Friction and lubrication of small joint implants produced by 3D metal printing additive technology
Project goals
Arthrosis affects not only large joints, such as the hip and knee, but also small joints of the hand and foot. Severe forms of arthrosis require a joint replacement that ensures the proper articulation and relieves the patient of pain. Recently, manufacturers have been discussing the possibilities of producing small joint replacements with unconventional technologies, such as 3D printing from titanium powders. The advantage of an additively produced implant is the simplification of its design and the tailor-made production for a particular patient. The presented project will focus on the evaluation of tribological properties of contact surfaces of conventionally and additively produced small joint replacements to be analysed using a joint simulator and fluorescence microscopy. The proposed methodology will allow us to assess the film thickness formation with simultaneous measurement of friction coefficient in the contact. The results will bring clear knowledge about the function of contact surfaces of additively produced implants and contribute to the progress in its development.
Keywords
Implantjoint replacementsynovial fluidtribologylubricant film formationfrictionexperimental analysismodel approachcontact processesadditive technology
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202200004
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
22-02154S
Alternative language
Project name in Czech
Tření a mazání implantátů malých kloubů vyráběných aditivní technologií 3D tisku kovů
Annotation in Czech
Artróza není doménou jen velkých kloubů člověka jako je kyčel a koleno, ale také často postihuje malé klouby na ruce a noze. Jednou z možností léčby těžkých forem artrózy je aplikace implantátu, který zajistí požadovanou artikulaci a uleví pacientovi od bolesti. V poslední době výrobci implantátů diskutují možnosti výroby náhrad malých kloubů nekonvenčními technologiemi jako je 3D tisk z titanových prášků. Výhodou takto aditivně vyráběné náhrady je zjednodušení její konstrukce a výroba na míru pro konkrétního pacienta. Předkládaný projekt se zaměří na hodnocení tribologických vlastností kontaktních povrchů konvenčně a aditivně vyráběných náhrad malých kloubů, které budou analyzovány pomocí simulátoru kloubu a fluorescenční mikroskopie. Navržená metodika umožní posoudit vývoj tloušťky mazacího filmu a současně měřit součinitel smykového tření v kontaktu. Výsledky projektu přinesou jasné závěry z hlediska funkce kontaktních povrchů aditivně vyráběných implantátů a výrazně tak přispějí k dalšímu pokroku v oblasti návrhu a vývoje náhrad malých kloubů.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
5,472 thou. CZK
Public financial support
5,472 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 472 CZK thou.
Public support
5 472 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Mechanical engineering
Solution period
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024