โพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ
เหวยหง จิน, พอล เค. ชู, อินสารานุกรมวิศวกรรมชีวการแพทย์, 2019
UHMWPEเป็นเส้นตรงโพลีโอเลฟินโดยมีหน่วยซ้ำเป็น − CH2CH2 −UHMWPE เกรดทางการแพทย์มีโซ่ยาวที่มีมวลโมเลกุลของ 2 × 106–6 × 106 g โมล− 1 และคือ aพอลิเมอร์กึ่งผลึกโดยมีชุดของเขตสั่งฝังอยู่ในความไม่เป็นระเบียบเฟสอสัณฐาน(ทูเรลและเบลลาเร, 2004)UHMWPE มีแรงเสียดทานต่ำ ทนต่อการสึกหรอสูง มีความเหนียวดี สูงแรงกระแทกทนทานต่อสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เข้ากันได้ทางชีวภาพดีเยี่ยม และต้นทุนต่ำ
UHMWPE ถูกนำมาใช้ทางคลินิกในข้อต่อ รากฟันเทียมเป็นเวลากว่า 40 ปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะข้อต่อในการเปลี่ยนข้อสะโพกและการใส่กระดูกหน้าแข้งในการเปลี่ยนข้อเข่าทั้งหมดในปี พ.ศ. 2505 UHMWPE ถูกใช้ครั้งแรกเป็นส่วนประกอบอะซิตาบูล และได้กลายเป็นส่วนประกอบที่โดดเด่นวัสดุแบริ่งในการเปลี่ยนข้อสะโพกทั้งหมดนับตั้งแต่ปี 1970อย่างไรก็ตาม การสึกหรอของ UHMWPE เมื่อสัมผัสกับส่วนประกอบที่แข็งกว่าซึ่งทำจากโลหะหรือเซรามิกเป็นปัญหาสำคัญในด้านกระดูกและข้อในช่วงทศวรรษปี 1980 โดยมีสาเหตุหลักมาจากการปรับแนวโซ่โพลีเมอร์ใหม่อย่างต่อเนื่องเศษสึกหรออาจกระตุ้นให้เกิดโรคกระดูกพรุนนำไปสู่การคลายตัวของรากฟันเทียมและโครงสร้างกระดูกอ่อนตัวลง
มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนา UHMWPE ที่มีการเชื่อมโยงข้ามในระดับสูงในช่วงปลายทศวรรษ 1990การเชื่อมโยงข้ามของ UHMWPE ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางโดยการทำให้โซ่ด้านข้างรุนแรงขึ้นด้วยการแผ่รังสี เช่นรังสีแกมม่า,ลำแสงอิเล็กตรอนหรือสารเคมี เช่น เปอร์ออกไซด์ เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโซ่โพลีเมอร์ลดลงหลังจากการเชื่อมโยงข้าม (Lewis, 2001)เพื่อปรับปรุงออกซิเดชันความต้านทาน UHMWPE แบบ cross-linked ได้รับการบำบัดด้วยความร้อนUHMWPE ที่มีการเชื่อมโยงข้ามสูงได้ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการรับน้ำหนักข้อต่อและกลายเป็นมาตรฐานในการเปลี่ยนข้อสะโพกทั้งหมด
ก่อนการฝังรากฟันเทียม โดยทั่วไปการปลูกถ่ายกระดูกจะถูกฆ่าเชื้อโดยการฉายรังสีแกมมาในอากาศโดยรอบรังสีแกมมากระตุ้นการก่อตัวของอนุมูลอิสระผ่านทางความแตกแยกของสายโซ่หลังจากการฉายรังสีแกมมา อนุมูลอิสระอาจยังคงอยู่ในโพลีเมอร์และทำปฏิกิริยากับสายพันธุ์ O ที่มีอยู่ระหว่างการเก็บรักษาหรือกระตุ้นให้เกิดออกซิเดชันที่เป็นอันตรายใน UHMWPE (Premnath et al., 1996)แม้ว่า UHMWPE ที่มีการเชื่อมโยงข้ามในระดับสูงจะช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ แต่คุณสมบัติอื่นๆ เช่น ความเหนียวความเหนียวแตกหักต้านทานความเมื่อยล้า และแรงดึงอาจได้รับผลกระทบจากการฉายรังสีแกมมา (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996)
วิธีการไม่ก่อให้เกิดไอออน เช่น การฆ่าเชื้อโดยใช้ก๊าซเอทิลีนออกไซด์ หรือพลาสมาแก๊สและการรักษาเสถียรภาพบางอย่างได้ดำเนินการหลังจากการเชื่อมโยงข้ามเพื่อกำจัดอิทธิพลที่เป็นอันตรายที่กล่าวถึงข้างต้น (Kurtz et al., 1999)สารต้านอนุมูลอิสระวิตามินอียังรวมอยู่ใน UHMWPE แบบ cross-linked เพื่อยับยั้งการเกิดออกซิเดชันโดยทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระ (Bracco และ Oral, 2011)
ยังไม่มีประวัติทางคลินิกเกี่ยวกับส่วนประกอบทดแทนข้อต่อ แม้ว่าวิตามินอีจะแสดงถึงความปลอดภัยและความเข้ากันได้ทางชีวภาพก็ตามดังนั้นจึงต้องการวิธีการเพิ่มความต้านทานการสึกหรอโดยไม่ทำให้คุณสมบัติที่สำคัญอื่น ๆ ของ UHMWPE และการใช้งานทางคลินิกในระยะยาวเป็นที่ต้องการสำหรับ UHMWPEการใช้งานเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก.
เวลาโพสต์: 26 มิ.ย.-2023
