Polietilene ad altissimo peso molecolare
Weihong Jin, Paul K. Chu, inEnciclopedia dell'ingegneria biomedica, 2019
UHMWPEè un linearepoliolefinacon un'unità ripetitiva di − CH2CH2 −.L'UHMWPE di grado medico ha catene lunghe con amassa molecolaredi 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 ed è apolimero semicristallinocon un insieme di regioni ordinate immerse in una disordinatafase amorfa(Turell e Bellare, 2004).UHMWPE ha basso attrito, elevata resistenza all'usura, buona tenacità, altaforza d'impatto, elevata resistenza agli agenti chimici corrosivi, eccellente biocompatibilità e basso costo.
UHMWPE è stato utilizzato clinicamente ingiunto impiantida oltre 40 anni, in particolare come rivestimento articolare nelle protesi totali dell'anca e inserto tibiale nelle sostituzioni totali del ginocchio.Nel 1962, l'UHMWPE è stato utilizzato per la prima volta come componente acetabolare ed è diventato il dominantemateriali portantiin sostituzioni totali dell’anca a partire dagli anni ’70.Tuttavia, l’usura dell’UHMWPE a contatto con componenti più duri in metallo o ceramica rappresentava un grave problema in ortopedia negli anni ’80, principalmente a causa del continuo riorientamento delle catene polimeriche.I detriti da usura possono indurreosteolisiportando all’allentamento degli impianti e all’indebolimento della struttura ossea.
Alla fine degli anni '90 si è verificato un importante passo avanti nello sviluppo dell'UHMWPE altamente reticolato.La reticolazione dell'UHMWPE è ampiamente implementata radicalizzando le catene laterali con radiazioni comeraggi gamma,fascio di elettroni, o sostanze chimiche come il perossido per migliorare la resistenza all'usura a causa della ridotta mobilità delle catene polimeriche dopo la reticolazione (Lewis, 2001).Per migliorare ilossidazioneresistenza, l'UHMWPE reticolato è trattato termicamente.L'UHMWPE altamente reticolato è stato utilizzato con successo nei carichiarticolazionie diventa lo standard nelle sostituzioni totali dell'anca.
Prima dell'impianto, gli impianti ortopedici vengono generalmente sterilizzati mediante irradiazione gamma nell'aria ambiente.I raggi gamma inducono la formazione di radicali liberi attraverso la scissione della catena.Dopo l'irradiazione gamma, i radicali liberi possono ancora esistere nel polimero e reagire con le specie O disponibili durante la conservazione o indurre in vivo un'ossidazione dannosa dell'UHMWPE (Premnath et al., 1996).Sebbene l'UHMWPE altamente reticolato abbia una maggiore resistenza all'usura, altre proprietà come la duttilità,resistenza alla frattura, resistenza alla fatica eresistenza alla trazionepuò essere compromesso dall'irradiazione gamma (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Metodi non ionizzanti come la sterilizzazione utilizzando gas ossido di etilene oplasma gassosoemergono, e dopo la reticolazione sono stati condotti anche alcuni trattamenti di stabilizzazione per eliminare l'influenza deleteria menzionata in precedenza (Kurtz et al., 1999).L'antiossidantevitamina Eè anche incorporato nell'UHMWPE reticolato per sopprimere l'ossidazione reagendo con i radicali liberi (Bracco e Oral, 2011).
Non esiste ancora una storia clinica dei componenti di sostituzione articolare, anche se la vitamina E mostra sicurezza e biocompatibilità.Pertanto, sono desiderabili metodi per migliorare la resistenza all'usura senza compromettere altre proprietà essenziali dell'UHMWPE e un'applicazione clinica a lungo termine per l'UHMWPE inapplicazioni ortopediche.
Orario di pubblicazione: 26 giugno 2023
