Sistema De Tornillos Para Columna

30/07/2012
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
ANTONIO JOSÉ DE SUCRE
VICERRECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE ING. METALÚRGICA
CÁTEDRA: CORROSIÓN
Sistema de Tornillos Transpediculares para Columna

Morón Daniela
Eliomar Franco
Francisco Sánchez
Álvarez Juliana

Resumen:

En el siguiente informe técnico se realizo el análisis de falla de un implante transpedicular, elcual fallo en la zona de los tornillos mediante el cual se fijan a la columna vertebral. Estos implantes son básicamente fabricados a base de aleaciones de titanio, las cuales presentan una alta resistencia a la corrosión y son de alta aplicabilidad para las condiciones altamente corrosivas del cuerpo. A partir del análisis realizado a las diversas microestructuras, morfología de la fractura,estudiando las condiciones de esfuerzos aplicadas en servicio y diversos análisis químicos se determino que el mecanismo de la falla fue por corrosión fatiga. Cabe destacar que el material estaba fuera de composición, presentaba diversos defectos superficiales y un nivel inclusionario elevado, lo cual favoreció a la concentración de esfuerzos, que son catastróficos para un implante aplicado a uncuerpo humano.
Sistema de Tornillos Transpediculares para Columna.
Condiciones de servicio

Paciente femenino de 28 años de edad, quien posterior a accidente de transito (volcamiento) presento politraumatismos con fractura por aplastamiento de vértebras L1. Se intervino quirúrgicamente el 24/11/2001, practicándose una fijación instrumental con tornillos transpediculares T12 L1 con evolucióninmediata satisfactoria. Apenas nueve meses después de la colocación del sistema. Inicia con dolor dorsal irradiado a los miembros inferiores con desviación cifótica de la postura. Debido al dolor persistente se realizan la primera radiografía central, donde se constata la ruptura de los tornillos transpediculares de dos inicialmente y luego de un tercero. Se manejo médicamente y físicamente nocediendo el dolor. Se decide el retiro del sistema el y se sustituye por otro de distintas características

2.2.- Inspección visual.
En las figuras 21 a 24 se presenta el aspecto general del sistema Luque III, con sus respectivos tornillos fracturados.

2.3.- Fractografia ConLupa Estereoscopica.

En las imágenes se puede observar que los tornillos 1 y 2 fallaron en la zona cercana a la cabezadel tornillo allí se presentaron los puntos concentradores de esfuerzos que ocasionaron la falla de los mismos; a diferencia del tornillo 3 que presento fractura unos cm más alejados de la cabeza.
La pieza estuvo expuesta a esfuerzos cíclicos debido a las marcas de playas características de las fallas por fatiga, (estos esfuerzos cíclicos atribuidos a las condiciones de movimientos de la columnavertebral donde ese implante pudo estar en condiciones variables de esfuerzos), observadas en la fractografía realizada en la superficie de los tornillos fallada. En los tres se puede evidenciar el inicio y el final de la fractura, las cuales culminan con desprendimiento del material.

2.4.- Análisis metalográfico.
Para este análisis se considero la fig. 28 (a y b) correspondiente al tornillo1, como micrografía representativa del resto, ya que todos los tornillos son parecidos a nivel microestructural
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Tornillo #1


Figura 28. Detalle de las inclusiones en la microestructura del tornillo #1 antes del ataque químico; a) Corte longitudinal, b) Corte transversal

Este tipo de material empleado para condiciones de servicio exigentes, debe caracterizarse por estar lo más librede impurezas posibles, y de acuerdo al análisis se encontró un grado de inclusiones número 3 para los tornillos 1 y 3, y 11/2 para el tornillo 2; siendo estos niveles de severidad muy altos, ya que el permitido como valor máximo es un nivel 1 o menor a 1 de inclusiones para este tipo de materiales. Desde el punto de vista mecánico las inclusiones se caracterizan por ser grandes concentradores...