Resistenza a usura da terzo corpo

Particelle estranee, quali frammenti di cemento, metallo o osso, possono insinuarsi tra le superfici di articolazione, ad esempio le superfici di una testina metallica e un inserto in polietilene, e causare abrasione e usura. Tali particelle estranee si incuneano nel polietilene, più morbido, e agiscono come se fossero carta vetrata. Si tratta del cosiddetto “effetto carta vetrata”, che graffia la superficie della testina metallica. Ciò aumenta ulteriormente la rugosità della superficie e, a sua volta, causa l’ulteriore usura dell’inserto in polietilene. Quando si verifica questo tipo di usura, le superfici metalliche presentano graffi di vario tipo, responsabili dell’abrasione e dell’usura degli inserti in polietilene e in metallo.

Usura da terzo corpo sulle superfici di metallo

Resistenza elevata della ceramica all’usura da terzo corpo

Le superfici ceramiche sono invece estremamente durevoli e resistenti all’usura da terzo corpo e non possono quindi essere graffiate. La ceramica è il materiale più duro al mondo, oltre al diamante, ed è pertanto significativamente più resistente all’usura rispetto al metallo. Per questa ragione non vi è praticamente nessuna usura nelle coppie articolari ceramica su ceramica. Le particelle estranee che si insinuano tra i componenti ceramici vengono triturate senza danneggiare la ceramica. Il liquido sinoviale espelle il materiale residuo. Questo è un altro motivo per cui gli impianti in ceramica sono considerati più sicuri e più affidabili degli impianti metallici nelle coppie articolari da usura. Per maggiori informazioni, consultare la brochure BIOLOX®delta - La nuova ceramica nanocomposita per le artroprotesi.

Resistenza della ceramica all’usura da terzo corpo

Assenza di graffi sulle superficie in ceramica

Le particelle di cemento e il contatto accidentale con strumenti chirurgici non sono in grado di graffiare le superfici in ceramica – un vantaggio importante quando si impiega il cemento o si applicano tecniche minimamente invasive.

Superficie di una testina metallica. Le superfici graffiate aumentano l’abrasione negli inserti in PE, XPE e metallo.

Solo una superficie liscia e senza graffi, come quella ottenuta con la ceramica BIOLOX®, permette un’ottima bagnabilità, un’eccellente lubrificazione e un’usura ridotta al minimo.

Nessuna usura da terzo corpo

La durezza insuperabile delle coppie articolari ceramica su ceramica previene l’usura da terzo corpo – le particelle estranee vengono “triturate” senza danneggiare le superfici.

Test di resistenza all’abrasione in un simulatore dell’articolazione dell’anca

Materiali e metodi

Volume di usura di coppia articolare CoC (cura primaria)
Fonte: Endolab Rosenheim

Testine: composito a matrice di ossido di alluminio (BIOLOX®delta), CoCrMo
Inserti: UHMWPE reticolato 32 mm, UHMWPE 32 mm
Particelle estranee: particelle in ossido di alluminio (Al2O3) (BIOLOX®forte)

Particelle di ceramica fino a 5 mm di diametro sono state inserite tra le superfici delle coppie articolari per testare la resistenza all’abrasione nell’usura simulata da terzo corpo. La resistenza all’abrasione delle testine BIOLOX®delta e CoCrMo utilizzate in abbinamento a inserti in PE e XPE è stata sottoposta a test in un simulatore dell’articolazione dell’anca (Endolab® Rosenheim). Prima del test, particelle di Al2O3 sono state inserite nei corrispondenti inserti. Durante il test, nell’area articolare sono state introdotte altre particelle di ceramica, disperse nel liquido di prova (siero di vitello). Tutte le coppie artcolari sono state testate 5 milioni di cicli. I test sono stati eseguiti in base alla norma ISO 14242, Parte 1 e 2. I danni sulle superfici dei materiali sono stati valutati visivamente. L’usura è stata determinata gravimetricamente.

Risultati

Ceramica su PE e ceramica su XPE

Confronto del volume di usura di coppie articolari diverse (a seguito di frattura della ceramica)
Fonte: Endolab Rosenheim

I risultati dei test condotti con particelle in ceramica mostrano che le coppie artcolari ceramica su PE e ceramica su XPE possono essere un’opzione di trattamento possibile a seguito di frattura di un componente in ceramica, al fine di ridurre al minimo l’usura e le complicanze ad essa legate causate da usura da terzo corpo. Per le testine delle coppie articolari CoXPE è stato rilevato un volume di usura 1000 volte inferiore rispetto a quello delle coppie articolari MoXPE. Non è stato possibile quantificare l’usura degli inserti in PE e XPE a causa dell’inserimento di particelle in ceramica. Entrambe le superfici si sono mantenute integre dopo 5 milioni di cicli, risultato che garantisce la funzionalità della coppia articolare.

Contatti consigliati

Cliccare sul pulsante “Contatti” a destra per visualizzare un elenco dei contatti relativi al personale e ai responsabili diretti del Gruppo CeramTec.