Polyethyleen met ultrahoog moleculair gewicht
Weihong Jin, Paul K. Chu, inEncyclopedie van biomedische technologie, 2019
UHMWPEis lineairpolyolefinemet een herhalende eenheid van − CH2CH2 −.UHMWPE van medische kwaliteit heeft lange ketens met eenmoleculaire massavan 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 en is asemikristallijn polymeermet een reeks geordende regio's ingebed in een ongeordend geheelamorfe fase(Turell en Bellare, 2004).UHMWPE heeft lage wrijving, hoge slijtvastheid, goede taaiheid, hoogslagsterkte, hoge weerstand tegen corrosieve chemicaliën, uitstekende biocompatibiliteit en lage kosten.
UHMWPE is klinisch gebruiktgewricht implantatenal meer dan 40 jaar, vooral als gewrichtsvoering bij totale heupvervangingen en tibiaal inzetstuk bij totale knievervangingen.In 1962 werd UHMWPE voor het eerst gebruikt als acetabulumcomponent en is het dominant gewordendragende materialentotale heupprothesen sinds de jaren zeventig.De slijtage van UHMWPE in contact met hardere componenten gemaakt van metaal of keramiek was echter een groot probleem in de orthopedie in de jaren tachtig, voornamelijk als gevolg van de voortdurende heroriëntatie van de polymeerketens.Het slijtageafval kan dit veroorzakenosteolysewat leidt tot het losraken van implantaten en verzwakking van de botstructuur.
Eind jaren negentig was er een grote doorbraak in de ontwikkeling van sterk verknoopt UHMWPE.Verknoping van UHMWPE wordt op grote schaal geïmplementeerd door de zijketens te radicaliseren met straling zoalsGamma-straal,elektronenbundelof chemicaliën zoals peroxide om de slijtvastheid te verbeteren als gevolg van de verminderde mobiliteit van de polymeerketens na verknoping (Lewis, 2001).Om te verbeterenoxidatieweerstand, wordt het verknoopte UHMWPE thermisch behandeld.Sterk verknoopt UHMWPE is met succes gebruikt bij het dragen van lastengewrichtenen wordt de standaard bij totale heupvervangingen.
Voorafgaand aan implantatie worden orthopedische implantaten doorgaans gesteriliseerd door gammastraling in omgevingslucht.Gammastraling induceert de vorming van vrije radicalen door ketensplitsing.Na gammabestraling kunnen er nog steeds vrije radicalen in het polymeer voorkomen en reageren met beschikbare O-soorten tijdens opslag of in vivo schadelijke oxidatie van UHMWPE veroorzaken (Premnath et al., 1996).Hoewel sterk verknoopt UHMWPE een verbeterde slijtvastheid heeft, zijn andere eigenschappen, zoals de ductiliteit,breuktaaiheid, weerstand tegen vermoeidheid, entreksterktekan worden aangetast door gammastraling (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Niet-ioniserende methoden zoals sterilisatie met behulp van ethyleenoxidegas ofgasplasmakomen naar voren, en er is ook enige stabilisatiebehandeling uitgevoerd na verknoping om de eerder genoemde schadelijke invloed te elimineren (Kurtz et al., 1999).De antioxidantvitamine Ewordt ook opgenomen in verknoopt UHMWPE om oxidatie te onderdrukken door te reageren met vrije radicalen (Bracco en Oral, 2011).
Er is nog steeds geen klinische geschiedenis van gewrichtsvervangende componenten, ook al vertoont vitamine E veiligheid en biocompatibiliteit.Daarom zijn methoden om de slijtvastheid te verbeteren zonder afbreuk te doen aan andere essentiële eigenschappen van UHMWPE en klinische toepassing op lange termijn gewenst voor UHMWPE inorthopedische toepassingen.
Posttijd: 26 juni 2023
