はじめに
動的粘弾性測定（DMA）は主に高分子材料の分析に使用されるが、この技術は他の幅広い分野にも応用できる。これには、バイオメディカル産業における多様な応用が含まれる。NETZSCH DMA 303Eplexor は、-170℃～800℃（-274°F～1472°F）の温度範囲、1 mN～50 Nの加振力、0.001～150 Hzの周波数で測定が可能な汎用性の高い卓上型装置である。この力と周波数範囲により、多くの生理学的条件のシミュレーションと、それらの現象の加速試験が可能になります。
医療用インプラントや器具は一般的に、交換可能なもの（骨ネジ、化学療法ポートなど）と永久的なもの（ペースメーカー、ステント、歯科用インプラントなど）に分類されます。交換可能なように設計された製品は、感染症や配置の問題が発生する危険性がある一方、永久的な製品は、数十年生存し、人体が経験する力に耐える必要がある。ほとんどの成人の安静時の心拍数は60～100回/分（平均1.3回/秒）であり、small 、全身に拍動運動が起こる。通常の運動（立つ、歩く、走る、跳ぶなど）では、1日のうちに局所的な応力が大きくなります。
永続的なインプラントや医療機器を設計する場合、数十年にわたる装着部位の生理的な動きに耐える機械的性能と能力を理解することが重要です。
DMA加速疲労試験
NETZSCH は、シリコンや二酸化ケイ素な ど、マイクロチップの製造に使用されるセラミック材 料を主成分とする埋め込み型チップを用いて、 加速疲労試験を実施した。このデバイスは超薄型(10～100μm)で1平方cm未満でした。
DMA 303のジオメトリーは、セットアップと使用を簡単にするためにRFIDチップを使用している。シングルカンチレバーのジオメトリーは、試料を所定の位置にクランプし、非常に高い周波数でも正確な動きを可能にするため、今回の調査で使用された。この装置を2.8μm、150Hzで1週間振動させることは、体内で脈動運動を3年弱続けることに相当する。プログラムの開始時には、振動の前に試料の一端を持ち上げ、インプラントの埋入予定部位の生体関連形状に一致させるための初期力が加えられた。
測定結果
1週間の連続試験の結果を図1に示す。動的変形は2.8μm、150Hzで維持された。変形を達成するために必要な動的な力も示している。トレイル全体の制御を確実にするために、力の限界とひずみの限界が実行中にプログラムされた。試行にわたるチップの試料長（dL）の変化は、試料が無傷のままであり、時間が経過しても摩耗が始まらないことを示しています。
NETZSCH DMA 303Eplexor のソフトウエアの重要な特質は、指定されたイベントが発生した場合にランを停止するトリガーをトライアルに追加できることである。この試 験では、最初に試料を曲げてインプラントの埋入予定 の形状を反映させ、その形状を試験期間中維持する。試料が破損した場合のように、試料の長さが水平に戻った場合、トライアルが直ちに終了するようにトリガーが追加された。これは特に長時間のトライアルに有用で、ユーザーがトリガーを適用してプログラムを終了させることができる。
概要
DMA 303Eplexor は、周波数、力、温度の測定範囲が広いため、幅広い応用分野の熱機械測定に理想的な装置です。ここでは、植え込み型バイオメディカルデバイスの加速疲労試験を完了するための装置の能力について説明します。生理学的な変形と力を正確に一致させながら、振動を150Hzまで加速することができるため、ユーザーはわずかな時間で疲労試験を完了することができます。試験された生体医療機器の10年にわたる試験は、わずか3.5週間で完了した。