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Aumento significativo da resistência à fratura e excelentes propriedades ao desgaste
Cirurgiões de todo o mundo confiam na qualidade da cerâmica "cor de rosa" BIOLOX®delta. Esta cerâmica de cor típica confere ao cirurgião a certeza de que ele está utilizando os implantes da mais alta qualidade e confiabilidade nos seus pacientes – da CeramTec. A BIOLOX®delta é a única cerâmica com 15 anos de experiência clínica de sucesso e com mais de 8 milhões de componentes implantados.
BIOLOX®delta é o mais novo material da família BIOLOX®. É uma mistura de óxidos cerâmicos com aumento da resistência à fratura, propriedades excelentes ao desgaste e ilimitada biocompatibilidade. Desde o seu lançamento, 6,6 milhões de cabeças esféricas BIOLOX®delta e mais de 2 milhão de insertos (até dezembro de 2017) foram implantados em todo o mundo.
BIOLOX®delta é uma cerâmica de alumina temperada de zircônia (ZTA) para aplicações biomédicas. Conforme publicado, por exemplo em 2001, a composição do BIOLOX®delta inclui SrO, Y2O3 e Crsub>2O3 [1]. Estrôncio incluído para a formação de plaquetas dentro da matriz, o que suporta a rigidez do material. Ítrio é incluído para controlar o mecanismo de transformação da fase de zircônia.
De acordo [1], foi anteriormente afirmado que a adição do óxido de cromo resultaria no aumento da dureza de um material ZTA. No entanto, um estudo científico anterior sobre este assunto revela um aumento mensurável na dureza apenas quando for adicionado um teor muito mais elevado do que o óxido de cromo que está presente no BIOLOX®delta [2]. Assim, consideramos que a literatura científica sugere que a presença do óxido de cromo dentro de uma gama limitada não influencia a dureza de um material ZTA [3]. Além disso, experimentos internos realizados pela CeramTec também não puderam constatar o aumento da dureza pela adição do óxido de cromo (cromia). Deste modo a CeramTec decidiu realizar estudos aprofundados com o objetivo de isolar o impacto, se houvesse, da adição do óxido de cromo na dureza do material BIOLOX®delta. Os resultados desta análise são aqui descritos.
[1] W. Burger, H.G. Richter, High Strength and Toughness Alumina Matrix Composites by Transformation Toughening and „In Situ“ Platelet Reinforcement (ZPTA) – the New Generation of Bioceramics, Key Engineering Materials Vols. 191-195 (2001), 545 – 548
[2] R.C. Bradt, Cr2O3 Solid Solution Hardening of Al2O3, Journal of the American Ceramic Society (1967) [5], 1, 54 – 55.
[3] G. Magnani, A. Brillante, Effect of the composition and sintering process on mechanical properties and residual stresses in zirconia alumina composites, Journal of the European Ceramic Society 25 (2005) 3383-92
Whitepaper
A principal diferença entre a cerâmica BIOLOX®forte e a cerâmica BIOLOX®delta é maior resistência mecânica da cerâmica BIOLOX®delta. No entanto a confiabilidade de um implante ortopédico de cerâmica depende das cargas reais as quais o componente estará sujeito e que são grandemente influenciadas pela geometria do componente, do desenho do implante como um todo, da técnica cirúrgica utilizada e também do comportamento pós-operatório do paciente.
O novo material BIOLOX®delta foi desenvolvido para permitir uma ampla gama de utilizações clínicas, incluindo diversas aplicações que não eram possíveis utilizando o material BIOLOX®forte
Fig. 1 O princípio da transformação com fortalecimento estrutural através do uso de partículas de zircônia estabilizada com ítria, onde as particulas são dispersas na matriz de alumina.
O primeiro mecanismo de reforço estrutural consiste na adição de partículas de zircônia tetragonal estabilizada com ítria (Y-TZP) em uma matriz de alumina estável. Estas partículas de Y-TZP estão espacialmente separados umas das outras, a fim de reduzir a probabilidade de transformação estrutural, bem como a prevenção da iniciação de trincas e a propagação de trincas.
A dispersão de finas partículas na matriz cerâmica também melhora a resistência à fratura e a tenacidade dos componentes BIOLOX®delta como mostrado na Fig. 1. Este mecanismo funciona como o sistema airbag em seu carro.
O segundo mecanismo de reforço estrutural é obtida pela adição de um óxido o qual irá formar plaquetas semelhantes a cristais. Estas plaquetas tem condições de dissipar a energia de propagação das trincas aumentando assim a resistência à fratura da cerâmica BIOLOX®delta.
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As cabeças femorais cerâmicas BIOLOX®delta e BIOLOX®forte e os insertos acetabulares BIOLOX®delta, os sistema de revisão BIOLOX®OPTION, assim como os implantes de joelho feitos com BIOLOX®delta são produtos registrados pelos clientes da CeramTec. Não estão registrados/não estão disponíveis em todos os países. O Sistema BIOLOX®DUO está registrado pelos clientes da CeramTec somente no Japão. BIOLOX®CONTOURA e os implantes de ombro fabricados com BIOLOX®delta acham-se em desenvolvimento e não foram ainda aprovados pelas autoridades competentes. A prótese de superfície de quadril de cerâmica anatômica H1 da BIOLOX®delta está sob pesquisa clínica realizada pela Embody Orthopaedic Ltd. na UE. Atualmente, a H1 é um dispositivo sob avaliação clínica em um estudo aprovado tanto pelo ponto de vista ético como pelo MHRA (Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency). A prótese de superfície de quadril de cerâmica anatômica não foi ainda aprovada pelas autoridades competentes. Nota para os EUA: ATENÇÃO – BIOLOX®CONTOURA assim como os implantes de joelho, ombro e de superfície feitos com BIOLOX®delta estão sob desenvolvimento e não foram ainda aprovados pela FDA. O Sistema BIOLOX®DUO ainda não está aprovado pelo FDA para ser distribuído nos Estados Unidos (EUA).