При тяжких захворюваннях скронево-нижньощелепних суглобів, таких як остеоартроз, анкілоз, травматичні пошкодження та ін., основним методом лікування є заміна суглоба штучними конструкціями – ендопротезами для відновлення його функції. Моделювання та виготовлення ендопротезів відбувається з використанням новітніх технологій, а вибір матеріалу включає в себе сучасні полімери та титанові сплави, хоча питання вибору матеріалів досі залишається предметом дискусії.

Створення ендопротезів з використанням полімеру РЕЕК для виготовлення нижньощелепної ямки скроневої кістки та сплаву титану Ti-6Al-4V Grade 5 для виготовлення головки нижньощелепної кістки є достатньо новим поєднанням, яке показує обнадійливі результати відносної зносостійкості. На сьогодні з використанням цих матеріалі проведено десятки успішних операцій. Проте у деяких пацієнтів були виявлені негативні наслідки після тривалого часу роботи ендопротезів з цих матеріалами. Можлива причина виникнення негативних наслідків є потрапляння у м’які тканини та м’язи в зоні протезування часточок, які виникли в результаті тривалого тертя між суглобом та ямкою.

Для дослідження продуктів стирання була спроектована та виготовлена установка, призначена для проведення довготривалих випробувань на стирання зразків ендопротезів при взаємодії титанового сплаву Ti-6Al-4V Grade 5 з полімером РЕЕК. Установка являю собою жорстку опорну стійку з закріпленими на ній поворотною системою та навантажувальним пристроєм. Поворотна система складається з куліси та затискача для фіксації полімерного вкладиша з ямкою. Навантажувальний пристрій складається з напрямної, жорстко з’єднаної зі стійкою, та натискного стержня з платформою для вантажів, який переміщується в напрямній у вертикальному напрямку. Нижній кінець натискного стержня споряджений затискачем, в якому фіксується зразок головки нижньощелепної кістки з титанового сплаву.

Куліса із зафіксованим вкладишем з ямкою повертається на певний кут відносно осі, що проходить через центр кривини ямки вкладиша та центр кривини головки нижньощелепної кістки, закріпленого в натискному стержні. Цей поворот імітує відносний рух елементів ендопротеза скронево-нижньощелепного суглоба. Куліса приводиться в рух за допомогою синхронного електродвигуна СД-54. Сила тиску на поверхні контакту між головкою суглоба і ямкою у випробувальному зразку регулюється змінними вантажами, розміщеними на платформі натискного стержня. Така конструкція установки дозволяє отримати продукти стирання для подальшого дослідження, що накопичуються в ямці ендопротеза, з мінімальними втратами.

Проведені тестові короткочасні випробування під дією пробного навантаженням зразків, роздрукованих на 3D-принтері, продемонстрували придатність створеної установки для випробувань на стирання елементів ендопротезів.