Práctica estándar ASTM F1875-98 para pruebas de corrosión por fricción de interfaces de implantes modulares: orificio de cabeza femoral de cadera e interfaz cónica-cónica

En la “Práctica estándar ASTM F1875-98 para pruebas de corrosión por fricción de interfaces de implantes modulares: orificio de cabeza femoral de cadera e interfaz cónica” desarrollada por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM), se afirma que la cabeza y el cuerpo Se describen métodos de prueba, análisis y caracterización para evaluar la estabilidad mecánica de la interfaz del cono mediante mediciones de corrosión por fricción. Los dos métodos de prueba descritos son:

Método I: El propósito principal de este método es proporcionar un conjunto uniforme de pautas para pruebas a largo plazo para cuantificar el daño midiendo la producción de productos de corrosión y desechos particulados resultantes del roce y la corrosión por roce. El daño también se evalúa mediante la caracterización del daño en las superficies del agujero y del cono.
Método II: este método proporciona una evaluación electroquímica a corto plazo de la corrosión por fricción de la interfaz modular. El propósito de este método no es producir daños o residuos de partículas, sino más bien proporcionar un método rápido para la evaluación cualitativa de cambios de diseño que no involucran cambios de materiales.

Este estándar proporciona un conjunto uniforme de pautas no para juzgar o predecir el rendimiento de los implantes en vivo, sino para evaluar las diferencias relativas en el rendimiento entre diferentes diseños, estructuras o materiales de implantes, donde el rendimiento se define en el contexto de la cantidad de fricción y fricción. corrosión. Además, esta aplicación permite la comparación directa de datos de corrosión por fricción entre grupos de investigación independientes, lo que permite la creación de una base de datos sobre el rendimiento de los implantes modulares.

Esta aplicación proporciona pruebas comparativas de cabezas y vástagos femorales de cadera fabricados y pruebas de muestras de tipo cupón en las que la porción cónica macho de la articulación modular no incluye todo el implante de cadera, la porción cónica del cupón es idéntica a la porción cónica de la implante definitivo de cadera en diseño, fabricación y materiales.

El Método I permite la evaluación simultánea de la resistencia a la fatiga de un vástago femoral de cadera de acuerdo con la “Práctica estándar ASTM F1440-92 para pruebas de fatiga cíclica de componentes femorales de artroplastia de cadera con vástago metálico sin torsión” y la estabilidad mecánica y los desechos generados por el desgaste y Se ha previsto la corrosión por fricción de la interfaz modular.

Los conceptos y metodologías generales descritos en esta solicitud se pueden aplicar al estudio de otras interfaces modulares en prótesis articulares totales.

En el Método I, los componentes del vástago y la cabeza femoral, o cupones que simulan la geometría de cabeza-cuello-cónico, se cargan cíclicamente de una manera similar a la descrita en la norma ASTM F1440-92. La unión cabeza-cuello se expone a una solución salina o proteica mediante inmersión de todo el dispositivo o mediante una envoltura que contiene líquido. La carga cíclica se aplica durante al menos 10 millones de ciclos. Al final de la prueba, el líquido aislado se retira para análisis químico de nivel elemental total y caracterización de residuos de partículas. Luego se separa la interfaz cónica y se examinan las superficies en busca de desgaste y corrosión mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. El resultado de estos métodos es una medición cuantitativa del nivel elemental total y una evaluación cualitativa del daño de la interfaz modular resultante del desgaste y la corrosión.

En el Método II, se monta un cupón o un vástago femoral completo y una estructura de cabeza similar a la utilizada en el Método I en posición invertida en una cámara de prueba. La cámara se llena con solución electrolítica hasta un nivel suficiente para sumergir el orificio y la interfaz del cono y una pequeña porción del cuello expuesto. El área de contacto y unión entre la bola y el dispositivo de prueba está aislada del electrolito ya sea por encima del nivel de llenado o mediante una junta elastomérica utilizada para aislar el fondo de la cámara de prueba.

Procedimiento A: Se utiliza un electrodo de calomelanos saturado con una sonda luggin como electrodo de referencia para medir los cambios en el potencial de corrosión con un electrómetro. También se puede utilizar un contraelectrodo y medir las propiedades de polarización con un potenciostato.
Procedimiento B: Se sumerge un contraelectrodo de gran superficie en la solución para simular el área del vástago. Se conecta un amperímetro con resistencia cero entre el probador y el contraelectrodo. Por lo tanto, la diferencia de corriente medida antes y durante la carga cíclica representa la corriente de corrosión por fricción que fluye entre la interfaz modular (ánodo) y la lámina de metal (cátodo).

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