Title

ANÁLISE IN VITRO E IN SILICO DE FRETTING-CORROSION NA INTERFACE HASTE-CABEÇA E HASTE-CIMENTO DE PRÓTESES DE QUADRIL

IN VITRO AND IN SILICO ANALYSIS OF THE FRETTING-CORROSION IN THE STEM-HEAD AND STEM-CEMENT INTERFACE OF HIP PROSTHESIS

Authorship

Santos, Vinícius Oliveira dos; Cubillos, Patricia Ortega; Santos, Claudio Teodoro dos; Fernandes, Wellington Gilbert; Caminha, Ieda Maria Vieira; Monteiro, Maurício de Jesus; Roesler, Carlos Rodrigo de Melo

DOI

10.5151/2594-5327-33684

Downloads

heading.download_article_detail 132 Downloads

Abstract

O mecanismo de fretting-corrosion nas interfaces haste-cabeça e haste-cimento geram íons e partículas metálicas, que podem incrementar a incidência de eventos adversos, como falhas dos implantes ou reações adversas teciduais. Isto tem motivado vários autores a investigarem as causas desse mecanismo em próteses de quadril. O presente trabalho visa identificar qual interface, haste-cabeça ou haste-cimento, é a mais afetada pelo mecanismo de fretting-corrosion, bem como as causas deste mecanismo e da diferença de dano entre as interfaces através de analises in vitro e in silico. Quatro pares de hastes e cabeças femorais foram avaliadas, sendo três pares para análises in vitro e um par para reconstrução 3D e análise in silico. As análises in vitro, ensaio de fretting-corrosion e análise do dano, permitiram identificar que o corpo da haste foi a superfície mais afetada pelo mecanismo fretting-corrosion, com uma área superior ao identificado na região do cone da haste. A análise in silico permitiu identificar que a micromovimentação na interface haste-cimento também foi maior do que na interface haste-cabeça. Uma maior micromovimentação tende a aumentar o dano por fretting-corrosion. Portanto, os resultados demonstraram que o dano por fretting-corrosion foi superior na interface haste-cimento, possivelmente causado pela maior micromovimentação nessa interface.

 

The fretting-corrosion mechanism in the stem-head and stem-cement interface generate metallic debris and ions, that can increase the incidence of adverse events, as a failure of the implants or adverse tissue reactions. This has motivated several authors to investigate the causes of this mechanism in hip prosthesis. The present work aims to identify which interface, stem-head or stem-cement, is the most affected by the fretting-corrosion mechanism, as well as the causes of this mechanism and the difference of damage between the interfaces through in vitro and in silico analysis. Four pairs of femoral stems and heads were evaluated, three pairs for in vitro analysis and one pair for 3D reconstruction and in silico analysis. The in vitro analysis, fretting-corrosion testing, and damage analysis, allowed to identify that the stem body was the surface most affected by fretting-corrosion mechanism, with an affected area higher than the trunnion surface. The in silico allows to identify that the micromotion in the stem-cement interface was higher than at the stem-head interface. This high micromotion tends to increase the damage by fretting-corrosion. The results showed that the damage by fretting-corrosion was higher in the stem-cement interface, possibly caused by the higher micromotion in the interface.

Keywords

fretting-corrosion; interface haste-cabeça; interface haste-cimento

fretting-corrosion; stem-head interface; stem-cement interface