Polietilena Berat-Molekul Ultratinggi
Weihong Jin, Paul K. Chu, dalamEnsiklopedia Kejuruteraan Bioperubatan, 2019
UHMWPEadalah linearpoliolefindengan unit berulang − CH2CH2 −.UHMWPE gred perubatan mempunyai rantai panjang dengan ajisim molekuldaripada 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 dan ialah apolimer separa kristaldengan satu set kawasan tersusun tertanam dalam bercelarufasa amorfus(Turell dan Bellare, 2004).UHMWPE mempunyai geseran rendah, rintangan haus yang tinggi, keliatan yang baik, tinggikekuatan impak, rintangan yang tinggi terhadap bahan kimia yang menghakis, biokompatibiliti yang sangat baik, dan kos yang rendah.
UHMWPE telah digunakan secara klinikal dalamsendi implanselama lebih 40 tahun, terutamanya sebagai pelapik artikular dalam penggantian pinggul total dan sisipan tibial dalam penggantian lutut total.Pada tahun 1962, UHMWPE pertama kali digunakan sebagai komponen asetabular dan telah menjadi yang dominanbahan galasdalam jumlah penggantian pinggul sejak 1970-an.Walau bagaimanapun, haus UHMWPE yang bersentuhan dengan komponen keras yang diperbuat daripada logam atau seramik merupakan masalah utama dalam ortopedik pada tahun 1980-an terutamanya disebabkan oleh orientasi semula berterusan rantai polimer.Serpihan haus boleh menyebabkanosteolisismembawa kepada melonggarkan implan dan melemahkan struktur tulang.
Terdapat satu kejayaan besar dalam pembangunan UHMWPE yang sangat berkaitan silang pada akhir 1990-an.Pautan silang UHMWPE dilaksanakan secara meluas dengan meradikalkan rantai sisi dengan sinaran sepertisinar gamma,pancaran elektron, atau bahan kimia seperti peroksida untuk meningkatkan rintangan haus disebabkan oleh penurunan mobiliti rantai polimer selepas penghubung silang (Lewis, 2001).Untuk menambah baikpengoksidaanrintangan, UHMWPE bersilang dirawat secara terma.UHMWPE berpaut tinggi telah berjaya digunakan dalam galas bebansendidan menjadi standard dalam jumlah penggantian pinggul.
Sebelum implantasi, implan ortopedik biasanya disterilkan dengan penyinaran gamma dalam udara ambien.Sinar gamma mendorong pembentukan radikal bebas melalui pembelahan rantai.Selepas penyinaran gamma, radikal bebas mungkin masih wujud dalam polimer dan bertindak balas dengan spesies O yang tersedia semasa penyimpanan atau in vivo mendorong pengoksidaan yang memudaratkan UHMWPE (Premnath et al., 1996).Walaupun UHMWPE yang sangat berkait silang telah meningkatkan rintangan haus, sifat lain seperti kemuluran,keliatan patah tulang, rintangan keletihan, dankekuatan teganganmungkin terjejas oleh penyinaran gamma (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Kaedah penyahionan seperti pensterilan menggunakan gas etilena oksida atauplasma gasmuncul, dan beberapa rawatan penstabilan juga telah dijalankan selepas pautan silang untuk menghapuskan pengaruh yang merosakkan yang dinyatakan sebelum ini (Kurtz et al., 1999).Antioksidanvitamin Ejuga dimasukkan ke dalam UHMWPE berkait silang untuk menyekat pengoksidaan dengan bertindak balas dengan radikal bebas (Bracco dan Oral, 2011).
Masih tiada sejarah klinikal dalam komponen penggantian sendi walaupun vitamin E mempamerkan keselamatan dan biokompatibiliti.Oleh itu, kaedah untuk meningkatkan rintangan haus tanpa menjejaskan sebarang sifat penting lain UHMWPE dan aplikasi klinikal jangka panjang dikehendaki untuk UHMWPE dalamaplikasi ortopedik.
Masa siaran: Jun-26-2023
