En el “Método de prueba estándar ASTM F2183-02 para pruebas de punción pequeña de polietileno de peso molecular ultraalto utilizado en implantes quirúrgicos” desarrollado por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM), se afirma que las muestras de discos en miniatura (0,5 mm de espesor y 6,4 mm de diámetro) son pequeños. Se describe un método de prueba para determinar el comportamiento mecánico del polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE) mediante prueba de punción. Este método de prueba está diseñado para:
Los parámetros de la prueba de punción pequeña, a saber, carga máxima, desplazamiento último, carga última y trabajo hasta la falla, proporcionan mediciones de rendimiento, resistencia máxima, ductilidad y tenacidad del UHMWPE en condiciones de carga multiaxial. Debido a que el comportamiento mecánico del UHMWPE es diferente cuando se carga en condiciones de carga uniaxial y multiaxial, la prueba de pequeña punción es la única especificada para el UHMWPE de grado médico por la “Especificación estándar ASTM F648-21 para polvo de polietileno de peso molecular ultraalto y forma fabricada”. para implantes quirúrgicos”. Proporciona una técnica de prueba mecánica complementaria a las pruebas de tracción axial.
Además de utilizarse como herramienta de investigación en el análisis de recuperación de implantes, la prueba de pequeña punción se puede utilizar como prueba de detección de laboratorio para evaluar nuevos materiales de UHMWPE, como los formados por irradiación con rayos gamma o de electrones. Este método de prueba también es muy adecuado para la caracterización de UHMWPE antes y después del envejecimiento acelerado y, en este contexto, puede proporcionar la secuenciación de la degradación mecánica de diferentes muestras de UHMWPE después de la degradación oxidativa.
La prueba del pequeño punzón se ha aplicado a otros polímeros, incluido el polimetilmetacrilato (PMMA), el cemento óseo, el poliacetal y el polietileno de alta densidad (HDPE). Sin embargo, las pruebas de punción pequeña de polímeros distintos del UHMWPE están fuera del alcance de esta norma.
Se utilizan técnicas de prueba de micromuestras para caracterizar el comportamiento mecánico de los materiales madre de UHMWPE y los implantes quirúrgicos después de la fabricación, la esterilización, la vida útil, la reticulación por radiación, el tratamiento térmico y la implantación. Además, los materiales experimentales de UHMWPE se pueden evaluar después de un envejecimiento acelerado y una simulación de desgaste de cadera o rodilla.
En consecuencia, la prueba de punzonado pequeño se utiliza para determinar las relaciones entre el rendimiento de desgaste y el comportamiento mecánico del UHMWPE. Este método de prueba también se puede utilizar para clasificar el comportamiento mecánico del UHMWPE frente a un material de control de referencia. Los resultados de la prueba de punción pequeña pueden variar según la preparación de la muestra, la velocidad de la prueba y el entorno de la prueba. Por lo tanto, si se requiere una comparación precisa, estos factores deben configurarse correctamente.
El equipo utilizado en estas pruebas incluye:
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