Надвисокомолекулярний поліетилен
Weihong Jin, Paul K. Chu, inЕнциклопедія біомедичної інженерії, 2019 рік
UHMWPEє лінійнимполіолефінз повторюваною одиницею − CH2CH2 −.Медичного класу UHMWPE має довгі ланцюги змолекулярна маса2 × 106–6 × 106 г моль− 1 і становить aнапівкристалічний полімерз набором упорядкованих областей, вбудованих у невпорядковануаморфна фаза(Turell і Bellare, 2004).UHMWPE має низьке тертя, високу зносостійкість, хорошу в'язкість, високуударна міцність, висока стійкість до корозійних хімікатів, відмінна біосумісність і низька вартість.
UHMWPE використовувався клінічно всуглоб імплантипротягом понад 40 років, зокрема як суглобовий вкладиш при повній заміні кульшового суглоба та гомілкової вставки при повній заміні колінного суглоба.У 1962 році UHMWPE вперше був використаний як компонент вертлюжної западини і став домінуючимпідшипникові матеріалиу тотальній заміні кульшового суглоба з 1970-х років.Проте зношування UHMWPE при контакті з більш твердими компонентами, виготовленими з металів або кераміки, було основною проблемою в ортопедії в 1980-х роках, головним чином через постійну переорієнтацію полімерних ланцюгів.Уламки зносу можуть викликатиостеолізщо призводить до розхитування імплантів і ослаблення кісткової структури.
Наприкінці 1990-х років стався значний прорив у розробці високозшитого UHMWPE.Перехресне зшивання UHMWPE широко реалізується шляхом радикалізації бічних ланцюгів за допомогою такого випромінювання, якгамма-промінь,електронний промінь, або хімічні речовини, такі як пероксид, для покращення зносостійкості через зниження рухливості полімерних ланцюгів після зшивання (Lewis, 2001).Щоб покращитиокисленнястійкість, зшитий UHMWPE термічно оброблений.Сильно зшитий UHMWPE успішно використовувався для несіння навантаженьсуглобіві стає стандартом у тотальній заміні кульшового суглоба.
Перед імплантацією ортопедичні імплантати зазвичай стерилізують гамма-випромінюванням в навколишньому повітрі.Гамма-випромінювання викликає утворення вільних радикалів через розщеплення ланцюга.Після гамма-опромінення вільні радикали все ще можуть існувати в полімері та реагувати з доступними формами O під час зберігання або in vivo викликати шкідливе окислення UHMWPE (Premnath et al., 1996).Незважаючи на те, що високозшитий UHMWPE має підвищену зносостійкість, інші властивості, такі як пластичність,в'язкість руйнування, стійкість до втоми таміцність на розривможе бути порушено гамма-опроміненням (Lewis, 2001; Premnath et al., 1996).
Неіонізуючі методи, такі як стерилізація за допомогою газоподібного етиленоксиду абогазова плазмапісля зшивання також було проведено деяку стабілізаційну обробку для усунення шкідливого впливу, згаданого раніше (Kurtz та ін., 1999).Антиоксидантвітамін Етакож включено до зшитого UHMWPE для придушення окислення шляхом реакції з вільними радикалами (Bracco and Oral, 2011).
Досі немає клінічної історії компонентів для заміни суглобів, хоча вітамін Е демонструє безпеку та біосумісність.Таким чином, бажані методи підвищення зносостійкості без погіршення будь-яких інших важливих властивостей UHMWPE і довгострокового клінічного застосування UHMWPE вортопедичні програми.
Час публікації: 26 червня 2023 р
