Método de prueba estándar ASTM F1820-22 para determinar fuerzas para el desmontaje de dispositivos acetabulares modulares

La norma “ASTM F1820-22 Método de prueba estándar para determinar las fuerzas de desmontaje de dispositivos acetabulares modulares”, desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) , proporciona una metodología estándar para medir la resistencia de la unión entre la copa y el revestimiento acetabular modular. Si bien la metodología descrita no reproduce las condiciones de carga fisiológicas, se define como una forma de comparar la integridad de diversos mecanismos de bloqueo.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

• El revestimiento acetabular se refiere a la parte del dispositivo acetabular modular con un encaje hemisférico interno que está destinado a articularse con la prótesis femoral. Esto puede incluir revestimientos acetabulares utilizados para movilidad dual o aplicaciones restringidas. La geometría externa de este componente interactúa con el cotilo acetabular a través de un mecanismo de bloqueo que puede ser una parte integral del diseño del revestimiento acetabular y el cotilo o puede depender de componentes adicionales (por ejemplo, un anillo metálico o tornillos).
• La cubierta acetabular es una estructura externa e interna que proporciona soporte o refuerzo mecánico adicional para el revestimiento acetabular y cuyas características externas interactúan directamente con los huesos de la cavidad pélvica (p. ej., a través de cemento óseo, presión firme, unión de recubrimientos al cemento óseo o tejido). , roscas integrales, tornillos de anclaje o clavos. Se refiere a una estructura vacía (generalmente metálica). La cubierta acetabular puede ser sólida o contener orificios para fijación o contener un orificio para instrumentación.
• Un mecanismo de bloqueo es cualquier estructura, característica de diseño o combinación de estos que proporciona resistencia mecánica al movimiento entre el revestimiento acetabular y el cotilo.
• El eje polar es el eje de rotación de las partes rotacionalmente simétricas del revestimiento o capa acetabular.

Mientras se aplica la prueba,

• El método de prueba de desmontaje axial de un revestimiento acetabular y un sistema de cotilo proporciona un medio para medir la resistencia de bloqueo axial del revestimiento acetabular para dispositivos acetabulares modulares.
• El método de extracción con compensación o extracción con palanca está diseñado para evaluar la resistencia del mecanismo de bloqueo a las fuerzas del borde que pueden ocurrir cuando el cuello de una prótesis de cadera incide en el borde del revestimiento acetabular. La fuerza del impacto puede provocar que el borde del revestimiento acetabular opuesto al área de contacto del impacto sea empujado fuera del cotilo acetabular. La resistencia del borde del revestimiento acetabular al aflojamiento del cotilo acetabular es una medida de la resistencia al impacto que hace que el revestimiento acetabular se afloje.
• El método de desmontaje por extracción mediante torsión tiene como objetivo evaluar la resistencia del mecanismo de bloqueo a eventos de alta fricción que intentarían rotar el revestimiento acetabular dentro del cotilo acetabular.

Este método de prueba está diseñado para evaluar la resistencia de bloqueo del revestimiento acetabular en el cotilo acetabular modular cuando se somete a tres condiciones de aplicación de fuerza diferentes. Es posible que este método de prueba no sea adecuado para todas las aplicaciones de implantes. Se advierte al usuario que considere la idoneidad del método en términos de los materiales y el diseño probados y sus posibles aplicaciones.

Si bien estos métodos de prueba se pueden utilizar para medir la fuerza requerida para desconectar los dispositivos acetabulares modulares, las comparaciones de dichos datos para varios diseños de dispositivos deben tener en cuenta el tamaño del implante y el tipo de mecanismo de bloqueo que se evalúa. La ubicación del mecanismo de bloqueo con respecto a la aplicación de carga puede depender del tamaño y diseño del dispositivo acetabular. Además, el propio mecanismo de bloqueo puede variar en tamaño, especialmente si el diseño es circunferencial (por ejemplo, un implante de mayor diámetro tendrá un área de interfaz de cubierta acetabular/cubierta acetabular y revestimiento más grande que un implante de diámetro más pequeño).

Es posible que se produzca una falla del material antes de que falle el mecanismo de bloqueo durante las condiciones de empuje o desplazamiento de tracción/palanca. Esto se debe a que la resistencia al corte del material puede excederse antes de que se pruebe completamente el mecanismo de bloqueo.

Estas pruebas solo requieren un aparato capaz de soportar la copa acetabular y permitir la extracción libre del revestimiento acetabular de la misma. El aparato de prueba debe cumplir con los requisitos de la norma ASTM 4 (esta norma describe los procedimientos de verificación de fuerza para máquinas de prueba estáticas o cuasiestáticas, o ambas, de tracción o compresión). Las cargas utilizadas para determinar la resistencia de la unión deben estar dentro del rango de la máquina de prueba, según se define en la norma ASTM 4. La máquina de prueba debe ser capaz de aplicar una fuerza de compresión o tracción a una velocidad de desplazamiento constante. La máquina de prueba debe contar con un sistema de registro y monitorización de carga.

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