Comparação dos aços inoxidáveis ASTM F138 e F1586 para próteses de quadril

Abstract

O mecanismo de degradação conhecido comercialmente como fretting-corrosion é o principal mecanismo de liberação de íons metálicos e partículas metálicas em próteses de quadril. Fretting é uma abrasão de escala micrométrica que acarreta o desgaste da camada passiva de componentes metálicos em contato, ocasionando a corrosão dos componentes implantáveis. Este fenômeno é muito observado em hastes e cabeças femorais metálicas implantáveis em pacientes que sofrem de osteoporose ou algum tipo de degeneração óssea. Ao propiciar a liberação de íons metálicos na corrente sanguínea, o processo de fretting-corrosion origina processos inflamatórios, sendo o principal causador de cirurgias de revisão. O objetivo deste trabalho é comparar a degradação das hastes dos aços inoxidáveis ASTM F138 e ASTM F1586, sendo a haste de ASTM 1586 o avanço da liga ASTM F138. Em ambas as hastes foram realizados os ensaios de fretting-corrosion, ensaio de MEV para caracterização da composição de óxidos formados, ensaio de composição química da solução fluorescência de raios X (XRF), ensaio de dureza e análise macrográfica e micrográfica das superfícies. Como resultado obteve-se a diminuição da liberação de íons metálicos na solução quando ensaiada a haste ASTM F1586 e, portanto, provável diminuição da incidência de cirurgia de revisão.

The degradation mechanism commercially known as fretting-corrosion is the main release mechanism of metallic ions and metallic particles in hip prostheses. Fretting is a micrometer-scale abrasion that causes the wear of the passive layer of metallic components in contact, causing the corrosion of the implantable components. This phenomenon is widely observed in implantable metal femoral stems and heads in patients suffering from osteoporosis or some type of bone degeneration. By providing the release of metallic ions into the bloodstream, the corrosion process by micro friction originates inflammatory processes, being the main cause of revision surgeries. The objective of this work is to compare the degradation of ASTM F138 and ASTM F1586 stainless steel stems, the ASTM 1586 stem being the advance of the ASTM F138 alloy. In both stems we did fretting-corrosion test, SEM tests to characterize the composition of oxides formed, chemical composition tests of the X-ray fluorescence solution (XRF), hardness tests and macrographic and micrographic analysis of the surfaces were carried out. As a result, the release of metal ions was reduced in the solution when the ASTM F1586 stem was tested and, therefore, a probable decrease in the incidence of revision surgery.