Ultrahigh-Molecular-Weight Polyethylene
Weihong Jin, Paul K. Chu, saEncyclopedia ng Biomedical Engineering, 2019
UHMWPEay isang linearpolyolefinna may paulit-ulit na yunit ng − CH2CH2 −.Ang medikal-grade UHMWPE ay may mahabang kadena na may amolekular na masang 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 at ay asemikristal na polimerna may isang hanay ng mga nakaayos na rehiyon na naka-embed sa isang hindi maayosamorphous phase(Turell at Bellare, 2004).Ang UHMWPE ay may mababang friction, mataas na wear resistance, magandang tigas, mataaslakas ng epekto, mataas na pagtutol sa mga kinakaing kemikal, mahusay na biocompatibility, at mababang gastos.
Ang UHMWPE ay ginamit nang klinikal samagkadugtong mga implantpara sa higit sa 40 taon, lalo na bilang isang articular liner sa isang kabuuang pagpapalit ng balakang at tibial insert sa kabuuang pagpapalit ng tuhod.Noong 1962, ang UHMWPE ay unang ginamit bilang mga bahagi ng acetabular at naging nangingibabawmga materyales sa tindigsa kabuuang pagpapalit ng balakang mula noong 1970s.Gayunpaman, ang pagsusuot ng UHMWPE sa pakikipag-ugnay sa mas mahirap na mga bahagi na gawa sa mga metal o keramika ay isang pangunahing problema sa orthopedics noong 1980s higit sa lahat dahil sa patuloy na reorientation ng mga polymer chain.Ang mga labi ng pagsusuot ay maaaring magbuodosteolysishumahantong sa pagluwag ng mga implant at pagpapahina ng istraktura ng buto.
Nagkaroon ng malaking tagumpay sa pagbuo ng mataas na cross-linked na UHMWPE noong huling bahagi ng 1990s.Ang cross-linking ng UHMWPE ay malawakang ipinapatupad sa pamamagitan ng radicalizing ang mga side chain na may radiation tulad ngGamma ray,sinag ng elektron, o mga kemikal tulad ng peroxide upang mapabuti ang wear resistance dahil sa pagbaba ng mobility ng polymer chain pagkatapos ng cross-linking (Lewis, 2001).Upang mapabuti angoksihenasyonpaglaban, ang cross-linked na UHMWPE ay thermally treated.Ang mataas na cross-linked na UHMWPE ay matagumpay na nagamit sa load-bearingmga kasukasuanat nagiging pamantayan sa kabuuang pagpapalit ng balakang.
Bago ang pagtatanim, ang mga orthopedic implant ay karaniwang isterilisado ng gamma irradiation sa ambient air.Ang gamma ray ay nag-uudyok sa pagbuo ng mga libreng radical sa pamamagitan ng chain cleavage.Matapos ang pag-iilaw ng gamma, ang mga libreng radikal ay maaari pa ring umiral sa polimer at tumugon sa magagamit na mga species ng O sa panahon ng pag-iimbak o sa vivo ay nag-udyok ng nakapipinsalang oksihenasyon ng UHMWPE (Premnath et al., 1996).Bagama't pinahusay ng mataas na cross-linked na UHMWPE ang wear resistance, iba pang mga katangian tulad ng ductility,tibay ng bali, paglaban sa pagkapagod, atlakas ng makunatmaaaring makompromiso ng gamma irradiation (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Nonionizing method tulad ng sterilization gamit ang ethylene oxide gas ogas plasmalumitaw, at ang ilang paggamot sa pagpapapanatag ay isinagawa din pagkatapos ng cross-linking upang maalis ang hindi kanais-nais na impluwensya na nabanggit kanina (Kurtz et al., 1999).Ang antioxidantbitamina Eay isinama din sa cross-linked na UHMWPE upang sugpuin ang oksihenasyon sa pamamagitan ng pagtugon sa mga libreng radikal (Bracco at Oral, 2011).
Wala pa ring klinikal na kasaysayan sa magkasanib na kapalit na mga bahagi kahit na ang bitamina E ay nagpapakita ng kaligtasan at biocompatibility.Samakatuwid, ang mga pamamaraan upang mapahusay ang paglaban sa pagsusuot nang hindi pinipinsala ang anumang iba pang mahahalagang katangian ng UHMWPE at pangmatagalang klinikal na aplikasyon ay ninanais para sa UHMWPE samga aplikasyon ng orthopedic.
Oras ng post: Hun-26-2023
