Às vezes, devido a lesões ou doenças, as articulações que suportam cargas, como joelhos ou quadris, devem ser substituídas por ortopedia artificial. Essas cirurgias não são apenas extremamente dolorosas, mas também caras e arriscadas; portanto, a longevidade desses aparelhos é fundamental: os implantes devem ser duráveis e gerar o mínimo de detritos. A longa vida útil é alcançada com o uso de revestimentos resistentes, como cromo duro ou cerâmica.
A substituição de um joelho ou quadril é um procedimento cirúrgico importante para renovar as superfícies de suporte de peso, a fim de aliviar a dor e restaurar a funcionalidade da articulação.
Para cumprir a finalidade pretendida, as peças de reposição devem atender a requisitos muito exigentes de resistência ao desgaste. Normalmente, há uma correlação entre a capacidade de um material de resistir ao desgaste e sua dureza; a dureza Vickers (HV) de um material é uma métrica que caracteriza bem este. Mas os testadores Vickers tradicionais geralmente produzem (apenas) uma dureza composta tanto do revestimento quanto do substrato, porque as cargas de teste usadas por esses dispositivos são muito altas. A precisão dos resultados pode sofrer ainda mais com a influência do operador, já que as diagonais da indentação devem ser medidas cuidadosamente - opticamente - sob um microscópio.
A nanoindentação é uma técnica bem estabelecida que usa cargas muito baixas para medir a HV de revestimentos quando é fundamental evitar toda a influência do substrato. O FISCHERSCOPE® HM2000 é o instrumento ideal para esta tarefa, pois calcula automaticamente a HV a partir do monitoramento online da profundidade de penetração, eliminando assim qualquer erro do usuário. Além disso, o módulo de elasticidade também pode ser calculado usando a inclinação da curva de descarga.
O estudo abaixo usa o FISCHERSCOPE® HM2000 para medir a dureza em um implante com um revestimento de cromo duro de 7 µm de espessura. Aplicar uma carga máxima de 50mN produz uma profundidade de indentação bem dentro dos 10% recomendados da espessura do revestimento, conforme mostrado na Figura 1.
O microscópio integrado do HM2000 e o estágio XYZ motorizado permitem que as medições sejam feitas diretamente em geometrias complexas, como implantes de joelho artificiais - com preparação mínima de amostra. A dureza média do revestimento de cromo medida neste exemplo foi de 1084,8 HV, com módulo de elasticidade médio de 279,7 GPa.
Nenhum paciente ou médico deseja que uma grande substituição da articulação se desgaste antes do tempo. Para que os aparelhos médicos implantados cirurgicamente durem, eles devem ser revestidos adequadamente. A nanoindentação é o método de escolha para verificar essa qualidade. As características e capacidades do FISCHERSCOPE® HM2000 permitem que medições precisas sejam feitas diretamente nos implantes usados na reconstrução ortopédica. Para obter mais informações, entre em contato com seu representante local da FISCHER.