最近我们检卓测试收到一个客户咨询金属接骨螺钉力学测试，随后我们了解到一些关于金属接骨螺钉的信息，在当今医疗技术日新月异的时代，金属接骨螺钉作为外科手术中不可或缺的植入物，其力学

性能的优劣直接关系到患者的康复效果与手术成功率。本文旨在全面探讨金属接骨螺钉的力学性能测试，通过详细的测试方法与评估标准，为临床提供更安全、更有效的治疗选择。

一、测试背景与目的

金属接骨螺钉主要用于骨折的固定与修复，确保骨骼在愈合过程中保持稳定。在产品设计和开发过程中，必须确保螺钉在承受生理负荷时的可靠性，同时考虑到临床医生在手术中旋入和旋出螺钉时的

操作便利性。因此，对金属接骨螺钉进行全面的力学性能测试显得尤为重要。

二、测试原理与方法

金属接骨螺钉的力学性能测试主要包括最大扭矩和断裂扭转角、轴向拔出性能、旋入扭矩和旋出扭矩性能，以及自攻性能的评估。

1.最大扭矩和断裂扭转角：该测试用于测量螺钉在承受扭矩直至断裂时的力学参数，评估其抗扭转能力。

2.轴向拔出性能：该测试通过测量螺钉在材料中的固定强度，评估其抗拔出能力。

3.旋入扭矩和旋出扭矩性能：旋入扭矩测试关注螺钉旋入过程中的力矩需求，而旋出扭矩测试则评估螺钉在旋出时的扭矩特性。

4.自攻性能：该测试模拟螺钉穿透材料的能力，评估其在手术中的穿透效果。

测试相关标准包括ASTM F543、ASTM F1839、YY/T 1504-2016、YY/T 1505-2016、YY/T 1506-2016等。

三、测试仪器与条件

1.扭转试验机：用于测量螺钉的扭矩和扭转角度。

2.定制工装：用于固定螺钉和试验块，确保测试过程的准确性。

3.试验条件：

- 样品名称：金属接骨螺钉

   - 试验温度：室温

   - 检测内容：驱动扭矩、自攻性能、扭转性能、拔出力、插入力、旋入扭矩

在均匀试验块上预钻导向孔，施加2N/s的恒定轴向力。以30r/min的速度驱动螺钉，监测扭矩和轴向位移。一旦扭矩和轴向位移显著增加，即视为螺钉开始自攻。维持自攻开始时的轴向载荷力，完成

旋转5周。记录自攻开始时获得的最大轴向力，定义为自攻力。

四、测试过程与结果分析

自攻试验：

   - 轴向力加载速率为2N/s（±1N/s），转动速度设置为30r/min。

   - 将螺钉旋入聚氨酯泡沫块，记录自攻过程中的扭矩和轴向位移变化。

   - 结果显示，只有当轴向力增加到一定值后才能发生自攻。自攻发生时，螺钉切削圆柱聚氨酯泡沫块，轴向位移发生突变，同时旋动扭矩随旋入深度的增大而增大。

2.轴向拔出试验：

   - 将螺钉旋入聚氨酯泡沫块后，进行轴向拔出试验，直到泡沫块失效或螺钉螺纹失效。

   - 结果显示，由于钛合金材料屈服极限大于聚氨酯泡沫块的屈服极限，一般都是聚氨酯泡沫块发生失效破坏。

3.旋入扭矩和旋出扭矩试验：

   - 使用扭转试验机以3r/min的速度施加扭矩于螺钉头部，记录最初4圈的最大扭矩为旋入扭矩，反向旋转4圈记录最大扭矩为旋出扭矩。

   - 结果显示，旋入扭矩和旋出扭矩均在一定范围内波动，符合产品标准。

4.数据统计分析：

   - 对各型号螺钉的自攻力、自攻力矩和轴向拔出力进行统计分析，计算均值和标准差。

   - 将理论计算的数据与试验测得的数据进行对比分析，验证模型的有效性。

五、讨论与结论

1.自攻性能：

   - 自攻力、自攻力矩与螺钉的直径、螺距、螺旋角等参数密切相关。

   - 在自攻力、自攻力矩可接受的范围内，越粗的螺钉自攻力矩越大，但所需的自攻力也相应增加。

2.轴向拔出性能：

   - 轴向拔出力与螺钉的螺纹形状、材料强度等因素密切相关。

   - 钛合金螺钉因具有较高的屈服极限，在拔出试验中表现出较好的抗拔出能力。

3.旋入扭矩与旋出扭矩：

   - 旋入扭矩和旋出扭矩的大小直接影响临床医生在手术中的操作便利性。

   - 通过优化螺钉的螺纹设计和材料选择，可以降低旋入扭矩和旋出扭矩，提高手术效率。

4.结论：

   - 通过本次力学性能测试，验证了金属接骨螺钉在承受生理负荷时的可靠性和操作便利性。

   - 测试结果符合产品标准和临床需求，为临床提供更安全、更有效的治疗选择。

六、建议与展望

优化产品设计：

   - 根据测试结果，进一步优化螺钉的螺纹设计、材料选择和尺寸参数，提高其力学性能和操作便利性。

2.加强质量控制：

   - 加强对原材料和生产过程的质量控制，确保每批螺钉的力学性能符合产品标准。

3.开展长期研究：

   - 开展长期的临床跟踪研究，评估螺钉在体内的稳定性和耐久性，为产品改进提供科学依据。

七、总结

金属接骨螺钉的力学性能测试是确保其临床应用稳定性和安全性的关键。本文详细介绍了测试原理、方法、仪器与条件，以及测试过程和结果分析。通过本次测试，验证了金属接骨螺钉的可靠性和

操作便利性，为临床提供更安全、更有效的治疗选择。未来，我们将继续优化产品设计，加强质量控制，开展长期研究，为患者带来更好的治疗效果。欢迎多多关注检卓测试，不定时分享新的案例