Resistencia estática, al despegue y a la torsión de la unión cabeza-cuello de prótesis de cadera

Fundamento

Los tres ensayos atacan los tres modos de falla de la unión. El de resistencia a la carga estática monta la cabeza sobre el cono con la fuerza de impactación que fija el método y aplica una carga axial creciente hasta la fractura de la cabeza o la deformación del cono; en las cabezas cerámicas ese ensayo es central porque el material es frágil y su resistencia depende de manera crítica del apoyo que le da el cono: un cono dañado o con partículas atrapadas concentra la tensión y baja la carga de rotura de manera drástica, y ese es el mecanismo real de las fracturas de cabezas cerámicas en el paciente. El ensayo de despegue aplica una fuerza axial de separación entre la cabeza y el cono y mide la fuerza necesaria para desmontarla, que describe cuán firme quedó el ensamblaje; su valor depende de la fuerza de impactación aplicada al montar, de la limpieza del cono y de la combinación de materiales. El de torsión aplica un momento alrededor del eje del cono hasta que la unión gira, determinando el par que soporta antes de que el ensamblaje pierda su posición, situación que en el paciente produce ruido, desalineación y desgaste acelerado. Los tres se hacen también sobre conjuntos previamente sometidos a fatiga, que es cuando aparecen las diferencias.

Matriz (en qué muestra)

Uniones cónicas entre cabeza y vástago femoral; cabezas cerámicas de alúmina y de compuestos de circonia; cabezas metálicas; conos de vástagos modulares; ensamblajes en calificación y en investigación de fallas

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Máquina de ensayo universal con celda de carga y dispositivo de ensayo de torsión; dispositivo de impactación con energía controlada; montajes de alineación del cono; cámara ambiental; microscopio y perfilómetro para el examen de los conos; equipo de análisis de superficie de fractura.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Solución fisiológica para los ensayos en medio; productos de limpieza y de desengrase del cono; medios de contaminación controlada cuando se evalúa ese efecto.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Cabezas y vástagos de ensayo; adaptadores de montaje; planillas de fuerza de impactación y de resultados; registro fotográfico de conos y de fracturas.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Cabezas y vástagos, que se destruyen; solución; elementos de limpieza.

Unidad

N · carga estática de rotura de la cabeza cerámica (kN) · fuerza de despegue de la unión (N) · par de giro de la unión (N·m) · fuerza o energía de impactación empleada en el montaje · estado del cono antes del ensayo y presencia de contaminación deliberada · modo de falla observado

Rango de referencia

Las cargas de rotura de las cabezas cerámicas modernas son muy elevadas con un cono limpio y en buen estado, y caen de manera drástica con una partícula atrapada o una muesca en el cono; por eso la recomendación quirúrgica de limpiar y secar el cono antes de impactar la cabeza no es un detalle sino la condición del resultado

Norma que lo exige

Las normas de prótesis para la articulación de la cadera, que fijan los métodos y los valores de referencia de las uniones modulares; los requisitos de registro de productos médicos; los expedientes de diseño y las demostraciones de compatibilidad entre componentes; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 9422-10, que fija la determinación de la resistencia a la carga estática de las cabezas femorales cerámicas; IRAM 9422-13, sobre la determinación de la resistencia al despegue de las cabezas femorales; IRAM 9422-21, sobre la determinación de la resistencia a la torsión de la unión cabeza-cuello; IRAM 9422-1, sobre la clasificación y designación de las prótesis de caderanorma argentina

Edición y vigencia de la norma

IRAM 9422-10:2021; IRAM 9422-13:2022; IRAM 9422-21:2023; IRAM 9422-1:2013

Volumen de muestra

Destructivo. Al menos cinco conjuntos por condición

Conservación y transporte

La fuerza de impactación se aplica con el dispositivo y la energía que fija el método y se registra, porque de ella dependen tanto la fuerza de despegue como la resistencia estática y es la variable que más dispersión introduce. Los conos se examinan con perfilómetro antes del montaje y se descartan los dañados, salvo que el daño sea justamente lo que se está evaluando. El ensayo sobre conjuntos previamente fatigados es el que revela el comportamiento real.

Límite de detección típico

No aplica: se determinan fuerzas y pares

Incertidumbre típica

Del 5 al 10 %, con dispersión mayor en las cabezas cerámicas por ser un material frágil

Área

Clínico/bioquímico; Materiales/industrial; Física y mecánica

Fecha de última actualización: 11/9/2026