Polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej
Weihong Jin, Paul K. Chu, wEncyklopedia inżynierii biomedycznej, 2019
UHMWPEjest liniowypoliolefinaz powtarzalną jednostką - CH2CH2 -.UHMWPE klasy medycznej ma długie łańcuchy o średnicy:masa cząsteczkowao masie 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 i wynosi apolimer półkrystalicznyze zbiorem uporządkowanych regionów osadzonych w nieuporządkowanymfaza amorficzna(Turell i Bellare, 2004).UHMWPE ma niskie tarcie, wysoką odporność na zużycie, dobrą wytrzymałość, wysokąsiła uderzenia, wysoka odporność na żrące chemikalia, doskonała biokompatybilność i niski koszt.
UHMWPE był stosowany klinicznie wwspólny implantyod ponad 40 lat, szczególnie jako wyściółka stawowa przy całkowitej endoprotezoplastyce stawu biodrowego oraz wkładka piszczelowa przy całkowitej endoprotezoplastyce stawu kolanowego.W 1962 roku po raz pierwszy zastosowano UHMWPE jako komponenty panewki i stał się on materiałem dominującymmateriały łożyskowecałkowitej endoprotezoplastyki stawu biodrowego od lat 70.Jednakże zużycie UHMWPE w kontakcie z twardszymi elementami wykonanymi z metali lub ceramiki było głównym problemem w ortopedii w latach 80., głównie ze względu na ciągłą reorientację łańcuchów polimerowych.Mogą powodować to pozostałości zużyciaosteolizaprowadzące do obluzowania implantów i osłabienia struktury kości.
Pod koniec lat 90. nastąpił znaczący przełom w rozwoju wysoce usieciowanego UHMWPE.Sieciowanie UHMWPE jest szeroko stosowane poprzez radykalizację łańcuchów bocznych za pomocą promieniowania, nppromieniowanie gamma,wiązka elektronówlub chemikalia, takie jak nadtlenki, w celu poprawy odporności na zużycie ze względu na zmniejszoną ruchliwość łańcuchów polimeru po usieciowaniu (Lewis, 2001).Poprawićutlenianieodporność, usieciowany UHMWPE jest poddawany obróbce termicznej.Wysoce usieciowany UHMWPE jest z powodzeniem stosowany w konstrukcjach nośnychstawyi staje się standardem w całkowitej endoprotezoplastyce stawu biodrowego.
Przed wszczepieniem implanty ortopedyczne są zazwyczaj sterylizowane promieniowaniem gamma w otaczającym powietrzu.Promieniowanie gamma indukuje powstawanie wolnych rodników poprzez rozszczepienie łańcucha.Po napromieniowaniu gamma wolne rodniki mogą nadal występować w polimerze i reagować z dostępnymi formami O podczas przechowywania lub in vivo powodować szkodliwe utlenianie UHMWPE (Premnath i in., 1996).Chociaż wysoce usieciowany UHMWPE ma zwiększoną odporność na zużycie, inne właściwości, takie jak ciągliwość,odporność na pękanie, odporność na zmęczenie iwytrzymałość na rozciąganiemoże zostać osłabione przez napromieniowanie gamma (Lewis, 2001; Premnath i in., 1996).
Metody niejonizujące, takie jak sterylizacja gazowym tlenkiem etylenu lubplazma gazowapo usieciowaniu przeprowadzono także pewną obróbkę stabilizującą, aby wyeliminować wspomniany wcześniej szkodliwy wpływ (Kurtz i in., 1999).Przeciwutleniaczwitamina Ejest również włączany do usieciowanego UHMWPE w celu tłumienia utleniania poprzez reakcję z wolnymi rodnikami (Bracco i Oral, 2011).
Nadal nie ma historii klinicznej dotyczącej komponentów endoprotez stawów, mimo że witamina E wykazuje bezpieczeństwo i biokompatybilność.Dlatego pożądane są metody zwiększania odporności na zużycie bez pogarszania jakichkolwiek innych istotnych właściwości UHMWPE i długoterminowego zastosowania klinicznego dla UHMWPE wzastosowania ortopedyczne.
Czas publikacji: 26 czerwca 2023 r
