Analyse af tværbundne og konventionelle polyethyleneksplantater

I mange år var gamma-bestråling i luft en almindelig metode til terminal sterilisering af ultrahøj molekylvægt polyethylen (UHMWPE) materialer, der blev brugt til ledderstatning. Et serendipitalt biprodukt af sterilisering med gamma-bestråling var polymertværbinding, der havde tendens til at forbedre slidegenskaberne af polyethylen. I løbet af 1990'erne blev det ortopædiske samfund imidlertid opmærksomt på, at gamma-bestråling skabte frie radikaler i polyethylen, hvilket gør materialet modtageligt for oxidativ nedbrydning. I lyset af denne potentielt skadelige virkning blev der udviklet terminale steriliseringsmetoder ved hjælp af kemiske overfladebehandlinger for at undgå dannelse af frie radikaler. For at inducere polyethylen-tværbinding uden resterende frie radikaler udviklede producenter også metoder til at tværbinde polyethylenet efterfulgt af varmebehandlinger for at eliminere frie radikaler. Disse tværbundne materialer blev introduceret i den sidste del af 1990'erne, og kliniske udfaldsstudier blandt hofteprotesepatienter har vist væsentligt reduceret slid ved tidlige opfølgningsintervaller baseret på radiografiske målinger. Imidlertid er den langsigtede ydeevne af tværbundet polyethylen ukendt, og nogle efterforskere har udtrykt bekymring i forbindelse med in vivo-nedbrydning. Derudover har nogle tværbundne UHMWPE-komponenter vist høje niveauer af oxidation og kædespaltning efter fjernelse fra patienter og opbevaring i luft. Blandt disse implantater er det uvist, om oxidationen og kædespaltning skete under implantationen eller efter at polyethylenet blev fjernet fra patienten.

Denne undersøgelse vil karakterisere materialeegenskaberne af polyethylen liners hentet fra hofteprotesepatienter. Undersøgelsespopulationen vil omfatte tværbundne og konventionelle UHMWPE liners, der blev terminalt steriliseret uden brug af stråling. For at kvantificere de potentielle effekter af forskellige opbevaringsmetoder, vil liners, der blev vakuumpakket og frosset efter udtagning og andre, der blev opbevaret ved stuetemperatur med adgang til omgivende lys og luft efter eksplantation, blive inkluderet i undersøgelsespopulationen. Analyseteknikker vil omfatte Fourier Transform Infrarød Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimeter (DSC) og tværbindingsdensitetsmålinger. Tværbindingsdensitetsmålinger vil blive evalueret som en funktion af afstanden væk fra den artikulære overflade og implantatets rand. Gel- og hydroperoxidindhold vil også blive evalueret. Målet med analysen er bedre at forstå ændringerne i polyethylenmaterialeegenskaber, der forekommer in vivo og ex vivo.