ASTM F1820 Desmontagem do acetábulo de liner

A norma ASTM F1820 define um procedimento padronizado para determinar a força necessária para remover o inlay (forro) da cápsula do quadril. Este ensaio é fundamental para a garantia da qualidade e o desenvolvimento de implantes de quadril, pois avalia a estabilidade mecânica e a segurança da conexão entre o forro (liner) e a cápsula do quadril. Fabricantes e instituições de pesquisa utilizam esses ensaios para comparar o desempenho de diferentes variantes de materiais e designs, garantindo que atendam aos altos requisitos de uso clínico.

Os corpos de prova a serem testados consistem em uma cápsula do quadril com o liner instalado, montado de acordo com as especificações do fabricante. A ASTM F1820 não define dimensões específicas, pois elas dependem do tamanho do implante em questão. No entanto, o importante é que o ensaio seja realizado em condições realistas para obter resultados representativos.

O procedimento de ensaio consiste em várias etapas:

• Fixação do corpo de prova: A cápsula do quadril é fixada em um dispositivo de fixação adequado.
• Posicionamento da unidade de carga: Um êmbolo cilíndrico ou cônico é inserido de forma centralizada no liner.
• Aplicação da força: O êmbolo é submetido a uma carga axial com uma velocidade definida até que o liner seja removido da cápsula.
• Medição e documentação: A força máxima de desmontagem é registrada e documentada.

O ensaio pode ser realizado sob diferentes condições, como em solução fisiológica ou a temperaturas próximas às do corpo, para obter dados realistas.

A ASTM F1820 abrange vários métodos de ensaio para avaliar a estabilidade mecânica da conexão entre o Liner e a cápsula do quadril:

Ensaio axial de expulsão:

• Determinação da força máxima necessária para remover o Liner axialmente da cápsula.
• Um êmbolo axial aplica pressão com velocidade constante (por exemplo, 10–50 mm/min) sobre o liner até que ele se solte.
• Mostra a estabilidade mecânica fundamental da fixação entre o Liner e a cápsula.

Ensaio de rotação:

• Investigação da resistência à rotação do Liner dentro da cápsula.
• Um dispositivo que aplica torque submete o Liner a uma carga de torção definida, enquanto a cápsula permanece fixada.
• Simula a carga gerada por movimentos de rotação no uso real da articulação e fornece informações sobre a segurança contra torção.

Ensaio de alavanca (ensaio de expulsão oblíqua):

• Simulação de cargas assimétricas para testar o comportamento da conexão sob forças excêntricas.
• Um êmbolo aplica pressão não de forma central, mas sob um ângulo definido sobre o Liner.
• Simula movimentos realistas e sobrecargas que podem ocorrer in vivo.

Ensaios dinâmicos:

• Avaliação da estabilidade a longo prazo por meio de ciclos de carga repetidos.
• A cápsula do quadril é submetida a forças alternadas por milhares a milhões de ciclos de carga.
• Permite deduções sobre a durabilidade da conexão sob cargas constantes e realistas.

A norma ASTM F1820 define requisitos específicos para a máquina de ensaio, incluindo:

• Medição de força de alta precisão: A máquina de ensaio deve ter uma precisão de pelo menos ±1% da força máxima de ensaio.
• Aplicação de força axialmente alinhada de maneira uniforme: A carga deve ser aplicada exatamente no centro para garantir uma carga realista.
• Velocidade de carga ajustável: A velocidade de ensaio deve ser ajustável entre 10 mm/min e 50 mm/min.
• Dispositivo de fixação rígido: Um dispositivo de fixação especialmente desenvolvido deve garantir uma fixação reproduzível da cápsula do quadril.
• Registro dos mecanismos de falha: A máquina de ensaio deve ser capaz de documentar não apenas a força máxima de expulsão, mas também as deformações e os mecanismos de ruptura.
• Coleta automatizada de dados: A máquina deve permitir o registro preciso e contínuo de todos os parâmetros de ensaio relevantes.
• Precisão de repetibilidade: A máquina de ensaio deve garantir a reprodutibilidade consistente dos resultados para que os ensaios comparativos sejam realizados de forma confiável.

A ZwickRoell oferece soluções de ensaio que foram especialmente desenvolvidas para atender aos requisitos da norma ASTM F1820. As vantagens mais importantes:

• Sistemas de medição de alta precisão: Detecção da força de desmontagem com precisão máxima.
• Flexibilidade na execução de ensaios: Configurações de ensaios modulares e personalizáveis para diferentes projetos de implantes.
• Software de ensaios testXpert Controle fácil de usar e análise abrangente de dados.
• Adaptações personalizadas: Desenvolvimento de dispositivos de retenção específicos e configurações de ensaio para requisitos específicos do cliente.
• Muitos anos de experiência: A ZwickRoell é uma fornecedora líder global de tecnologia de ensaios de materiais e apoia os clientes do setor de tecnologia médica com suporte de primeira classe e soluções otimizadas para aplicações.

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