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Conception d’un banc d’essai pour prothèse de hanche
Article mis en ligne le 21 mai 2012
dernière modification le 22 mai 2012

par R.Colon
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Description du projet

L’utilisation d’une prothèse de hanche entraîne une usure des composants de la rotule. Le but de l’étude a été de fournir une machine permettant de reproduire cette usure afin de récupérer les résidus produits pour les analyser. Cette analyse permettra de trouver de nouveaux matériaux plus performants.


Images précédentes : un "boule" de hanche artificielle et la cupule dans laquelle celle-ci vient se loger. Notez l’usure de cette dernière.

Le saviez-vous ?


Les premières prothèses articulaires (fin XIXe siècle) étaient en bois ou en ivoire. En 1938, avec une structure cobalt-chrome-molybdène, les échecs étaient encore de 50%. En 1963, le polyéthylène haute densité apparut mais les débris d’usure entraînaient parfois des rejets.

La recherche de solutions


Il s’agit de fournir un effort d’usure avec des amplitudes de mouvement similaires à celle du corps humain. L’effort sur la rotule peut être obtenu par un vérin, des ressorts, une vis…
Le mouvement de la rotule peut être généré par un système de bielles, un servomoteur, une table à axes perpendiculaires… La récupération des résidus sera assurée par une pompe ou un bain ou encore une douche.

Analyse de la déformation des pièces

La conception du système dans le détail


L’effort est obtenu par des rondelles ressorts ; il est transmis via un joint de cardan de précision. Une structure en berceau permet d’animer la rotule tandis qu’un système de circulation fluide récupère les résidus d’usure.

Bilan du projet

La machine conçue a permis de valider les matériaux suivants : titane, chrome, cobalt, zircone, les revêtements d’hydroxyapatite, la céramique d’alumine et le polyéthylène haute densité.

Les élèves : J. BES, K. BUCHET, E. PILLON
(projet réalisé en 2009)



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