Polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé
Weihong Jin, Paul K. Chu, dansEncyclopédie du génie biomédical, 2019
UHMWPEest un linéairepolyoléfineavec une unité répétitive de − CH2CH2 −.L'UHMWPE de qualité médicale possède de longues chaînes avec unmasse moléculairede 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 et est unpolymère semi-cristallinavec un ensemble de régions ordonnées intégrées dans unphase amorphe(Turell et Bellare, 2004).UHMWPE a un faible frottement, une résistance élevée à l'usure, une bonne ténacité, une hautela résistance aux chocs, haute résistance aux produits chimiques corrosifs, excellente biocompatibilité et faible coût.
L'UHMWPE a été utilisé en clinique dansarticulation implantsdepuis plus de 40 ans, notamment comme revêtement articulaire dans les arthroplasties totales de la hanche et comme insert tibial dans les arthroplasties totales du genou.En 1962, l'UHMWPE a été utilisé pour la première fois comme composant acétabulaire et est devenu le produit dominantmatériaux de roulementdans les arthroplasties totales de la hanche depuis les années 1970.Cependant, l’usure de l’UHMWPE au contact de composants plus durs en métaux ou en céramique constituait un problème majeur en orthopédie dans les années 1980, principalement en raison de la réorientation continue des chaînes polymères.Les débris d'usure peuvent provoquerostéolyseentraînant un descellement des implants et un affaiblissement de la structure osseuse.
À la fin des années 1990, une avancée majeure a été réalisée dans le développement d’UHMWPE hautement réticulé.La réticulation de l'UHMWPE est largement mise en œuvre en radicalisant les chaînes latérales avec des rayonnements tels querayon gamma,un faisceau d'électrons, ou des produits chimiques tels que le peroxyde pour améliorer la résistance à l'usure en raison de la mobilité réduite des chaînes polymères après réticulation (Lewis, 2001).Pour améliorer leoxydationrésistance, l'UHMWPE réticulé est traité thermiquement.L'UHMWPE hautement réticulé a été utilisé avec succès dans le domaine porteurles articulationset devient la norme en matière d'arthroplastie totale de la hanche.
Avant leur implantation, les implants orthopédiques sont généralement stérilisés par irradiation gamma à l'air ambiant.Les rayons gamma provoquent la formation de radicaux libres par clivage des chaînes.Après une irradiation gamma, des radicaux libres peuvent encore exister dans le polymère et réagir avec les espèces O disponibles pendant le stockage ou induire in vivo une oxydation préjudiciable de l'UHMWPE (Premnath et al., 1996).Bien que l'UHMWPE hautement réticulé présente une résistance à l'usure améliorée, d'autres propriétés telles que la ductilité,ténacité à la rupture, la résistance à la fatigue, etrésistance à la tractionpeut être compromise par l'irradiation gamma (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Méthodes non ionisantes telles que la stérilisation à l'aide d'oxyde d'éthylène gazeux ouplasma gazeuxémergent, et un certain traitement de stabilisation a également été effectué après la réticulation pour éliminer l'influence délétère mentionnée précédemment (Kurtz et al., 1999).L'antioxydantvitamine Eest également incorporé dans l'UHMWPE réticulé pour supprimer l'oxydation en réagissant avec les radicaux libres (Bracco et Oral, 2011).
Il n'y a toujours pas d'antécédents cliniques concernant les composants d'arthroplastie, même si la vitamine E présente une sécurité et une biocompatibilité.Par conséquent, des méthodes permettant d'améliorer la résistance à l'usure sans altérer les autres propriétés essentielles de l'UHMWPE et une application clinique à long terme sont souhaitées pour l'UHMWPE dansapplications orthopédiques.
Heure de publication : 26 juin 2023
