Vitamin E-diffundierte, hochvernetzte Polyethylen-Einlage

Die erste Generation des modernen hochvernetzten Polyethylens (XLPE) wurde 1998 klinisch eingeführt und ist in den meisten Ländern zum Standard als Gleitfläche in der Hüfttotalendoprothetik geworden. Studien mit diesen Materialien haben im Vergleich zu gammasterilisiertem herkömmlichem Polyethylen eine signifikant verringerte Femurkopfpenetration gezeigt.

Thermisches Behandeln (Schmelzen oder Tempern) ist oft ein Teil des Herstellungsprozesses von hochvernetzten Polyethylenen. Das Polyethylen wird einer Bestrahlung ausgesetzt, um eine Vernetzung zu erreichen und die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Die Vernetzung durch Bestrahlung erhöht die Menge an freien Radikalen im Material. Diese Radikale müssen eliminiert oder stabilisiert werden, um einen oxidativen Abbau im Laufe der Zeit zu vermeiden. Eine thermische Behandlung verbessert die Oxidationsbeständigkeit, verändert jedoch möglicherweise die mechanischen Eigenschaften des Polyethylens.

Durch Glühen, d. h. Wärmebehandlung bei Schmelztemperatur, behält das Material bessere mechanische Eigenschaften bei, aber die Eliminierung freier Radikale ist suboptimal, was in vivo zu Oxidation führen kann restliche freie Radikale. Dies erhöht die Oxidationsbeständigkeit, beeinflusst jedoch die mechanischen Eigenschaften des Materials negativ.

Aufgrund dieser Beschränkungen wurden neue Generationen von vernetzten Polyethylenmaterialien entwickelt. Das Einbringen von Vitamin E (α-Tocopherol), einem natürlichen Antioxidans, in das Material verhindert oxidativen Abbau und stabilisiert die in bestrahltem Polyethylen-Kunststoff enthaltenen freien Radikale. In Labortests haben Polyethylen-Auskleidungen mit eingearbeitetem Vitamin E im Vergleich zu vernetztem Polyethylen der ersten Generation einen ähnlichen Verschleiß, eine höhere Festigkeit und eine bessere Oxidationsbeständigkeit gezeigt. Derzeit liegen nur Laborstudien zu mit Vitamin E diffundiertem Polyethylen vor.

Die Hypothese in dieser Studie ist, dass der frühzeitige Verschleiß von E-XLPE gering und vergleichbar mit einem wärmebehandelten XLPE ist. Die Forscher gehen auch davon aus, dass die Implantatfixierung und das klinische Ergebnis nach zwei Jahren durch die Wahl des Polyethylens nicht beeinflusst werden.

Die Untersucher bewerteten daher das frühe Einbetten und den Verschleiß in einer zementfreien Arthroplastik, die mit Linern aus mit Vitamin E diffusionsdotiertem XLPE (E1®, Biomet, Warschau, IN, USA) versorgt wurde. In der Kontrollgruppe verwendeten die Forscher die gleiche unzementierte Hüftprothese mit Polyethylen-Einlagen, die hergestellt wurden, um ein hohes Maß an Vernetzung zu erreichen, ohne die mechanische Festigkeit zu opfern und restliche freie Radikale auszulöschen (ArComXL®, Biomet, Warzaw, IN, USA).