Analisi di espianti di polietilene reticolato e convenzionale

Per molti anni, l'irradiazione gamma nell'aria è stata un metodo comune per la sterilizzazione terminale di materiali in polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE) utilizzati per la sostituzione articolare. Un fortuito sottoprodotto della sterilizzazione con raggi gamma era la reticolazione del polimero che tendeva a migliorare le prestazioni di usura del polietilene. Durante gli anni '90, tuttavia, la comunità ortopedica si rese conto che l'irradiazione gamma creava radicali liberi all'interno del polietilene, rendendo il materiale suscettibile alla degradazione ossidativa. In considerazione di questo effetto potenzialmente deleterio, sono stati sviluppati metodi di sterilizzazione terminale che utilizzano trattamenti superficiali chimici per evitare la formazione di radicali liberi. Per indurre la reticolazione del polietilene senza radicali liberi residui, i produttori hanno anche sviluppato metodi per reticolare il polietilene seguiti da trattamenti termici per eliminare i radicali liberi. Questi materiali reticolati sono stati introdotti durante l'ultima parte degli anni '90 e gli studi sui risultati clinici tra i pazienti sottoposti a sostituzione dell'anca hanno dimostrato un'usura notevolmente ridotta ai primi intervalli di follow-up sulla base di misurazioni radiografiche. Tuttavia, le prestazioni a lungo termine del polietilene reticolato non sono note e alcuni ricercatori hanno espresso preoccupazioni relative alla degradazione in vivo. Inoltre, alcuni componenti UHMWPE reticolati hanno mostrato alti livelli di ossidazione e scissione della catena dopo la rimozione dai pazienti e la conservazione all'aria. Tra questi impianti, non è noto se l'ossidazione e la scissione della catena si siano verificate durante l'impianto o dopo che il polietilene è stato rimosso dal paziente.

Questo studio caratterizzerà le proprietà del materiale dei rivestimenti in polietilene recuperati da pazienti sottoposti a sostituzione dell'anca. La popolazione in studio includerà rivestimenti UHMWPE reticolati e convenzionali che sono stati sterilizzati terminalmente senza l'uso di radiazioni. Per quantificare i potenziali effetti dei diversi metodi di conservazione, saranno inclusi nella popolazione dello studio i liner che sono stati confezionati sottovuoto e congelati dopo il recupero e altri che sono stati conservati a temperatura ambiente con accesso alla luce e all'aria ambiente dopo l'espianto. Le tecniche di analisi includeranno la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR), il calorimetro a scansione differenziale (DSC) e le misurazioni della densità di reticolazione. Le misurazioni della densità di reticolazione saranno valutate in funzione della distanza dalla superficie articolare e dal bordo dell'impianto. Verranno valutati anche i contenuti di gel e idroperossidi. L'obiettivo dell'analisi è comprendere meglio i cambiamenti nelle proprietà del materiale in polietilene che si verificano in vivo ed ex vivo.