ASTM F1820 Desmontaje de la copa acetabular y el revestimiento
La norma ASTM F1820 describe varios métodos de ensayo para determinar las fuerzas de desmontaje entre la copa acetabular y el revestimiento.
Objetivo y ámbitos de aplicación Probetas Ejecución del ensayo Vídeo Tipos de ensayos Requisitos Sistemas de ensayos
ASTM F1820: objetivo y campos de aplicación
La norma ASTM F1820 define un método estandarizado para determinar la fuerza necesaria para extraer el inlay (liner) de la copa acetabular o cotilo. Este ensayo es fundamental para el control de calidad y desarrollo de implantes de cadera, ya que evalúa la estabilidad mecánica y la seguridad de la conexión entre el liner y la copa acetabular. Los fabricantes y centros de investigación utilizan estos ensayos para comparar el rendimiento de diferentes materiales y diseños y asegurar que pueden soportar las elevadas exigencias del uso clínico.
ASTM F1820; Probetas y dimensiones
Las probetas constan de una copa acetabular con un liner insertado, ensamblado según las especificaciones del fabricante. La norma ASTM F1820 no define unas dimensiones específicas, ya que estas dependen del tamaño del implante. Sin embargo, lo importante es realizar el ensayo en unas condiciones realistas para obtener unos resultados representativos.
Ensayo según ASTM F1820
La secuencia de ensayo incluye varios pasos:
- Fijación de la probeta: La copa acetabular se fija en un dispositivo de sujeción adecuado.
- Colocación de la unidad de carga: Un punzón cilíndrico o cónico se inserta de manera concéntrica en el liner.
- Aplicación de fuerza: El punzón aplica una carga axial a una velocidad definida hasta que el liner se desprende de la copa.
- Medición y documentación: Se registra y documenta la fuerza máxima de desmontaje.
El ensayo puede realizarse en diferentes condiciones, como por ejemplo en una solución fisiológica o a temperaturas cercanas a las del cuerpo humano, para obtener datos más realistas.
Tipos de ensayos según la norma ASTM F1820
La ASTM F1820 incluye diferentes métodos de ensayo para evaluar la estabilidad mecánica de la unión entre el liner y la copa acetabular:
Ensayo de extracción axial:
- Determina la fuerza máxima necesaria para extraer, de forma axial, el liner de la copa acetabular.
- Un punzón con fuerza axial empuja el liner a una velocidad constante (p. ej. 10–50 mm/min) hasta que se desprende.
- Evalúa la estabilidad mecánica de la fijación entre el liner y cotilo.
Ensayo de rotación:
- Analiza la resistencia a la torsión del liner dentro del cotilo.
- Un dispositivo aplica un par de torsión somete al liner y lo somete a una carga de torsión definida, mientras la copa acetabular permanece fija.
- Simula la carga por movimientos de rotación que se producen en la articulación de la cadera y proporciona información sobre la resistencia a la torsión.
Ensayo de palanca o «lever out» (extracción en palanca):
- Simula cargas asimétricas para evaluar el comportamiento del liner bajo fuerzas excéntricas.
- Un punzón aplica una presión no centrada, sino en un ángulo definido, sobre el liner.
- Simula secuencias de movimiento realistas y cargas incorrectas que pueden producirse in vivo.
Ensayos dinámicos:
- Evalúan la estabilidad a largo plazo mediante ciclos de carga repetidos.
- Se aplican fuerzas alternas durante varios miles o incluso millones de ciclos de cargan sobre la copa acetabular.
- Permiten estimar la durabilidad de la unión bajo cargas continuas realistas.
Requisitos de la norma ASTM F1820
La norma ASTM F1820 define unos requisitos específicos a la máquina de ensayos de materiales, entre ellos:
- Medición de fuerza de alta precisión: La máquina de ensayos de materiales debe tener una precisión de al menos ±1 % de la carga máxima.
- Aplicación uniforme, axial de la carga: La fuerza debe aplicarse de forma precisa y alineada, para garantizar una carga realista.
- Velocidad regulable de la carga: La velocidad de ensayo debe permitir ajustes entre 10 mm/min. y 50 mm/min.
- Dispositivo de sujeción rígido: Un dispositivo de sujeción especialmente desarrollado debe garantizar una fijación reproducible de la copa acetabular.
- Registro de mecanismos de fallo: Además de la fuerza máxima de extracción, la máquina de ensayos debe registrar deformaciones y posibles fracturas.
- Captura automática de datos: La máquina deberá permitir el registro continuo de todos los parámetros del ensayo.
- Repetibilidad: La máquina de ensayos debe garantizar una reproducibilidad coherente de los resultados, para poder llevar a cabo ensayos comparativos de forma fiable.
Ensayo según la norma ASTM F1820 con ZwickRoell
ZwickRoell ofrece sistemas de prueba diseñados específicamente para cumplir con los requisitos de la norma ASTM F1820. Las ventajas más importantes:
- Sistemas de medición de alta precisión: Registro de la fuerza de desmontaje de máxima precisión.
- Flexibilidad en la ejecución de los ensayos: Montajes de ensayo modulares adaptados a diferentes diseños de implantes.
- Software de ensayos testXpert: Control intuitivo y análisis detallado de datos.
- Adaptaciones personalizadas: Desarrollo de dispositivos de sujeción y configuraciones de ensayos según los requisitos específicos de cada cliente.
- Experiencia consolidada: ZwickRoell es un proveedor líder a nivel mundial de tecnología de ensayos de materiales y ofrece asesoramiento y soporte a los clientes en la industria médica con un servicio de primera clase y soluciones optimizadas para cada aplicación.
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