Polyethylene trọng lượng phân tử siêu cao
Weihong Jin, Paul K. Chu, trongBách khoa toàn thư về kỹ thuật y sinh, 2019
UHMWPElà một tuyến tínhpolyolefinvới đơn vị lặp lại là −CH2CH2 −.UHMWPE cấp y tế có chuỗi dài vớikhối lượng phân tửcó kích thước 2 × 106–6 × 106 g mol− 1 và là mộtpolyme bán tinh thểvới một tập hợp các vùng có trật tự được nhúng vào một cách không có trật tựpha vô định hình(Turell và Bellare, 2004).UHMWPE có độ ma sát thấp, khả năng chống mài mòn cao, độ dẻo dai tốt, độ bền caosức mạnh tác động, khả năng chống lại các hóa chất ăn mòn cao, khả năng tương thích sinh học tuyệt vời và chi phí thấp.
UHMWPE đã được sử dụng lâm sàng ởchung cấy ghéptrong hơn 40 năm, đặc biệt là tấm lót khớp trong các ca thay khớp háng toàn phần và miếng chèn xương chày trong các ca thay khớp gối toàn phần.Năm 1962, UHMWPE lần đầu tiên được sử dụng làm thành phần ổ cối và đã trở thành thành phần chiếm ưu thếvật liệu chịu lựctrong tổng số ca thay khớp háng kể từ những năm 1970.Tuy nhiên, sự hao mòn của UHMWPE khi tiếp xúc với các thành phần cứng hơn làm bằng kim loại hoặc gốm sứ là một vấn đề lớn trong chỉnh hình vào những năm 1980, chủ yếu là do sự định hướng lại liên tục của chuỗi polyme.Các mảnh vụn mài mòn có thể gây rasự tiêu xươngdẫn đến nới lỏng vật cấy ghép và làm suy yếu cấu trúc xương.
Có một bước đột phá lớn trong việc phát triển UHMWPE có tính liên kết chéo cao vào cuối những năm 1990.Liên kết ngang của UHMWPE được triển khai rộng rãi bằng cách triệt để các chuỗi bên có bức xạ nhưtia gamma,chùm tia điện tửhoặc các hóa chất như peroxide để cải thiện khả năng chống mài mòn do tính di động của chuỗi polymer giảm sau khi liên kết ngang (Lewis, 2001).Để cải thiệnQuá trình oxy hóađiện trở, UHMWPE liên kết ngang được xử lý nhiệt.UHMWPE liên kết chéo cao đã được sử dụng thành công trong lĩnh vực chịu tảikhớpvà trở thành tiêu chuẩn trong thay khớp háng toàn phần.
Trước khi cấy ghép, các thiết bị cấy ghép chỉnh hình thường được khử trùng bằng bức xạ gamma trong không khí xung quanh.Tia gamma gây ra sự hình thành các gốc tự do thông qua sự phân cắt chuỗi.Sau khi chiếu xạ gamma, các gốc tự do vẫn có thể tồn tại trong polyme và phản ứng với các loại O có sẵn trong quá trình bảo quản hoặc gây ra quá trình oxy hóa có hại cho UHMWPE (Premnath và cộng sự, 1996).Mặc dù UHMWPE có liên kết ngang cao có khả năng chống mài mòn được tăng cường nhưng các đặc tính khác như độ dẻo,độ dẻo dai gãy xương, khả năng chống mỏi vàsức căngcó thể bị ảnh hưởng bởi bức xạ gamma (Lewis, 2001; Premnath và cộng sự, 1996).
Các phương pháp không ion hóa như khử trùng bằng khí ethylene oxit hoặckhí plasmaxuất hiện và một số biện pháp xử lý ổn định cũng đã được tiến hành sau khi liên kết ngang để loại bỏ ảnh hưởng có hại đã đề cập trước đó (Kurtz và cộng sự, 1999).Chất chống oxy hóavitamin Ecũng được tích hợp vào UHMWPE liên kết ngang để ngăn chặn quá trình oxy hóa bằng cách phản ứng với các gốc tự do (Bracco và Oral, 2011).
Vẫn chưa có tiền sử lâm sàng về các thành phần thay thế khớp mặc dù vitamin E cho thấy tính an toàn và tương thích sinh học.Do đó, các phương pháp nâng cao khả năng chống mài mòn mà không làm suy giảm bất kỳ đặc tính thiết yếu nào khác của UHMWPE và ứng dụng lâm sàng lâu dài là mong muốn của UHMWPE trongứng dụng chỉnh hình.
Thời gian đăng: 26/06/2023
