Análisis de datos de ensayos de fatiga por extensometría en prótesis de cadera de la aleación Co-28Cr-6Mo

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27854

Palabras clave:

Prótesis de Cadera; ASTM F75; Prueba de Fatiga; Extensometría; ABNT NBR 7206-6:2013.

Resumen

ANVISA realizó modificaciones en su normativa, fijando nuevos valores para las pruebas de fatiga, aumentando el número de ciclos que las prótesis deben soportar sin presentar fallas. La norma utilizada es la ABNT NBR 7206-6: 2013, en la que todas las prótesis que se comercializan deben ser probadas en los nuevos parámetros. En este artículo se realizaron estudios en base al requisito de revalidar la aleación metálica Co-26Cr-6Mo (ASTM F75). Se realizaron caracterizaciones microestructurales (Microscopía Óptica y Electrónica de Barrido), y ensayos de fatiga, con el objetivo de obtener el comportamiento mecánico y las características de los materiales utilizados en las prótesis de cadera y compararlos con el estándar. Se encontró que el tamaño de grano y los contenidos de inclusión estaban controlados. Asimismo, la prótesis ha resistido 10.000.000 de ciclos, y no ha presentado grietas, ni deformaciones plásticas, lo que permite el uso biomédico de esta aleación de acuerdo con la nueva normativa. También se realizaron pruebas de tracción e inspección por líquidos penetrantes para tomar los parámetros de las propiedades físicas relacionadas. En el análisis con galgas extensiométricas se pudo detectar la deformación puramente elástica que se presentaba con la aplicación de la carga durante los ensayos de fatiga, resultando en una ligera variación de esfuerzos en el sistema de adquisición de datos.

Citas

Ateshian, G. A. (1994). A stereophotogrammetric method for determining in situ contact areas in diarthrodial joints, and a comparison with other methods. Journal of Biomechanics, 27(1), 111–124. https://doi.org/10.1016/0021-9290(94)90038-8

Bezerra, E. (2017). Avaliação de não conformidades de próteses de quadril fabricadas com ligas de titânio e aço inox. Matéria (Rio de Janeiro), 22(1). https://doi.org/10.1590/s1517-707620170001.0114

Chen, Q., & Thouas, G. A. (2015). Metallic implant biomaterials. Materials Science & Engineering. R, Reports: A Review Journal, 87, 1–57. https://doi.org/10.1016/j.mser.2014.10.001

Costa, L. dos S. (2021). Hip arthroplasty: Effective rehabilitation protocols. Research, Society and Development, 10(4), e45510414370. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i4.14370

Dias, D. F., & Gonçalves, S. J. da C. (2021). Falhas em implantes de quadril. Research, Society and Development, 10(11), e357101119668. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19668

Geetha, M. (2009). Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants – A review. Progress in Materials Science, 54(3), 397–425. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2008.06.004

Guarniero, R. (2010). Displasia do desenvolvimento do quadril: atualização. Revista Brasileira de Ortopedia, 45(2), 116–121. https://doi.org/10.1590/s0102-36162010000200002

Guesser, W. L. (2009). Propriedades mecânicas dos ferro fundidos, Issuu. https://issuu.com/editorablucher/docs/issuu_ferros_fundidos_isbn9788521205012.

Hanawa, T. (2002). Evaluation techniques of metallic biomaterials in vitro. Science and Technology of Advanced Materials, 3(4), 289–295. https://doi.org/10.1016/s1468-6996(02)00028-1

Hanawa, T. (2004). Metal ion release from metal implants. Materials Science & Engineering. C, Materials for Biological Applications, 24(6–8), 745–752. https://doi.org/10.1016/j.msec.2004.08.018

Hodge, W. A. (1986). Contact pressures in the human hip joint measured in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 83(9), 2879–2883. https://doi.org/10.1073/pnas.83.9.2879

Manivasagam, G. (2010). Biomedical Implants: Corrosion and its Prevention - A Review. Corrosion Science, 2, 40–54.

Matos, D. B. (2020). Instrumentação de um sistema de sensoriamento: montagem de uma plataforma protótipo para a aquisição do empuxo de propulsores eletromecânicos / instrumentation of a sensing system: assembly of a prototype platform for the purchase of electromechanical propellers. Brazilian Journal of Development, 6(10), 78039–78050. https://doi.org/10.34117/bjdv6n10-290

McKee, G. K., & Watson-Farrar, J. (1966). Replacement of arthritic hips by the McKee-Farrar prosthesis. The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume, 48(2), 245–259. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/5937593/

Niinomi, M. (2007). Fatigue characteristics of metallic biomaterials. International Journal of Fatigue, 29(6), 992–1000. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2006.09.021

Niinomi, M. (2012). Development of new metallic alloys for biomedical applications. Acta Biomaterialia, 8(11), 3888–3903. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2012.06.037

Paul, J. P. (1976). Force actions transmitted by joints in the human body. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Containing Papers of a Biological Character. Royal Society (Great Britain), 192(1107), 163–172. https://doi.org/10.1098/rspb.1976.0004

Savilahti, S. (1997). Survival of Lubinus straight (IP) and curved (SP) total hip prostheses in 543 patients after 4-13 years. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery, 116(1–2), 10–13. https://doi.org/10.1007/bf00434092

Silva, C. G. I. da, & Gemelli, E. (2020). Influência da corrosão e de tensões cíclicas alternadas na vida em fadiga dos ferros fundidos nodulares das classes FE 50010 e FE 50007. Matéria (Rio de Janeiro), 25(2). https://doi.org/10.1590/s1517-707620200002.1024

Silva Junior, W. C. (2021). Obtaining the predicted number of cycles of femoral prosthesis manufactured with ASTM F138 and ASTM F75 aloys, applying the method of finite element. Journal of Physics. Conference Series, 1730(1), 012026. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1730/1/012026

Souza, C. M. P., & Silva Junior, W. C. (2019). Comparação de desempenho da prótese de quadril fabricas nos materiais ASTM F75, F136 e F138. https://doi.org/10.5281/ZENODO.3460918

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Publicado

25/03/2022

Cómo citar

SOUZA, C. M. P. de; SANTOS , R. G. .; SOUZA, R. C. .; MILITÃO , V. A. .; SILVA, I. G. .; SERIACOPI, V. .; SILVA JUNIOR, W. C. da . Análisis de datos de ensayos de fatiga por extensometría en prótesis de cadera de la aleación Co-28Cr-6Mo. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 4, p. e52011427854, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i4.27854. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/27854. Acesso em: 30 jun. 2024.

Número

Sección

Ingenierías