架橋ポリエチレン外植片および従来のポリエチレン外植片の分析
UHMWPE 外植片の共同分析: 放射線とマラソンを使用しない従来の UHMWPE
調査の概要
状態
状態
条件
条件
介入・治療
介入・治療
詳細な説明
長年にわたり、関節置換術に使用される超高分子量ポリエチレン (UHMWPE) 材料の最終滅菌には、空気中でのガンマ線照射が一般的な方法でした。 ガンマ線照射による滅菌の偶然の副産物はポリマーの架橋であり、これによりポリエチレンの摩耗性能が向上する傾向がありました。 しかし、1990 年代に整形外科界は、ガンマ線照射によりポリエチレン内にフリーラジカルが生成され、材料が酸化劣化しやすくなることを認識するようになりました。 この潜在的な悪影響を考慮して、フリーラジカルの生成を避けるために、化学的表面処理を使用した最終滅菌方法が開発されました。 フリーラジカルを残さずにポリエチレンの架橋を誘導するために、製造業者はポリエチレンを架橋し、その後フリーラジカルを除去するための熱処理を行う方法も開発しました。 これらの架橋材料は 1990 年代後半に導入され、人工股関節置換術患者を対象とした臨床転帰研究では、X 線撮影測定に基づいて早期のフォローアップ間隔で摩耗が大幅に減少することが実証されました。 しかし、架橋ポリエチレンの長期的な性能は不明であり、一部の研究者は生体内での分解に関連する懸念を表明しています。 さらに、一部の架橋 UHMWPE コンポーネントは、患者から取り出して空気中で保管した後、高レベルの酸化と鎖切断を示しました。 これらのインプラントのうち、酸化と鎖の切断が移植中に起こったのか、それともポリエチレンが患者から除去された後に起こったのかは不明です。
この研究では、人工股関節置換術患者から採取したポリエチレンライナーの材料特性を特徴付ける予定です。 研究集団には、放射線を使用せずに最終滅菌された架橋されたUHMWPEライナーと従来のUHMWPEライナーが含まれます。 さまざまな保管方法の潜在的な影響を定量化するために、取り出し後に真空パックして冷凍されたライナーと、外植後に周囲光と空気にアクセスできる状態で室温で保管されたその他のライナーが研究対象集団に含まれます。 分析技術には、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR)、示差走査熱量計 (DSC)、架橋密度測定が含まれます。 架橋密度の測定値は、関節表面およびインプラントの縁からの距離の関数として評価されます。 ゲルとヒドロペルオキシドの含有量も評価されます。 分析の目的は、生体内および体外で起こるポリエチレン材料の特性の変化をよりよく理解することです。
研究の種類
研究の種類
入学 (予想される)
入学
連絡先と場所
研究場所
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Massachusetts
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Boston、Massachusetts、アメリカ、02114
- Orthopaedic Biomechanics and Biomaterials Laboratory at Massachusetts General Hospital
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Virginia
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Alexandria、Virginia、アメリカ、22306
- Anderson Orthopaedic Research Institute
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参加基準
適格基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
サンプリング方法
調査対象母集団
説明
包含基準:
- アンダーソン整形外科研究所が保管していた全股関節形成術用ライナーを回収
- 架橋ライナーまたは従来のライナーはガンマ線照射なしで最終滅菌済み
除外基準:
- ライナーはガンマ線照射で最終滅菌済み
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
グループ/コホートの数
コホートと介入
グループ/コホートグループ/コホート |
介入・治療介入・治療 |
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架橋ポリエチレンライナー
フリーラジカルを除去するために架橋および熱処理が施された関節置換術のポリエチレンライナー。
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患者の本来の股関節を、金属とポリエチレンの関節を備えた人工インプラントに置き換えます。
他の名前:
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従来のポリエチレンライナー
従来の UHMWPE から製造され、ガンマ線照射を含まない方法で最終滅菌された関節置換術のポリエチレンライナー。
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患者の本来の股関節を、金属とポリエチレンの関節を備えた人工インプラントに置き換えます。
他の名前:
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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酸化レベル
時間枠:生体内では平均5年
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ポリエチレンの酸化レベルは、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR) を使用して、関節表面および縁表面からの深さの関数として定量化されます。
ヘキサン前およびヘキサン後、および一酸化窒素 (NO) にさらされたヘキサン後の薄切片が分析されます。
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生体内では平均5年
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二次結果の測定
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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吸収された脂質
時間枠:生体内では平均5年
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吸収された脂質は、フーリエ変換赤外分光法 (FTIR) を使用してヘキサン抽出の前後でカルボニルのレベルを測定することによって評価されます。
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生体内では平均5年
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架橋密度
時間枠:生体内では平均5年
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架橋密度は、関節表面と同一平面上に切断された薄切片 (~300μm) に対して重量法を使用して評価されます。
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生体内では平均5年
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示差走査熱量計 (DSC)
時間枠:生体内では平均5年
