Współczesna medycyna w procedurach chirurgicznych stosuje śruby do kości w celu zabezpieczenia endoprotez, urządzeń do osteosyntezy lub płytek do zespoleń złamanych kości w układzie szkieletowym człowieka. W czasie standardowego zabiegu klinicznego, podczas wszczepiania, implantowana śruba poddawana jest działaniu złożonemu stanowi naprężeń – osiowych oraz skręcających. Producenci i naukowcy muszą prowadzić ciągłe badania umożliwiające wyznaczenie różnych właściwości mechanicznych niezbędnych do oceny jakości nowych materiałów oraz konstrukcji elementów przeznaczonych na endoprotezy i śruby do kości.
Norma ASTM F543-07 Test A4: „Metodyka badań umożliwiających wyznaczenie jakości samogwintujących medycznych śrub do kości” zawiera wymagania proceduralne do określenia obciążeń osiowych niezbędnych do wprowadzenia samogwintującej się śruby do zespalania kości w standardowy materiał w warunkach laboratoryjnych. Norma opisuje prostą kliniczną procedurę, odzwierciedlającą wyniki prób prowadzonych w warunkach in vitro – odpowiadającym ruchom złożonym ze względu na wzajemne oddziaływanie osi ruchu obrotowego i osi maszyny wytrzymałościowej. W celu poprawnego przeprowadzenia badań konieczne jest zastosowanie prędkości obrotowej stałej do 30 obr/min, podczas gdy obciążenie osiowe wzrasta wraz z głębokością penetracji śruby wprowadzanej z prędkością 2N/s. Celem badań jest określenie profilu momentu obrotowego podczas wprowadzania kości do materiału oraz podczas jej usuwania.
Urządzenie do prowadzenia badań w warunkach obciążeń osiowo-skrętnych ElectroPuls™ E10000 jest w pełni elektrycznym dynamicznym urządzeniem wyposażonym w unikatowy siłownik osiowo- skrętny umożliwiający realizację badań z użyciem zsynchronizowanych obciążeń osiowych i mutarotacji. Stanowi idealną platformę badawczą do wykonania badań śrub samogwintujących przeznaczonych do leczenia ortopedycznego. Uniwersalny zespół siłownika jest zamocowany w górnej części trawersy maszyny. Dolna część urządzenia – przestrzeń robocza przeznaczona jest na instalację głowicy pomiarowej dwuosiowej Dynacell™ oraz oprzyrządowania do mocowania materiału oraz śruby.
System kontrolowany jest z poziomu oprogramowania do badań dynamicznych WaveMatrix™ zapewniający łatwy dostęp do panelu zarządzania próbą z możliwością zmiany parametrów prób w warunkach wieloosiowych i wprowadzenia serii programowalnych kroków uwzględniających potrzeby użytkownika. Oprogramowanie umożliwia podgląd wyników podczas realizowanej próby. Specjalne oprzyrządowanie jest stosowane do mocowania materiału do dwuosiowej głowicy pomiarowej. W uchwycie wiertarskim umieszczonym nad badanym elementem – śrubą zamocowana jest końcówka, za pomocą której śruba do kości wkręcana jest to materiału.
Urządzenie do badań w warunkach obciążeń liniowo-skrętnych ElectroPuls E10000 umożliwia również prowadzenie innych badań opisanych w części dotyczącej rozwiązaniom badawczym w normie ASTM F543.