Método de teste padrão ASTM F1820-22 para determinação de forças para desmontagem de dispositivos acetabulares modulares

A norma “ASTM F1820-22 - Método de Ensaio Padrão para Determinação das Forças de Desmontagem de Dispositivos Acetabulares Modulares”, desenvolvida pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM) , fornece uma metodologia padrão para medir a resistência da ligação entre uma cúpula acetabular modular e o inserto. Embora a metodologia descrita não reproduza as condições de carga fisiológicas, ela é definida como uma forma de comparar a integridade de vários mecanismos de travamento.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• Liner acetabular refere-se à parte do dispositivo acetabular modular com encaixe hemisférico interno que se destina à articulação com a prótese femoral. Isto pode incluir revestimentos acetabulares usados ​​para dupla mobilidade ou aplicações restritas. A geometria externa deste componente faz interface com o invólucro acetabular através de um mecanismo de travamento que pode ser parte integrante do projeto do revestimento e do invólucro acetabular ou pode depender de componentes adicionais (por exemplo, um anel de metal ou parafusos).
• A concha acetabular é uma estrutura externa e interna que fornece suporte mecânico adicional ou reforço para o revestimento acetabular e cujas características externas fazem interface diretamente com os ossos da cavidade pélvica (por exemplo, através de cimento ósseo, pressão firme, colagem de revestimentos ao cimento ósseo ou tecido , roscas integrais, parafusos de ancoragem ou pregos). Refere-se a uma estrutura vazia (geralmente metálica). A concha acetabular pode ser sólida ou conter orifícios para fixação ou conter um orifício para instrumentação.
• Um mecanismo de travamento é qualquer estrutura, recurso de design ou combinação destes que forneça resistência mecânica ao movimento entre o revestimento acetabular e a concha.
• O eixo polar é o eixo de rotação das partes rotacionalmente simétricas do revestimento ou concha acetabular.

Enquanto o teste está sendo aplicado,

• O método de teste de desmontagem axial de um revestimento acetabular e sistema de revestimento fornece um meio para medir a resistência de travamento axial do revestimento acetabular para dispositivos acetabulares modulares.
• O método offset pull-out ou alavanca pull-out é projetado para avaliar a resistência do mecanismo de travamento às forças de borda que podem ocorrer quando o colo de uma prótese de quadril colide com a borda do revestimento acetabular. A força de impacto pode fazer com que a borda do revestimento acetabular oposta à área de contato de impacto seja empurrada para fora da concha acetabular. A resistência da borda do revestimento acetabular ao afrouxamento da concha acetabular é uma medida da resistência ao impacto que causa o afrouxamento do revestimento acetabular.
• O método de desmontagem por remoção de torque visa avaliar a resistência do mecanismo de travamento a eventos de alto atrito que tentariam girar o revestimento acetabular dentro da concha acetabular.

Este método de teste foi projetado para avaliar a resistência de travamento do revestimento acetabular na concha acetabular modular quando submetido a três condições diferentes de aplicação de força. Este método de teste pode não ser adequado para todas as aplicações de implantes. O usuário é alertado a considerar a adequação do método em termos dos materiais e design testados e suas aplicações potenciais.

Embora estes métodos de teste possam ser usados ​​para medir a força necessária para desengatar dispositivos acetabulares modulares, as comparações de tais dados para vários designs de dispositivos devem levar em consideração o tamanho do implante e o tipo de mecanismo de travamento que está sendo avaliado. A localização do mecanismo de travamento em relação à aplicação de carga pode depender do tamanho e do design do dispositivo acetabular. Além disso, o próprio mecanismo de travamento pode variar em tamanho, especialmente se o desenho for circunferencial (por exemplo, um implante de diâmetro maior terá uma concha acetabular/concha acetabular maior e uma área de interface de revestimento do que um implante de diâmetro menor).

A falha do material é possível antes da falha do mecanismo de travamento durante as condições de empurrar ou puxar/alavanca. Isto ocorre porque a resistência ao cisalhamento do material pode ser excedida antes que o mecanismo de travamento seja totalmente testado.

Esses testes requerem apenas um aparelho capaz de suportar a cúpula acetabular e permitir a remoção livre do inserto acetabular da cúpula. O aparelho de teste deve estar em conformidade com os requisitos da norma ASTM 4 (esta norma descreve os procedimentos de verificação de força para máquinas de ensaio de tração ou compressão, ou ambas, estáticas ou quase-estáticas). As cargas utilizadas para determinar a resistência de união devem estar dentro da faixa de operação da máquina de ensaio, conforme definido na norma ASTM 4. A máquina de ensaio deve ser capaz de fornecer uma força de compressão ou tração a uma taxa de deslocamento constante. A máquina de ensaio deve possuir um sistema de monitoramento e registro de carga.

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