| Revue: | Revista colombiana de biotecnología |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000362724 |
| ISSN: | 0123-3475 |
| Autores: | Rodríguez Cañizo, Ricardo Gustavo1 García García, Leonardo Azael1 Vite Torres, Manuel1 Merchán Cruz, Emmanuel Alejandro1 Sandoval Pineda, Juan Manuel1 |
| Instituciones: | 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, México, Distrito Federal. México |
| Año: | 2010 |
| Periodo: | Dic |
| Volumen: | 12 |
| Número: | 2 |
| País: | Colombia |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental, aplicado |
| Resumen en español | La causa más común de falla en prótesis coxofemorales es el aflojamiento entre los componentes que conforman el sistema, de manera específica la copa acetabular y la cabeza femoral. En esta investigación se presenta un análisis tribológico del desgaste en los componentes mencionados, ya que cuando las superficies en contacto se desgastan, la funcionalidad mecánica del sistema se compromete, debido al cambio de geometría de los mismos, dando como resultado un juego mecánico entre la copa y la cabeza. Los materiales considerados en este estudio son el polietileno de ultra elevado peso molecular (UHMWPE, por sus siglas en inglés) para la copa acetabular, y acero inoxidable 316L para la cabeza femoral. Esta combinación de materiales representa hoy en día la recomendación más usual por parte de los cirujanos para pacientes de la tercera edad. La tasa anual de desgaste se determinó de manera experimental y se cuantificó la cantidad de material desprendido durante el contacto. Se establecieron las condiciones de carga de forma analítica, considerando las que actúan sobre la cabeza femoral a lo largo del área de desgaste durante la marcha humana. Posteriormente, se realizó el análisis experimental de desgaste utilizando una máquina tribológica de configuración perno-sobre-disco (pin-on-disk), diseñada de manera específica para este estudio. Las pruebas para determinar la pérdida volumétrica de los componentes se realizaron bajo tres condiciones de operación: en seco, lubricada con agua destilada y lubricada con suero bovino. El marco experimental considerado consistió en pernos de UHMWPE sobre discos de acero inoxidable 316L simulando el desgaste equivalente a diez años de uso de la prótesis. Finalmente, de los resultados obtenidos se puede establecer que el desgaste y la cantidad de partículas desprendidas disminuyen considerablemente cuando se utiliza suero bovino como lubricante para repl |
| Resumen en inglés | System component loosening represents the most common cause of failure in coxofemoral prostheses, namely between the acetabular cup and the femoral head. This work deals with tribologic analysis of wear suffered in components due to when contact surfaces become worn; the system’s mechanical function becomes compromised as wear implies changed component geometry and thus in their dimensions, resulting in looseness between the cup and the head. The materials considered in this study were ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) for the cup and 316L stainless steel for the femoral head, representing the surgeons’ material of choice for elderly patients. Annual wear rate was experimentally determined between these components, as well as the amount of debris produced during contact. First, loading conditions were analytically determined by considering those acting on the femoral head, taking into consideration the wear area during human walking. Secondly, experimental analysis consisted of wear tests using a tribology pin-ondisk machine which was specifically built for this study. The tests for determining component volumetric loss were performed in three different operational conditions: dry, lubricated with bovine serum and lubricated with distilled water. The experimental set up consisted of UHMWPE pins and 316L stainless steel discs simulating the equivalent wear arising from prostheses’ ten year usage. Lastly, the results proved that wear and component debris became significantly reduced when using bovine serum as lubricant, the dry scenario being where most damage was produced. It should be pointed out that bovine serum was chosen to simulate the synovial fluid in which the system is embedded |
| Disciplinas: | Ingeniería, Medicina |
| Palabras clave: | Ingeniería biónica y cibernética, Ingeniería mecánica, Traumatología y ortopedia, Prótesis, Fémur, Cabeza femoral, Biotecnología, Polietileno de ultra alto peso molecular, Acero inoxidable, Suero bovino, Desgaste, Fricción |
| Keyword: | Engineering, Medicine, Bionics and cybernetics, Mechanical engineering, Traumatology and orthopedics, Prosthesis, Femur, Femoral head, Ultra high molecular weight polyethylene, Stainless steel, Biotechnology, Bovine serum, Wear, Friction |
| Texte intégral: | Texto completo (Ver PDF) |
