Title

ANÁLISE DE FALHA EM PLACA ÓSSEA

FAILURE ANALYSIS IN BONE PLATE

Authorship

Hochudt, Marcelo Laert; Gehlen, Cássio de Lima; Zimmer, Cínthia Gabrielly; Souza, Ralf Wellis de; Strohaecker, Telmo Roberto

Hochudt, Marcelo Laert

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Gehlen, Cássio de Lima

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Zimmer, Cínthia Gabrielly

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Souza, Ralf Wellis de

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Strohaecker, Telmo Roberto

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DOI

10.5151/2594-4711-22923

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Abstract

Os implantes ortopédicos podem falhar basicamente por três motivos: qualidade insatisfatória dos implantes, procedimento cirúrgico inadequado ou fatores inerentes ao paciente (forma de uso ou condições fisiológicas). A falha de um implante aumenta ainda mais o sofrimento de pessoas que tiveram que ser submetidas a um procedimento para colocação de uma prótese; e a subsequente recolocação (cirurgia de revisão) no caso de falha. Com intuito de verificar a ruptura de uma placa óssea em uso, uma análise do caso foi realizada. Para tanto se utilizaram as análises: visual, microestrutural, análise química por espectrometria ótica e análise da superfície de fratura em microscópio eletrônico de varredura. Essa placa faz parte de um sistema de fixação de fratura óssea do fêmur, constituído pela placa e parafusos fixadores que devem garantir que não haja movimento relativo entre as partes fraturadas do osso, promovendo a osteointegração do osso. A placa analisada apresentava dimensões de 290 x 15,1 x 4,6 (comprimento x largura x espessura em milímetros) e 18 furos, que eram os locais de fixação dos parafusos junto ao osso. A fratura da placa ocorreu aproximadamente no meio da seção no sentido do comprimento, partindo de um local de contato entre um parafuso e um dos furos. No local de contato (furo-parafuso) também havia evidências de desgaste e produtos de corrosão. Os resultados das análises mostraram que a placa não apresentou problemas microestruturais nem de composição química. A ruptura ocorreu por fadiga incentivada por marcas de desgaste e o consequente processo de corrosão-desgaste gerado entre as duas superfícies de contato. Tal fato evidencia que houve movimento relativo entre os dois componentes, presumindo-se desta forma, que houve aperto insuficiente dos parafusos deixando a placa em balanço dentro do corpo favorecendo a nucleação de uma trinca e a consequente fratura.

The orthopaedical implants can failure basically by three ways: undesirable quality of the implants, inadequate surgical procedure or factors associated to the patient (ways of use or physiological conditions). The failure of an implant still raises up the suffering of the people who was submitted to a procedure of placement of the prosthesis; and the following replacement (revision surgery) in the case of failure. With the interest to investigate the fracture of and bone plate in use, a failure analysis was performed. For that, it was utilized the following analysis: visual examination, microstructural evaluation, chemical analysis by optical spectrometry and analysis of the fracture surface in SEM. This plate is part of a system of femur fracture fixation, consisted by the plate and fixator screws which must guarantee that will not have relative movement between the fractured parts of the bone, providing the osseointegration. The analyzed plate presented dimensions of 290 x 15,1 x 4,6 (length x width x thickness in millimeters) and 18 holes, which was the places of fixation along the bone. The fracture of the plate occurred approximately in the half of the length direction, starting from a contact between the screw and one of the holes. The place of the contact present (hole-screw) yet evidences of wear and corrosion products. The results of the analysis showed that the plate had not microstructural neither chemical composition problems. The fracture so occurred by fatigue stimulated by wear marks and the following process of wear corrosion generated between the surfaces. This fact make evident that there was relative movement in the components assuming therefore that had an insufficient grip of the screws leaving the plate unstable inside the body favoring the nucleation of a crack and following fracture.

Keywords

Placa óssea; Análise de falha; Corrosão-desgaste; Fadiga.

Bone plate; Failure analysis; Wear corrosion; Fatigue.