Teste de fadiga estática e cíclica ASTM F2193 de dispositivos de fixação cirúrgica

ASTM F2193 descreve testes de parafusos, placas e hastes metálicas individuais que são usadas em construções de implantes espinhais. Os subconjuntos destes componentes são testados de acordo com ASTM F1798 (Método de teste padrão para avaliação das propriedades estáticas e de fadiga de mecanismos de interconexão e subconjuntos usados ​​em implantes de artrodese espinhal). O padrão mais comum encontrado é ASTM F1717 (Métodos de teste padrão para construções de implantes espinhais em um modelo de vertebrectomia). ASTM F1717 descreve o teste de construções espinhais completas compostas por esses componentes e subconjuntos.
Recomendamos que você revise a norma completamente para compreender todos os seus requisitos.

PARÂMETROS DE TESTE
Tanto as placas espinhais quanto as hastes são testadas através do mesmo procedimento de flexão de quatro pontos para determinar a rigidez, o momento de escoamento, o momento final e o momento de desvio de fadiga em 2.500.000 ciclos. Primeiramente, em ambos os casos, são realizados testes estáticos a uma taxa de deslocamento de até 10 mm/min para um tamanho de amostra mínimo de 5 amostras.

O teste de fadiga segue com pelo menos 2 corpos de prova sendo testados em cada nível de carga. Três níveis de carga devem ser usados ​​para fornecer um mínimo de 6 pontos de dados. A amostra não deve falhar após os 2.500.000 ciclos para um desses níveis de carga, para que o momento de desvio de fadiga possa ser identificado. Os valores de carga podem ser determinados pelo usuário ou deverão corresponder a 75%, 50% e 25% do momento de escoamento estático.

Para os testes dinâmicos, uma relação R de 0,1 é usada para componentes torácicos e lombares e -1,0 para componentes da coluna cervical (para ilustrar a carga reversa). O teste pode ser feito até 30 Hz em todos os casos.

Para Spinal Screws, o carregamento é feito através de flexão em cantilever. A seção roscada do parafuso deve ser embutida em um bloco de teste sintético de 10 mm de comprimento ao qual será aplicada a carga axial. A cabeça do parafuso é então fixada usando um dispositivo de ancoragem preso ao sistema de teste. Normalmente, os parafusos devem ter 10 mm de comprimento embutidos no bloco de teste, deixando cerca de 5 mm de rosca exposta entre o bloco e a cabeça ancorada. Para parafusos menores, aproximadamente um terço de todo o comprimento dos parafusos deve ser embutido no bloco de teste. Ao aplicar a força no meio do bloco de teste (5mm da extremidade do parafuso), todos os parafusos de um determinado comprimento, independente do diâmetro, deverão experimentar o mesmo momento de atuação.

Os testes estáticos devem ser realizados com uma taxa de carregamento não superior a 25 mm/min para um mínimo de 5 amostras para criar gráficos de carga versus deslocamento.
Os testes de fadiga devem ser concluídos com uma forma de onda senoidal de no máximo 30 Hz e uma relação R de 0,1 para parafusos torácicos e lombares. Novamente, uma relação R de -1,0 deve ser usada para parafusos cervicais. O procedimento deve então ser o mesmo dos outros dois componentes, com pelo menos 2 amostras sendo testadas em cada nível de carga, três níveis de carga sendo usados ​​para criar 6 pontos de dados, um máximo de 2.500.000 milhões de ciclos e 75%, 50% e 25% do momento de escoamento estático atuando como pontos de partida para os valores de carregamento.
Para todos os componentes os testes podem ser realizados noutros ambientes (nomeadamente solução salina) com justificação e citação de características como temperatura, pH e dosagens da solução.