Resistencia al desgaste por tercer cuerpo

Las partículas extrañas, como el cemento, metales o fragmentos de hueso duro, pueden quedar atrapadas entre las superficies que se articulan, por ejemplo las superficies de una cabeza metálica y las de un inserto de polietileno, y ocasionar abrasión y desgaste. Estas partículas extrañas se incrustan dentro del polietileno, que es más blando y actúan como papel de lija. Este es el denominado "efecto del papel de lija", que provoca un raspado de la superficie de la cabeza metálica. Esto hace que la superficie metálica se torne mucho más rugosa y ocasiona, a su vez, un mayor desgaste del inserto de polietileno. Cuando ocurre este tipo de fricción, las superficies metálicas exhiben muchos tipos diferentes de arañazos, responsables de la abrasión y el desgaste de los insertos de polietileno y metal.

Desgaste por tercer cuerpo en superficies metálicas

Alta resistencia de la cerámica al desgaste por tercer cuerpo

Las superficies de cerámica, por el contrario, son extraordinariamente duraderas y resistentes al desgaste por tercer cuerpo y, en consecuencia, no sufren arañazos. La cerámica, después del diamante, es el material más duro del mundo y, en consecuencia, posee una resistencia al desgaste significativamente mayor que el metal. Por este motivo, los pares de fricción cerámica/cerámica prácticamente no se desgastan. Las partículas extrañas que quedan atrapadas en un par de fricción de cerámica son molidas sin producir ningún daño en la cerámica. El líquido sinovial lava los residuos. Esta es otra razón por la que los implantes de cerámica se consideran más seguros y fiables que los metálicos para su uso en los pares de fricción. El folleto BIOLOX®Delta Nanocomposite for Arthroplasty [nanocompuesto para artroplastia] ofrece más información

Resistencia de la supèrficie de cerámica al desgaste por tercer cuerpo

Ningún arañazo en las superficies de cerámica

No hay peligro de arañazos sobre las superficies de cerámica con las partículas de cemento o el contacto accidental con el instrumental quirúrgico, lo que representa una ventaja esencial cuando se usan el cemento y técnicas mínimamente invasivas.

Superficie de una cabeza femoral metálica. Las superficies arañadas aumentan la abrasión de los insertos acetabulares de PE, XPE y metal.

Solo una superficie lisa, sin arañazos, del tipo existente en la cerámica BIOLOX®, garantiza una humectabilidad óptima, una lubricación excelente y un desgaste mínimo.

Ausencia de desgaste por tercer cuerpo

La dureza sin igual impide el desgaste por tercer cuerpo de los pares de fricción cerámica/cerámica; las partículas extrañas son "molidas" sin ningún impacto negativo para las superficies de rodamiento.

Prueba de resistencia a la abrasión en un simulador de cadera

Material y métodos

Volumen de desgaste de los pares de fricción Ce/Ce (atención primaria)
Fuente: Endolab Rosenheim

Cabezas femorales: Compuesto de matriz de alúmina (BIOLOX®delta), CoCrMo
Insertos: UHMWPE con enlaces cruzados de 32 mm, UHMWPE de 32 mm
Partículas extrañas: Partículas de alúmina (Al2O3) (BIOLOX®forte)

Se introdujeron partículas de cerámica de hasta 5 mm en la zona comprendida entre las superficies de fricción para medir la resistencia a la abrasión durante un desgaste simulado por tercer cuerpo. La resistencia a la abrasión de las cabezas femorales BIOLOX®delta y de CoCrMo, combinadas con insertos de PE y XPE, se examinó en un simulador de cadera (Endolab® Rosenheim). Se introdujeron partículas de Al2O3 en los insertos correspondientes antes del ensayo. Se agregaron nuevas partículas de cerámica a los pares de fricción durante el ensayo a través del líquido del experimento (suero bovino). Cada par de fricción fue sometido a 5 millones de ciclos de prueba. Estos ensayos se realizaron de acuerdo con las normas ISO 14242, apartados 1 y 2. Se realizó una inspección visual del daño de las superficies de los pares de fricción y el desgaste se determinó mediante gravidimetría.

Resultados

Cerámica/PE y cerámica/XPE

Comparación del volumen de desgaste de distintos pares de fricción (colocación después de fractura de la cerámica)
Fuente: Endolab Rosenheim

Los resultados de los ensayos con partículas de cerámica revelan que los pares de fricción cerámica/PE y cerámica/XPE constituyen alternativas válidas tras la fractura de un componente cerámico, cuando se desea minimizar los problemas del desgaste causado por un tercer cuerpo y las complicaciones relacionadas. El par de fricción Ce/XPE tenía un volumen de desgaste de la cabeza esférica 1000 veces menor que el del par Me/XPE. No se pudo cuantificar el desgaste del inserto PE y XPE debido a la introducción de las partículas de cerámica. Ambas superficies conservaron la integridad después de 5 millones de ciclos, lo que garantiza la funcionalidad del par de fricción.

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