模擬関節全置換からのメタルオンメタル摩耗粒子のエアロゾル・エレクトロスプレー分析の評価

Evaluation of Aerosol Electrospray Analysis of Metal-on-Metal Wear Particles from Simulated Total Joint Replacement.

• Gobert von Skrbensky
• Karoline Mühlbacher
• Emir Benca
• Alexander Kolb
• Reinhard Windhager
• Georg Reischl
• Georg Reinisch

抄録

摩耗は人工関節の無菌的緩みの原因としてよく知られている。本研究の目的は、摩耗デブリの数と大きさの分布を同定するための自動診断法を開発することであった。この目的のために、股関節シミュレータから金属破片サンプルを抽出し、エレクトロスプレー法と示差移動度分析装置を組み合わせて分析し、数ナノメートルから1μmまでの粒子検出を可能にした。摩耗粒子は、15 nmに特徴的なピークを持つことで識別されました。エレクトロスプレー法のセットアップは、シミュレートされた全関節置換から摩耗破片を特徴付けるために初めて使用され、検証されました。この診断法の利点は、時間的にも経済的にも効率的であり、異なる材料の試験にも適していることである。

Wear is a common cause for aseptic loosening in artificial joints. The purpose of this study was to develop an automated diagnostical method for identification of the number and size distribution of wear debris. For this purpose, metal debris samples were extracted from a hip simulator and then analyzed by the electrospray method combined with a differential mobility analyzer, allowing particle detection ranging from several nanometers up to 1 µm. Wear particles were identified with a characteristic peak at 15 nm. The electrospray setup was successfully used and validated for the first time to characterize wear debris from simulated total joint replacement. The advantages of this diagnostic method are its time- and financial efficiency and its suitability for testing of different materials.