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In questo lavoro di tesi sperimentale, svolto presso il Laboratorio di Tecnologia Medica dell’Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna, è stato realizzato un set-up sperimentale allo scopo di monitorare il fattore di attrito in accoppiamenti protesici dell’anca durante una simulazione di usura.
Utilizzando delle celle di carico estensimetriche appositamente realizzate, il fattore di attrito è stato misurato indirettamente come rapporto fra la coppia di attrito e il prodotto del carico assiale per il raggio nominale dell’accoppiamento.
Per lo scopo è stata sviluppata un’interfaccia virtuale in ambiente LabView per la gestione dell’acquisizione e del salvataggio dei valori di carico assiale e coppia di attrito.
E’ stata inoltre sviluppata una routine in ambiente Matlab per l’elaborazione semiautomatica dei dati acquisiti (filtraggio dati con media mobile, realizzazione dei grafici del fattore di attrito vs. numero di cicli, calcolo del fattore di attrito a regime).
La prova sperimentale è stata condotta montando 3 accoppiamenti metallo/polietilene (teste femorali in CoCr, coppe acetabolari in UHMWPE, diametro = 28 mm) su un simulatore di usura per una durata di 1 milione di cicli. Il fattore di attrito è stato monitorato durante la prova utilizzando gli strumenti software appositamente realizzati.
I risultati ottenuti per i valori del fattore di attrito (valore medio = 0.111 ± 0.017) permettono di asserire che il comportamento delle 3 stazioni del simulatore è ripetibile. Inoltre, detti valori sono confrontabili con quelli reperibili in letteratura e rimangono stabili al progredire della simulazione di usura.

In this experimental thesis activity, carried out at the Medical Technology Laboratory of Rizzoli Orthopaedic Institute, Bologna, an experimental set-up was realized in order to measure the friction factor of hip prosthesis couplings throughout a wear simulation.
Friction factor was indirectly measured like frictional torque divided by the product of radius of the coupling by axial load. Frictional torque and axial load were measured by strain gauge load cells developed on purpose.
A virtual interface was developed in LabView for the management of data acquisition and storage of axial load and frictional torque values.
Moreover, a routine was developed in Matlab for the semiautomatic post-processing of the stored data (moving average filtering, friction factor vs. number of cycles plotting, calculation of average friction factor).
The experimental activity was carried out by mounting 3 metal-on-polyethylene couplings (femoral heads of CoCr, acetabular cups of UHMWPE, diameter = 28 mm) on a hip joint wear simulator for 1 million cycles. Friction factor was monitored throughout the test by using the software tools developed on purpose.
The results obtained for friction factor values (average = 0.111 ± 0.017) show that the behaviour of the three stations of the simulator is consistent. Moreover, these values are comparable to those reported by other authors, and are consistent throughout the whole wear simulation.