ASTM F2009 Ensaio de tração da cabeça femural

A ASTM F2009 descreve um procedimento de ensaio padronizado para determinar a força de tração axial necessária para soltar a cabeça modular do quadril de um fêmur. Este ensaio é crucial para a avaliação da estabilidade de implantes modulares de quadril, pois uma força de retenção muito baixa pode causar uma soltura prematura no corpo, enquanto uma força de retenção muito alta dificulta a troca do implante.

A norma é utilizada nas seguintes áreas:

• Tecnologia médica: Desenvolvimento e garantia de qualidade de próteses de quadril.
• Laboratórios de ensaio e instituições de pesquisa: Investigação da durabilidade e das propriedades mecânicas de implantes modulares.
• Autoridades reguladoras: Garantia do cumprimento dos padrões de segurança médica.
  

• Objeto de ensaio: Cabeça femoral modular e conexão cônica da haste femoral.
• Materiais: Metais biocompatíveis, como ligas de cobalto-cromo ou titânio, bem como cerâmicas.
• Dimensões: As dimensões exatas dos componentes variam de acordo com o fabricante, mas os ensaios devem ser realizados com amostras de ensaio padronizadas.
• Montagem: A cabeça femoral é pressionada sobre o cone da haste femoral com uma força definida de acordo com as instruções do fabricante.

Montagem do corpo de prova:

• A cabeça femoral é colocada no cone da haste femoral sob condições definidas (por exemplo, temperatura ambiente).
• A montagem é realizada com uma força de pressão axial especificada para simular um ajuste de pressão realista.
• A força de pressão é documentada, pois influencia a medição subsequente da força de tração.

Fixação na máquina de ensaio:

• O eixo do quadril é fixado em um suporte especial para evitar movimento lateral ou torção.
• A cabeça do fêmur é conectada a um dispositivo de tração que aplica uma carga axial uniforme.

Ensaio de tração:

• A máquina de ensaio puxa a cabeça femoral axialmente da haste femoral a uma velocidade constante.
• A velocidade de ensaio padronizada está normalmente na faixa de 10 a 50 mm/min.
• A força axial necessária até que a cabeça femoral esteja completamente separada é registrada continuamente.

Aquisição e avaliação de dados:

• A força de tração máxima medida (em newtons) é usada como valor de referência para a resistência da conexão cônica.
• Outros parâmetros, como o comportamento da tensão ou a deformação da junta, também podem ser analisados.

• Ensaio de tração axial padrão: Medição única da força máxima de separação.
• Exames repetidos: Montagem e desmontagem múltiplas para analisar a influência na força de retenção.
• Estudos de longo prazo: Ensaios sob cargas simuladas de longo prazo, por exemplo, após o envelhecimento artificial dos componentes.
• Investigação de influências ambientais: Medições sob diferentes temperaturas ou condições de umidade.

Para realizar um ensaio padronizado de acordo com a norma ASTM F2009, a máquina de ensaio deve atender aos seguintes requisitos:

Requisitos mecânicos:

Alta rigidez da estrutura:

• A máquina de ensaio deve ter uma estrutura altamente rígida para evitar deformações durante o ensaio.
• O movimento lateral não intencional dos corpos de prova pode falsificar o resultado da medição.

Carga precisa guiada axialmente:

• A máquina deve garantir que a força de tração atue exatamente na direção axial.
• As cargas laterais ou os momentos de flexão devem ser excluídos.

Célula de carga de alta resolução:

• A máquina requer uma célula de carga com alta precisão (±0,5 % ou melhor).
• A faixa de medição típica está entre 500 N e 10.000 N, dependendo do tamanho do implante.

Velocidade de ensaio uniforme:

• A máquina deve garantir uma velocidade de tração precisa e constante (por exemplo, 10-50 mm/min).

Requisitos de software e controle:

Aquisição automática de dados:

• O software de ensaio deve permitir o registro completo dos diagramas de força-deslocamento.
• Uma exibição em tempo real dos valores medidos facilita a avaliação.

Sequências de ensaios flexíveis:

• Os parâmetros de ensaios individuais devem ser ajustáveis (por exemplo, diferentes velocidades de ensaio).
• Pode ser adaptado a diferentes designs de implantes.

Exportação de dados e geração de relatórios:

• Deve ser possível gerar relatórios de ensaio automaticamente.
• Interfaces para processamento posterior dos dados (por exemplo, no Excel ou em sistemas de gerenciamento de laboratório).

A ZwickRoell oferece soluções de ensaios de alta precisão para a ASTM F2009 que são otimizadas para os requisitos da tecnologia médica:

• A mais alta precisão: As máquinas de ensaio da ZwickRoell oferecem medição precisa da força e orientação axial para resultados padronizados.
• Configurações de ensaio personalizáveis de forma flexível: Dispositivos de fixação especiais para diferentes tamanhos de implantes e geometrias de cones.
• Software de ensaio de última geração: O TestXpert III permite uma operação intuitiva, avaliação automática e documentação abrangente.
• Muitos anos de experiência em tecnologia médica: A ZwickRoell é uma das principais fornecedoras globais de ensaios biomecânicos de implantes.
• Conformidade com as normas ASTM e ISO: As máquinas atendem aos mais altos padrões de qualidade e segurança.

Esses recursos fazem da máquina de ensaios ZwickRoell a solução perfeita para ensaios padronizados de acordo com a norma ASTM F2009 e garantem um controle de qualidade confiável dos implantes modulares de quadril.