ASTM F2009 Prove di trazione testa del femore

La normativa ASTM F2009 descrive un metodo di prova standardizzato per determinare la forza di trazione assiale necessaria per rilasciare la testa femorale modulare da uno stelo femorale. Questa prova è fondamentale per valutare la stabilità degli impianti dell’anca modulari, poiché una forza di ritenuta troppo bassa potrebbe causare un allentamento prematuro nel corpo, mentre una forza di ritenuta troppo elevata rende più difficile la sostituzione.

La normativa viene utilizzata nelle seguenti aree:

• Settore industriale medicale Sviluppo e garanzia della qualità delle endoprotesi dell’anca.
• Laboratori di prova e di ricerca: analisi della longevità e delle proprietà meccaniche degli impianti modulari.
• Enti normativi: garanzia della conformità con gli standard medici sulla sicurezza.
  

• Oggetto di prova: testa femorale modulare e collegamento conico dello stelo femorale.
• Materiali: metalli biocompatibili come leghe di cobalto-cromo o titanio, nonché ceramica.
• Dimensioni: le esatte dimensioni dei componenti variano a seconda del produttore, tuttavia le prove devono essere eseguite con provini standardizzati.
• Configurazione: la testa femorale viene premuta sul cono dello stelo femorale con una determinata forza in conformità con le istruzioni del produttore.

Montaggio dei provini:

• La testa femorale è collocata sul cono dello stelo femorale in determinate condizioni (ad es. temperatura ambiente).
• La configurazione è eseguita con una forza di pressione assiale specifica al fine di simulare un press fit realistico.
• La forza di pressione viene documentata in quanto influisce sulla misurazione successiva della forza di trazione.

Serraggio nella macchina di prova:

• Lo stelo femorale è fissato in un supporto specifico per prevenire movimenti o torsioni laterali.
• La testa femorale è collegata a un dispositivo di trazione che applica un carico assiale uniforme.

Prove di trazione:

• La macchina di prova spinge la testa femorale assialmente dallo stelo femorale a una velocità costante.
• La velocità di prova standard è tipicamente compresa fra 10 e 50 mm/min.
• La forza assiale necessaria fino a quando la testa femorale è completamente separata viene registrata costantemente.

Acquisizione e valutazione dei dati:

• La forza di trazione massima misurata (in Newton) viene utilizzata come valore di riferimento per la forza del collegamento conico.
• Possono essere analizzati anche altri parametri, come il comportamento di allungamento o la deformazione del giunto.

• Prova di trazione assiale standard: misurazione singola della forza di separazione massima.
• Prove ripetute: prove di montaggio e smontaggio multiple per analizzare l’influenza della forza di tenuta.
• Studi a lungo termine: prove con carichi simulati a lungo termine, ad es. invecchiamento artificiale dei componenti.
• Analisi delle influenze ambientali: misurazioni con condizioni di temperatura o umidità diverse.

Per eseguire una prova di conformità standard alla normativa ASTM F2009, la macchina di prova deve soddisfare i seguenti requisiti:

Requisiti meccanici

Rigidità elevata del telaio:

• La macchina di prova deve avere un telaio molto rigido per prevenire la deformazione durante la prova.
• Un movimento laterale involontario dei provini può falsare il risultato di misurazione.

Carico guidato in senso assiale con precisione:

• La macchina deve garantire che la forza di trazione agisca esattamente in direzione assiale.
• Sono da escludere i carichi laterali o i momenti flettenti.

Cella di carico ad alta risoluzione:

• La macchina necessita di una cella di carico ad alta precisione (±0,5% o superiore).
• L’intervallo di misurazione tipico è compreso tra 500 N e 10.000 N, a seconda delle dimensioni dell’impianto.

Velocità di prova uniforme:

• La macchina deve garantire una velocità di spinta precisa e costante (ad es. 10-50 mm/min).

Requisiti del software e dell’unità di comando:

Acquisizione dei dati automatica:

• Il software di prova deve consentire la registrazione completa dei diagrammi della forza di scorrimento.
• Una visualizzazione in tempo reale dei valori misurati facilita la valutazione.

Sequenze di prova flessibili:

• I singoli parametri di prova devono essere regolabili (ad es. velocità di prova diverse).
• Possono essere adattate a configurazioni di impianto diverse.

Esportazione dei dati e creazione di report:

• Deve essere possibile generare report di prova automaticamente.
• Interfacce per elaborazione successiva dei dati (ad es. in Excel o nei sistemi gestionali del laboratorio).

ZwickRoell offre soluzioni di prova ad alta precisione per la normativa ASTM F2009 che rispondono in modo ottimale ai requisiti della tecnologia medicale:

• Massima precisione: Le macchine di prova ZwickRoell offrono una misurazione della forza precisa e una guida assiale per risultati conformi agli standard.
• Setup di prova flessibili: dispositivi di serraggio speciali per diverse dimensioni degli impianti e geometrie dei coni.
• Software di prova all’avanguardia: testXpert III consente un funzionamento intuitivo, una valutazione automatica e una documentazione completa.
• Esperienza pluriennale nella tecnologia medicale: ZwickRoell è un fornitore globale leader nelle prove biomeccaniche sugli impianti.
• Conformità con le norme ASTM e ISO: le macchine soddisfano gli standard di qualità e sicurezza più elevati.

Queste caratteristiche fanno delle macchine di prova ZwickRoell la soluzione perfetta per prove conformi agli standard ASTM F2009 e garantiscono un controllo qualità affidabile degli impianti dell’anca modulari.