Resistência mecânica às forças de tração e flexão: proposta de novo desenho para os pinos de Schanz dos fixadores externos monolaterais / Mechanical resistance to traction and flexion forces: proposal of a new design for Schanz pins of single-side external fixators

RESUMO

OBJETIVO: Determinar a resistência mecânica à tração e à flexão de três modelos de pinos de Schanz, dois disponíveis no Brasil e o proposto neste estudo o cônico com 4,0 a 5,0mm de diâmetro máximo, o pino com diâmetro de 5,0mm, comprimento de rosca de 40mm e alma de 3,2mm e o proposto neste trabalho, com 5,0mm de diâmetro, alma de 3,2mm e comprimento de rosca de 15mm, com o propósito de apontar o mais eficaz. MÉTODOS: Foram construídos 48 corpos de provas, distribuídos em seis grupos com oito corpos cada. A resistência à tração foi testada nos grupos 1, 2 e 3 utilizando-se uma máquina de tração de fabricação ITM®. Para verificar a resistência à flexão, nos grupos 4, 5 e 6, foram usados um perfurador de bancada, marca Cardoso® FFC-20 na instalação do pino e, em seguida, a máquina universal de ensaios ZD100PU. RESULTADOS: Nos testes de tração os pinos cônicos suportaram a tração média de 98,462kgf; os de rosca uniforme longa (40mm), 283,70kgf; e os pinos propostos com rosca uniforme de 15mm, a força média de 116,947kgf. A diferença estatística não foi significante entre os grupos. Nos testes de flexão, os pinos cônicos resistiram à força de 6,563kgf; os pinos com rosca uniforme de 40mm, à força média de 6,177kgf; e os pinos propostos, à força média de 30,275kgf, existindo diferença significativa com os grupos anteriores. CONCLUSÕES: Os três modelos de pinos de Schanz apresentaram resistência equivalente à tração e o modelo proposto - comprimento de rosca de 15mm - é significativamente mais resistente às forças de flexão.

ABSTRACT

OBJECTIVE: To determine the mechanical resistance to traction and flexion of three models of Schanz pins, two of them available in Brazil, and the one proposed in this study a conic pin with 5.0 mm diameter, 40 mm thread length, 3.2 mm bore, and the one proposed in this paper, with 5.0 mm in diameter, 3.2 mm bore, and 15 mm thread length, in order to show which one is the most effective. METHODS: The authors built 48 test samples divided in six groups, with eight sample per group. Traction strength was tested in groups 1, 2, and 3 using a traction machine manufactured by ITM®. To check flexion strength in groups 4, 5, and 6, they used a bench perforator manufactured by Cardoso® FFC-20 in the pin installation, and then the Universal Assay Machine ZD100PU. RESULTS: In traction tests, the conic pins stood a mean traction of 98.462 kgf, those with uniform long thread (40 mm) 283.70 kgf, and the proposed pins with uniform thread of 15 mm, stood the mean strength of 116.947 kgf. The statistic difference among the groups was not significant. In the flexion test, the conic pins stood a strength of 6.563 kgf, the pins with uniform thread of 40 mm stood the mean strength of 6.177 kgf, and the proposed pins stood the mean strength of 30.275 kgf, there being a significant difference when compared to the previous groups. CONCLUSIONS: The three models of Schanz pins presented equivalent traction strength, and the proposed model - thread length of 15 mm - is significant more resistant to flexion strengths.