ASTM F1820 Smontaggio guscio acetabolare e liner

La normativa ASTM F1820 definisce una procedura standardizzata per determinare la forza necessaria per rimuovere l’inserto (liner) dal guscio acetabolare. Questa prova è di importanza fondamentale per garantire la qualità e lo sviluppo degli impianti dell’anca poiché valuta la stabilità meccanica e la sicurezza del collegamento tra il liner e il guscio acetabolare. I produttori e gli istituti di ricerca utilizzano queste prove per confrontare le prestazioni di diversi materiali e configurazioni e garantire che resistano alle esigenze elevate dell’uso in ambito clinico.

I provini da testare sono composti da un guscio acetabolare con un liner inserito che è stato montato in conformità con le istruzioni del produttore. La normativa ASTM F1820 non stabilisce le dimensioni dei provini in quanto esse dipendono dalle dimensioni del singolo impianto. Tuttavia è importante che la prova sia eseguita in condizioni realistiche al fine di ottenere risultati validi.

La procedura di prova comprende diversi step:

• Serraggio dei provini: il guscio acetabolare viene fissato in un dispositivo di tenuta idoneo.
• Posizionamento dell’unità di carico: un punzone cilindro o conico viene inserito centralmente nel liner.
• Applicazione della forza: il punzone viene caricato in senso assiale a una determinata velocità fino a quando il liner viene rilasciato dal guscio.
• Misurazione e documentazione: viene registrata e documentata la forza di smontaggio massima.

La prova può essere seguita in condizioni diverse, ad esempio in una soluzione fisiologica o a temperature simili a quelle del corpo, al fine di ottenere dati realistici.

La normativa ASTM F1820 comprende diversi metodi di prova per valutare la stabilità meccanica del collegamento tra il liner e il guscio acetabolare:

Prova di smontaggio assiale (push out):

• Determinazione della forza massima necessaria per rimuovere assialmente il liner dal guscio.
• Un punzone che agisce assialmente preme sul liner a velocità costante (ad es. 10-50 mm/min) fino al rilascio.
• Mostra la stabilità meccanica di base del fissaggio tra liner e guscio.

Prova di smontaggio a torsione:

• Prova della resistenza alla torsione del liner all’interno del guscio.
• Un dispositivo torsionale sottopone il liner a un determinato carico torsionale mentre il guscio resta fissato.
• Simula il carico causato da movimenti rotazionali in applicazioni di giunti reali e fornisce informazioni sulla resistenza torsionale.

Smontaggio offset pull out o lever out:

• Simulazione di carichi asimmetrici per testare il comportamento del collegamento sotto forze applicate al bordo.
• Il punzone non preme centralmente sul liner, ma a un determinato angolo.
• Simula sequenze di movimento realistiche e errori di carico che si possono verificare nella realtà.

Prove dinamiche:

• Valutazione della stabilità a lungo termine mediante cicli di carico ripetuti.
• Il guscio acetabolare è soggetto a forze alternate per diverse migliaia fino a milioni di cicli di carico.
• Consente di ricavare conclusioni sulla durabilità del collegamento con carichi realistici continui.

La normativa ASTM F1820 stabilisce requisiti specifici per la macchina di prova, tra cui:

• Misurazione della forza ad alta precisione: la macchina di prova deve avere una precisione di almeno ±1% della forza di prova massima.
• Applicazione della forza uniforme, con allineamento assiale: il carico deve essere applicato perfettamente centrato per garantire un carico realistico.
• Velocità di carico regolabile: la velocità di prova deve essere regolabile tra 10 mm/min e 50 mm/min.
• Dispositivo di tenuta rigido: un dispositivo di serraggio appositamente sviluppato deve garantire il fissaggio riproducibile del guscio acetabolare.
• Registrazione dei meccanismi di errore: oltre alla forza push out massima, la macchina di prova deve anche essere in grado di documentare le deformazioni e la meccanica della frattura.
• Acquisizione automatizzata dei dati: la macchina deve consentire di registrare tutti i parametri di prova rilevanti in modo preciso e costante.
• Ripetibilità: la macchina di prova deve garantire una riproducibilità costante dei risultati al fine di eseguire prove di comparazione in modo affidabile.

ZwickRoell offre soluzioni di prova appositamente sviluppate per soddisfare i requisti della normativa ASTM F1820. I principali vantaggi:

• Sistemi di misurazione ad alta precisione: rilevamento della forza di smontaggio con la massima accuratezza.
• Flessibilità nell’esecuzione della prova: setup di prova modulari e personalizzabili per diverse configurazioni di impianti.
• Software di prova testXpert: controllo facile da usare e valutazione dei dati completa.
• Possibilità di personalizzazione: sviluppo di dispositivi di tenuta specifici e configurazioni di prova per requisiti specifici per il cliente.
• Esperienza pluriennale: ZwickRoell è un fornitore globale leader nel settore della tecnologia di prova dei materiali e supporta i clienti nella tecnologica medica con assistenza di qualità e soluzioni ottimizzate per ogni applicazione.

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