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示差走査熱量計 (DSC) を使用して、1 回目と 2 回目の加熱、および 1 回目の冷却結晶化度、ピーク融解/結晶化点を測定します。
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生体内では平均5年
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ヒドロペルオキシド
時間枠:生体内では平均5年
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ヒドロペルオキシドは、ヘキサン抽出後の NO 処理による FTIR で評価されます。
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生体内では平均5年
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ビニル末端基
時間枠:生体内では平均5年
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ビニル末端基は、ヘキサン抽出後に FTIR で評価され、鎖切断が定量化されます。
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生体内では平均5年
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トランスビニレン (TVI) 不飽和
時間枠:生体内では平均5年
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トランスビニレン (TVI) 不飽和は、放射線履歴と線量を決定するためにヘキサン抽出後に FTIR で評価されます。
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生体内では平均5年
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結晶化度
時間枠:生体内では平均5年
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赤外結晶化度は、ヘキサン抽出後に FTIR で評価されます。
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生体内では平均5年
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ジェル含有量
時間枠:生体内では平均5年
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鎖切断の程度を定量化するために、ミクロトームで関節表面と同一平面上に切断した薄い切片を使用して分子の抽出不可能な部分を測定し、これらの切片から熱キシレン中でポリエチレン鎖を抽出することによって、ゲル含有量を評価する。
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生体内では平均5年
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協力者と研究者
協力者
協力者
捜査官
捜査官
- スタディディレクター:Robert H Hopper, Jr., PhD、Anderson Orthopaedic Research Institute
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Malchau H, Bragdon CR, Muratoglu OK. The stepwise introduction of innovation into orthopedic surgery: the next level of dilemmas. J Arthroplasty. 2011 Sep;26(6):825-31. doi: 10.1016/j.arth.2010.08.007. Epub 2010 Oct 2.
- Engh CA Jr, Stepniewski AS, Ginn SD, Beykirch SE, Sychterz-Terefenko CJ, Hopper RH Jr, Engh CA. A randomized prospective evaluation of outcomes after total hip arthroplasty using cross-linked marathon and non-cross-linked Enduron polyethylene liners. J Arthroplasty. 2006 Sep;21(6 Suppl 2):17-25. doi: 10.1016/j.arth.2006.05.002.
- Muratoglu OK, Wannomae KK, Rowell SL, Micheli BR, Malchau H. Ex vivo stability loss of irradiated and melted ultra-high molecular weight polyethylene. J Bone Joint Surg Am. 2010 Dec 1;92(17):2809-16. doi: 10.2106/JBJS.I.01017.
- Bargmann LS, Bargmann BC, Collier JP, Currier BH, Mayor MB. Current sterilization and packaging methods for polyethylene. Clin Orthop Relat Res. 1999 Dec;(369):49-58. doi: 10.1097/00003086-199912000-00006.
- Currier BH, Van Citters DW, Currier JH, Collier JP. In vivo oxidation in remelted highly cross-linked retrievals. J Bone Joint Surg Am. 2010 Oct 20;92(14):2409-18. doi: 10.2106/JBJS.I.01006.
- Currier BH, Currier JH, Mayor MB, Lyford KA, Collier JP, Van Citters DW. Evaluation of oxidation and fatigue damage of retrieved crossfire polyethylene acetabular cups. J Bone Joint Surg Am. 2007 Sep;89(9):2023-9. doi: 10.2106/JBJS.F.00336.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始
研究開始
一次修了 (予想される)
一次修了
研究の完了 (予想される)
研究の完了
試験登録日
最初に提出
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (見積もり)
最初の投稿
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (見積もり)
投稿された最後の更新
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
キーワード
その他の研究ID番号
その他の研究ID番号
- AORI2011-0101
- MGH Agreement No: A208947 (その他の助成金/資金番号:DePuy Orthopaedics, Inc.)
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