Ensayo de desgaste de prótesis de cadera en simulador y determinación del par de rozamiento

Fundamento

El simulador reproduce el movimiento y la carga de la marcha sobre la prótesis completa: aplica un ciclo de carga que sigue el perfil de la resultante de la cadera durante un paso y movimientos combinados de flexión-extensión, abducción-aducción y rotación, a una frecuencia cercana a la del caminar, con los componentes sumergidos en suero bovino diluido, que es el medio normalizado porque las proteínas son las que reproducen el régimen de lubricación real; el agua o la solución salina dan resultados que no se parecen a la realidad. El ensayo se extiende a millones de ciclos, equivalentes a años de uso, y a intervalos definidos se detienen los equipos, se limpian y se pesan los componentes: el desgaste se determina por pérdida de masa, corregida por la absorción de fluido que el polietileno experimenta y que se mide en probetas de control cargadas pero no articuladas, sin las cuales el resultado saldría negativo. Se determina la tasa de desgaste por millón de ciclos y se caracterizan las partículas generadas, cuyo tamaño y forma determinan su actividad biológica. En paralelo, el ensayo de par de rozamiento mide el momento que el par de fricción opone al movimiento, que se relaciona con las fuerzas que se transmiten a la interfaz de fijación.

Matriz (en qué muestra)

Pares de fricción metal-polietileno, cerámica-polietileno y cerámica-cerámica; insertos acetabulares de polietileno de ultra alta masa molecular con y sin entrecruzamiento; cabezas femorales; diseños en calificación y en comparación

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Simulador de cadera multiestación con control de carga y de movimiento en varios ejes; cámaras de ensayo termostatizadas; balanza analítica de alta resolución; equipo de caracterización de partículas por filtración y microscopía electrónica; equipo de medición de par de rozamiento; máquina de medición por coordenadas.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Suero bovino diluido con los aditivos que fija el método; agentes antimicrobianos y antifúngicos; soluciones de limpieza; agua ultrapura.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Componentes de prótesis completos; probetas de control de absorción; filtros para el aislamiento de partículas; planillas de masa por intervalo; registro de las condiciones del ensayo.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Suero, que se renueva periódicamente; componentes; filtros; energía, que es alta por la duración de meses.

Unidad

kg · tasa de desgaste por millón de ciclos expresada en masa y en volumen (mg y mm³) · corrección por absorción de fluido medida en probetas de control · tamaño, forma y cantidad de partículas de desgaste aisladas · par de rozamiento en función del ciclo (N·m) · medio de ensayo, temperatura y frecuencia empleados

Rango de referencia

Los pares cerámica-cerámica y el polietileno altamente entrecruzado tienen tasas de desgaste un orden de magnitud menores que el polietileno convencional, y esa diferencia es la que explica el aumento de la duración de las prótesis en las últimas décadas; comparar con un par de referencia ensayado en el mismo simulador vale más que el valor absoluto

Norma que lo exige

Las normas de ensayo de desgaste de prótesis de cadera; los requisitos de registro de productos médicos y las demostraciones de equivalencia con pares de fricción de referencia; los expedientes de diseño de fabricantes; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 9422-12, que fija el método de ensayo de desgaste de las prótesis para la articulación de la cadera; IRAM 9422-20, sobre la determinación del par de rozamiento; IRAM 9422-2, sobre las superficies de contacto de las prótesis de cadera; IRAM 9411-2, sobre el polietileno de ultra alta masa molecular moldeado; IRAM 9421-2, sobre las superficies de contacto de las prótesis de rodillanorma argentina

Edición y vigencia de la norma

IRAM 9422-12:2023; IRAM 9422-20:2023; IRAM 9422-2:2020; IRAM 9411-2:2024; IRAM 9421-2:2026

Volumen de muestra

Destructivo para los componentes. El ensayo dura meses

Conservación y transporte

El medio de ensayo debe ser suero bovino diluido con la concentración de proteína que fija el método: usar solución salina cambia el mecanismo de desgaste y produce resultados que no se parecen a los del paciente, y es el atajo que más invalida ensayos. Las probetas de control de absorción son imprescindibles, porque el polietileno gana masa por absorber fluido y sin corregirlo el desgaste sale subestimado o negativo. El suero se conserva con antimicrobianos y se renueva.

Límite de detección típico

La balanza analítica resuelve pérdidas de masa de décimas de miligramo por intervalo

Incertidumbre típica

Del 10 al 20 % en la tasa de desgaste, dominada por la corrección de absorción y por la limpieza entre pesadas

Área

Clínico/bioquímico; Materiales/industrial; Nanotecnología

Fecha de última actualización: 11/9/2026