Guia padrão ASTM F1714-96 para avaliação de desgaste gravimétrico de projetos protéticos de quadril em dispositivos simuladores

No “Guia padrão ASTM F1714-96 para avaliação de desgaste gravimétrico de projetos protéticos de quadril em dispositivos simuladores” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), afirma-se que para avaliar as propriedades de desgaste de materiais ou dispositivos, ou ambos , destinados ao uso como superfícies de apoio de próteses de substituição de articulação de quadril humano. É descrito um método de teste utilizando uma técnica de perda de peso.

As substituições do quadril são avaliadas em um dispositivo destinado a simular as condições tribológicas encontradas na articulação do quadril humano. Como o método do simulador de quadril permite o uso de designs reais de implantes, materiais e combinações fisiológicas de carga/movimento, ele pode representar uma simulação mais fisiológica do que testes básicos de triagem de desgaste, como disco-pino (ASTM F732-00) ou disco-anel (ASTM F6474-XNUMX). ISO XNUMX).

O objetivo deste guia é classificar combinações de designs e materiais de implantes em termos de taxas de desgaste do material sob condições fisiológicas simuladas. No entanto, existem muitas variações possíveis nas condições in vivo, uma única simulação laboratorial com um conjunto fixo de parâmetros pode não ser universalmente representativa.

Os materiais de referência para a avaliação comparativa de materiais candidatos, novos dispositivos ou componentes, ou uma combinação destes, são materiais extrudados ou moldados por compressão, de peso molecular ultra-alto, baseados em superfícies de contato padrão (aço inoxidável, liga de cobalto-cromo-molibdênio, cobalto tratado termomecanicamente cromo, cerâmica de alumina), o polietileno terá taxa de desgaste, qualidade típica de prótese, acabamento superficial e geometria semelhantes àqueles com histórico clínico estabelecido. Esses materiais de referência são testados sob as mesmas condições de desgaste que os materiais candidatos.

Esta diretriz utiliza um método de perda de peso para determinar o desgaste de componentes poliméricos usados ​​com próteses de articulação do quadril, utilizando soro ou fluido equivalente comprovado e operando sob um perfil de carga dinâmica representativo das forças da articulação do quadril humano durante a caminhada.

A base para este método de perda de peso para medição de desgaste foi originalmente desenvolvida para estudos de desgaste de pino em disco e foi estendida para próteses totais de quadril, próteses femoral-tibiais de joelho e próteses femoropatelares de joelho.

Embora o desgaste cause uma alteração nas dimensões físicas da amostra, ele difere das alterações dimensionais devido à fluência ou deformação plástica porque o desgaste geralmente resulta na remoção de material na forma de partículas de detritos poliméricos, resultando em uma perda de peso da amostra. .

Este guia para medir o desgaste de componentes poliméricos é adequado para vários dispositivos simuladores. Essas técnicas podem ser usadas com superfícies de bancada metálicas, cerâmicas, de carbono, poliméricas e compostas que ficam contra um material polimérico (por exemplo, polietileno, poliacetal e semelhantes). Portanto, este método de perda de peso tem aplicação universal para estudos de desgaste de próteses totais de quadril com rolamentos poliméricos. Este método de perda de peso não foi validado para sistemas de rolamentos de materiais de alta densidade, como metal-metal, carbono-carbono ou cerâmica-cerâmica. O desgaste gradual de tais combinações de rolamentos rígidos tem sido geralmente monitorado usando transdutores lineares de deslocamento variável ou outras técnicas perfilométricas.

Os componentes de substituição do quadril, substituição da articulação do quadril, consistem em uma configuração esférica onde materiais como polímeros, compósitos, ligas metálicas, cerâmica e carbono são usados ​​em diversas combinações e designs.

Em uma máquina de múltiplas amostras, durante o teste, os componentes são mantidos em salas separadas e isoladas para evitar a contaminação de um conjunto de componentes com detritos de outro teste. A câmara deve ser feita inteiramente de materiais não corrosivos, como plástico acrílico ou aço inoxidável, e pode ser facilmente removida da máquina para limpeza completa entre os testes. As câmaras de desgaste são projetadas de modo que as superfícies do banco de teste fiquem imersas em lubrificante durante todo o teste).

Dado que o desgaste será determinado a partir da perda de peso dos componentes, o método de montagem dos componentes na câmara de teste não deve comprometer a precisão da avaliação da perda de peso devido ao desgaste.

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