Πολυαιθυλένιο Υπερυψηλού Μοριακού Βάρους
Weihong Jin, Paul K. Chu, inΕγκυκλοπαίδεια Βιοϊατρικής Μηχανικής, 2019
UHMWPEείναι γραμμικόπολυολεφίνημε επαναλαμβανόμενη μονάδα − CH2CH2 −.Ιατρικής ποιότητας UHMWPE έχει μακριές αλυσίδες με αμοριακή μάζα2 × 106–6 × 106 g mol− 1 και είναι αημικρυσταλλικό πολυμερέςμε ένα σύνολο διατεταγμένων περιοχών ενσωματωμένων σε μια διαταραγμένηάμορφη φάση(Turell και Bellare, 2004).Το UHMWPE έχει χαμηλή τριβή, υψηλή αντοχή στη φθορά, καλή σκληρότητα, υψηλήαντοχή κρούσης, υψηλή αντοχή σε διαβρωτικά χημικά, εξαιρετική βιοσυμβατότητα και χαμηλό κόστος.
Το UHMWPE έχει χρησιμοποιηθεί κλινικά σεάρθρωση εμφυτεύματαγια περισσότερα από 40 χρόνια, ιδιαίτερα ως αρθρική επένδυση σε ολικές αντικαταστάσεις ισχίου και κνημιαία ένθεμα σε ολικές αρθροπλαστικές γόνατος.Το 1962, το UHMWPE χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως κοτύλη και έχει γίνει το κυρίαρχοφέροντα υλικάσε ολικές αντικαταστάσεις ισχίου από τη δεκαετία του 1970.Ωστόσο, η φθορά του UHMWPE σε επαφή με σκληρότερα εξαρτήματα κατασκευασμένα από μέταλλα ή κεραμικά ήταν ένα σημαντικό πρόβλημα στην ορθοπεδική τη δεκαετία του 1980, κυρίως λόγω του συνεχούς επαναπροσανατολισμού των πολυμερών αλυσίδων.Τα υπολείμματα φθοράς μπορεί να προκαλέσουνοστεόλυσηπου οδηγεί σε χαλάρωση των εμφυτευμάτων και αποδυνάμωση της οστικής δομής.
Υπήρξε μια σημαντική ανακάλυψη στην ανάπτυξη του UHMWPE υψηλής διασύνδεσης στα τέλη της δεκαετίας του 1990.Η διασύνδεση του UHMWPE εφαρμόζεται ευρέως ριζοσπαστικοποιώντας τις πλευρικές αλυσίδες με ακτινοβολία όπως π.χ.ακτίνα γάμμα,δέσμη ηλεκτρονίων, ή χημικές ουσίες όπως το υπεροξείδιο για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά λόγω της μειωμένης κινητικότητας των πολυμερών αλυσίδων μετά τη διασταύρωση (Lewis, 2001).Για τη βελτίωση τουοξείδωσηαντίσταση, το διασυνδεδεμένο UHMWPE υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία.Το UHMWPE υψηλής διασύνδεσης έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στη φέρουσααρθρώσειςκαι γίνεται το πρότυπο στις ολικές αντικαταστάσεις ισχίου.
Πριν από την εμφύτευση, τα ορθοπεδικά εμφυτεύματα γενικά αποστειρώνονται με ακτινοβολία γάμμα στον αέρα του περιβάλλοντος.Η ακτίνα γάμμα προκαλεί το σχηματισμό ελεύθερων ριζών μέσω της διάσπασης της αλυσίδας.Μετά την ακτινοβολία γάμμα, οι ελεύθερες ρίζες μπορεί να εξακολουθούν να υπάρχουν στο πολυμερές και να αντιδρούν με διαθέσιμα είδη Ο κατά την αποθήκευση ή in vivo να προκαλούν επιζήμια οξείδωση του UHMWPE (Premnath et al., 1996).Αν και το UHMWPE με υψηλή διασύνδεση έχει ενισχυμένη αντοχή στη φθορά, άλλες ιδιότητες όπως η ολκιμότητα,αντοχή σε θραύση, αντοχή στην κόπωση καιαντοχή σε εφελκυσμόμπορεί να διακυβευτεί από ακτινοβολία γάμμα (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Μη ιονιστικές μέθοδοι όπως η αποστείρωση με χρήση αερίου αιθυλενοξειδίου ήαέριο πλάσμααναδύονται και κάποια επεξεργασία σταθεροποίησης έχει επίσης διεξαχθεί μετά τη διασύνδεση για την εξάλειψη της επιβλαβούς επίδρασης που αναφέρθηκε προηγουμένως (Kurtz et al., 1999).Το αντιοξειδωτικόβιταμίνη Εενσωματώνεται επίσης σε διασυνδεδεμένο UHMWPE για την καταστολή της οξείδωσης αντιδρώντας με ελεύθερες ρίζες (Bracco and Oral, 2011).
Δεν υπάρχει ακόμη κλινικό ιστορικό σε συστατικά αρθροπλαστικής, παρόλο που η βιταμίνη Ε παρουσιάζει ασφάλεια και βιοσυμβατότητα.Επομένως, είναι επιθυμητές μέθοδοι για την ενίσχυση της αντοχής στη φθορά χωρίς να αλλοιωθούν άλλες βασικές ιδιότητες του UHMWPE και η μακροχρόνια κλινική εφαρμογή του UHMWPE σεορθοπεδικές εφαρμογές.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-26-2023
