Ensayos en implantes de cadera

Los huesos que forman la articulación de cadera son el fémur y la pelvis. Algunas enfermedades pueden requerir una sustitución parcial o completa de la cadera mediante una prótesis. 
Dispositivo de fijación_vástagos de endoprótesis de cadera_ISO7206 (5)

Ensayo de fatiga en endoprótesis de fatiga según la ISO 7206 y ASTM F2068 (H2)

Con la máquina de ensayos servohidráulica de Amsler HC compacta de ZwickRoell se pueden generar las condiciones de ensayo exigidas por las normas ISO 7206 -4, ISO 7206 -6, ISO 7206 -8 y ASTM F2068 vigentes, que simulan las cargas dinámicas en vástagos de endoprótesis de cadera. Mediante el dispositivo de adaptación se pueden definir con exactitud las condiciones mecánicas exigidas por la norma, tales como la posición de la endoprótesis de cadera en relación a la carga de ensayo o la altura de alojamiento así como el ángulo de la aplicación de carga. 

Por un lado, se simula la carga dinámica en el vástago de la endoprótesis de cadera al caminar en caso de que se detecte aflojamiento para poder comprobar la vida útil del vástago. Por otro lado, el collar de la prótesis, que clínicamente se encuentra bien anclada, se somete a una carga alternante. Gracias al software de ensayos de ZwickRoell, el usuario puede realizar ensayos escalonados (Locati) con gran comodidad.

Dichos ensayos se pueden llevar a cabo bajo condiciones ambientales "fisiológicas" (por ejemplo, solución salina temperada) con el uso de un recipiente de temperatura de ZwickRoell. De este modo, se puede llevar a cabo un ensayo de corrosión de acuerdo con la norma ASTM F1875, cuyas especificaciones ensayan la resistencia de una unión modular contra la corrosión por fisuras o por fricción bajo una carga dinámica.

Con el dispositivo de ensayo para endoprótesis de cadera se puede cumplir la norma ISO 7206 Implants for surgery - Partial and total hip joint protheses .

Determinación de las propiedades de resistencia de los componentes femorales

Al menos seis vástagos de endoprótesis de cadera deben superar cinco millones de ciclos de carga alternante a una carga superior de 2300 N y una carga inferior de 300 N.

  • Número de ciclos de oscilación: 5 millones (6 probetas)
  • Frecuencia de ensayo: hasta 30 Hz
  • Carga (ASTM F 2068-03; ISO 7206-8): Fo: 2300 N; Fu: 300 N

Determinación de las propiedades de resistencia de los componentes del tronco femoral de la parte del cuello y la cabeza

Al menos seis vástagos de endoprótesis de cadera deben superar diez millones de ciclos de carga alternante a una superior de 5,34 kN (R=0,1).

  • Número de ciclos de oscilación: 10 millones (6 probetas)
  • Frecuencia de ensayo: hasta 30 Hz
  • Carga (ASTM F 2068-03): Fo: 5340 N; Fu: 534 N

Determinación de las propiedades de resistencia de los componentes femorales con la aplicación de torsión

  • El vástago de la endoprótesis se incorpora mediante un dispositivo de adaptación fabricado con precisión para garantizar la posición exacta de la prótesis en relación a la carga de ensayo.
  • Montaje de brida superior e inferior fácil y duradero considerando los grados de libertad necesarios para el ensayo.

0:45

Ensayo lever out

Ensayo lever out en endoprótesis de cadera

Ensayo de torsión_prótesis_cadera_plataforma de ensayos

Ensayo de torsión de los componentes de fijación en prótesis articulares de cadera

Las prótesis articulares de cadera deben soportar tanto las cargas de compresión como las cargas de torsión. Con el objetivo de determinar los materiales y las aleaciones óptimos se llevan a cabo una serie de ensayos con una máquina específica.

El equipo está compuesto por una máquina de ensayos de 20 kN de fuerza nominal y un accionamiento de torsión de 500 Nm.

La prótesis articular (aquí de metal) se torsiona sobre de una unidad de montaje (carga por torsión), mientras simultáneamente se aplica una carga de compresión. Con ello, se ponen a prueba los materiales y las aleaciones más adecuadas para este tipo de prótesis articulares de cadera.

  • ISO 7206-9:1994 (Ensayo de resistencia a torsión del anclaje superior en vástagos de cadera)
  • Caracterización y resistencia de una cabeza femoral a momentos de giro en aplicación normal in vivo
  • Nos ofrece la posibilidad de desarrollar un anclaje mejorado entre ambos componentes
  • Aplicación de una precarga estática de compresión, a continuación, aumenta el momento de giro transversal hasta que gira la cabeza
  • Máquina de ensayos estática biaxial (20 kN) con transductor de torsión de 500 Nm
Hueso artificial

Ensayo del anclaje de una endoprótesis de cadera

Las endoprótesis de cadera se pueden anclar con o sin la ayuda de cemento óseo en el hueso femoral. Además del ensayo de fatiga en la propia prótesis, debe ensayarse también la estabilidad de la fijación en el hueso. Para ello, se implanta una endoprótesis en hueso natural o artificial, mediante un dispositivo de sujeción se ajusta el eje de carga y se fija todo el dispositivo de ensayo en una máquina de ensayos AllroundLine de 20 kN. Durante la carga cíclica, tanto mediante las fuerzas como a través de los sensores de movimiento se pueden determinar los micromovimientos entre la prótesis y el hueso.

Customized implants – ZwickRoell delivers innovate testing technology to Karl Landsteiner University of Health Sciences

Technology always greatly impacts medicine. This is due to demographic changes and the associated socioeconomic challenges to the health care system. Innovations through customization in medical technology are necessary to maintain the current high standard. Musculoskeletal diseases such as osteoporosis or osteoarthritis are among the top five diseases in old age.
KL University Krems
Top