Ultrahögmolekylär polyeten
Weihong Jin, Paul K. Chu, inEncyclopedia of Biomedical Engineering, 2019
UHMWPEär en linjärpolyolefinmed en repeterande enhet av − CH2CH2 −.Medicinsk kvalitet UHMWPE har långa kedjor med enmolekylär massapå 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 och är ensemikristallin polymermed en uppsättning ordnade regioner inbäddade i en oordnadamorf fas(Turell och Bellare, 2004).UHMWPE har låg friktion, hög slitstyrka, god seghet, högslaghållfasthet, hög motståndskraft mot frätande kemikalier, utmärkt biokompatibilitet och låg kostnad.
UHMWPE har använts kliniskt igemensam implantati över 40 år, särskilt som ledfoder vid totala höftproteser och tibialinlägg vid totala knäproteser.1962 användes UHMWPE först som acetabulära komponenter och har blivit den dominerandelagermateriali totala höftproteser sedan 1970-talet.Emellertid var slitaget av UHMWPE i kontakt med hårdare komponenter gjorda av metaller eller keramik ett stort problem inom ortopedi på 1980-talet, främst på grund av kontinuerlig omorientering av polymerkedjorna.Slitageskräpet kan orsakaosteolysleder till att implantaten lossnar och benstrukturen försvagas.
Det var ett stort genombrott i utvecklingen av starkt tvärbunden UHMWPE i slutet av 1990-talet.Tvärbindning av UHMWPE implementeras brett genom att radikalisera sidokedjorna med strålning som t.ex.gammastråle,elektronstråle, eller kemikalier som peroxid för att förbättra slitstyrkan på grund av den minskade rörligheten hos polymerkedjorna efter tvärbindning (Lewis, 2001).För att förbättraoxidationmotstånd, den tvärbundna UHMWPE värmebehandlas.Mycket tvärbunden UHMWPE har framgångsrikt använts i lastbärandefogaroch blir standarden inom totala höftproteser.
Före implantation steriliseras ortopediska implantat i allmänhet genom gammastrålning i omgivande luft.Gammastrålning inducerar bildandet av fria radikaler genom kedjeklyvning.Efter gammabestrålning kan fria radikaler fortfarande existera i polymeren och reagera med tillgängliga O-species under lagring eller in vivo inducera skadlig oxidation av UHMWPE (Premnath et al., 1996).Även om starkt tvärbunden UHMWPE har förbättrat slitstyrkan, har andra egenskaper såsom duktiliteten,brottseghet, utmattningsmotstånd ochbrottgränskan äventyras av gammastrålning (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Nonjoniserande metoder som sterilisering med etylenoxidgas ellergasplasmauppstår, och viss stabiliseringsbehandling har också utförts efter tvärbindning för att eliminera den skadliga påverkan som nämnts tidigare (Kurtz et al., 1999).Antioxidantenvitamin Eär också införlivat i tvärbunden UHMWPE för att undertrycka oxidation genom att reagera med fria radikaler (Bracco och Oral, 2011).
Det finns fortfarande ingen klinisk historia med ledersättningskomponenter även om vitamin E uppvisar säkerhet och biokompatibilitet.Därför önskas metoder för att förbättra slitstyrkan utan att försämra några andra väsentliga egenskaper hos UHMWPE och långvarig klinisk tillämpning för UHMWPE iortopediska tillämpningar.
Posttid: 2023-jun-26
