efter att uppnå. Tyvärr är den tekniska utvecklingen inte där ännu utan medellivslängden för ett implantat är i storleksordningen 10-15 år och det krävs mer forskning för att optimera materialen som används i konstgjorda leder. Det största problemet som uppstår i en konstgjord led är slitage. Men det är inte slitaget som sådant som är problematiskt, det är sällan en led blir utsliten, utan det är nötningspartiklarna. Nötningspartiklarna är oftast så pass stora att kroppen inte kan ta hand om dem och frakta bort dem. Detta leder till att de ansamlas i området närmast leden. Kroppen kan då reagera på de främmande nötningspartiklarna och en inflammatorisk reaktion kan uppstå. När en inflammatorisk reaktion har uppstått påverkar och försämrar det benet i vilket implantatet är fäst. En försvagning av implantatets infästning kan resultera i att det lossnar och måste bytas ut. Detta är förknippat med mycket smärta och höga kostnader samt att det alltid är en risk för infektion i samband med operationen. För att minska mängden nötningspartiklar i den konstgjorda leden krävs det grundläggande förståelse för hur olika nötningsmekanismer verkar och det är målet för det föreslagna forskningsprojektet. Vi har gjort bedömningen att för att förstå hur nötningen går till krävs det en grundläggande förståelse för hur smörjfilmen eller tribofilmen byggs upp vid olika materialkombinationer i den konstgjorda leden. Tribofilmen ändrar karaktär med tiden och den är olika för till exempel keramer jämfört med metaller och metallegeringar. Det intressanta är att identifiera likheter och olikheter i hur tribofilmen för olika materialtyper byggs upp. Med denna kunskap är det möjligt att designa material så ett de erhåller önskade tribofilmer så att problemet med nötningspartiklar minskar eller helst helt försvinner.