Polyethylen med ultrahøj molekylvægt
Weihong Jin, Paul K. Chu, iEncyclopedia of Biomedical Engineering, 2019
UHMWPEer en lineærpolyolefinmed en gentagelsesenhed på − CH2CH2 −.UHMWPE af medicinsk kvalitet har lange kæder med enmolekylær massepå 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 og er ensemikrystallinsk polymermed et sæt ordnede regioner indlejret i en uordnetamorf fase(Turell og Bellare, 2004).UHMWPE har lav friktion, høj slidstyrke, god sejhed, højslagstyrke, høj modstandsdygtighed over for ætsende kemikalier, fremragende biokompatibilitet og lave omkostninger.
UHMWPE er blevet brugt klinisk isamling implantateri over 40 år, især som en artikulær liner i en total hofteprotese og tibial indsættelse i total knæproteser.I 1962 blev UHMWPE først brugt som acetabulære komponenter og er blevet den dominerendelejematerialeri total hofteprotese siden 1970'erne.Imidlertid var slid af UHMWPE i kontakt med hårdere komponenter fremstillet af metaller eller keramik et stort problem i ortopædi i 1980'erne, hovedsagelig på grund af kontinuerlig reorientering af polymerkæderne.Slidaffald kan forårsageosteolysefører til løsning af implantater og svækkelse af knoglestrukturen.
Der var et stort gennembrud i udviklingen af stærkt tværbundet UHMWPE i slutningen af 1990'erne.Tværbinding af UHMWPE implementeres bredt ved at radikalisere sidekæderne med stråling som f.eks.gammastråle,elektronstråle, eller kemikalier såsom peroxid for at forbedre slidstyrken på grund af polymerkædernes nedsatte mobilitet efter tværbinding (Lewis, 2001).For at forbedreoxidationmodstand, er den tværbundne UHMWPE termisk behandlet.Meget tværbundet UHMWPE er med succes blevet brugt til lastbærendeledog bliver standarden inden for total hofteprotese.
Før implantation steriliseres ortopædiske implantater generelt ved gamma-bestråling i den omgivende luft.Gammastråle inducerer dannelsen af frie radikaler gennem kædespaltning.Efter gamma-bestråling kan frie radikaler stadig eksistere i polymeren og reagere med tilgængelige O-arter under opbevaring eller in vivo inducere skadelig oxidation af UHMWPE (Premnath et al., 1996).Selvom stærkt tværbundet UHMWPE har forbedret slidstyrke, er andre egenskaber såsom duktiliteten,brudsejhed, træthedsmodstand ogtrækstyrkekan blive kompromitteret af gammabestråling (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Ikke-ioniserende metoder såsom sterilisering ved hjælp af ethylenoxidgas ellergas plasmaopstår, og en vis stabiliseringsbehandling er også blevet udført efter tværbinding for at eliminere den tidligere nævnte skadelige påvirkning (Kurtz et al., 1999).Antioxidantenvitamin Eer også inkorporeret i tværbundet UHMWPE for at undertrykke oxidation ved at reagere med frie radikaler (Bracco og Oral, 2011).
Der er stadig ingen klinisk historie med lederstatningskomponenter, selvom E-vitamin udviser sikkerhed og biokompatibilitet.Derfor ønskes metoder til at øge slidstyrken uden at forringe andre væsentlige egenskaber ved UHMWPE og langsigtet klinisk anvendelse for UHMWPE iortopædiske applikationer.
Indlægstid: 26-jun-2023
