Analyse van verknoopte en conventionele polyethyleen explantaten

Gedurende vele jaren was gammastraling in de lucht een gebruikelijke methode voor de terminale sterilisatie van polyethyleen met ultrahoog moleculair gewicht (UHMWPE) die werden gebruikt voor gewrichtsvervanging. Een toevallig bijproduct van sterilisatie met gammastraling was polymeervernetting die de slijtageprestaties van het polyethyleen de neiging had te verbeteren. In de jaren negentig werd de orthopedische gemeenschap zich er echter van bewust dat gammastraling vrije radicalen veroorzaakte in polyethyleen, waardoor het materiaal vatbaar werd voor oxidatieve afbraak. Met het oog op dit potentieel schadelijke effect, werden terminale sterilisatiemethoden met behulp van chemische oppervlaktebehandelingen ontwikkeld om de vorming van vrije radicalen te voorkomen. Om verknoping van polyethyleen te induceren zonder resterende vrije radicalen, ontwikkelden fabrikanten ook methoden om het polyethyleen te verknopen, gevolgd door warmtebehandelingen om vrije radicalen te elimineren. Deze verknoopte materialen werden in de tweede helft van de jaren negentig geïntroduceerd en klinische uitkomststudies bij patiënten met een heupprothese hebben op basis van radiografische metingen aanzienlijk minder slijtage aangetoond bij vroege follow-up-intervallen. De langetermijnprestaties van verknoopt polyethyleen zijn echter onbekend en sommige onderzoekers hebben hun bezorgdheid geuit over in vivo afbraak. Bovendien hebben sommige verknoopte UHMWPE-componenten hoge niveaus van oxidatie en kettingsplitsing laten zien na verwijdering bij patiënten en opslag in de lucht. Van deze implantaten is het niet bekend of de oxidatie en kettingsplitsing plaatsvond tijdens de implantatie of nadat het polyethyleen bij de patiënt was verwijderd.

Deze studie zal de materiaaleigenschappen karakteriseren van polyethyleen voeringen verkregen van patiënten met een heupprothese. De onderzoekspopulatie omvat verknoopte en conventionele UHMWPE-voeringen die terminaal zijn gesteriliseerd zonder het gebruik van straling. Om de potentiële effecten van verschillende opslagmethoden te kwantificeren, zullen liners die vacuüm verpakt en ingevroren zijn na het ophalen en andere liners die bij kamertemperatuur met toegang tot omgevingslicht en lucht na explantatie werden bewaard, worden opgenomen in de onderzoekspopulatie. Analysetechnieken omvatten Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimeter (DSC) en crosslink dichtheidsmetingen. Crosslink-dichtheidsmetingen zullen worden geëvalueerd als een functie van de afstand tot het gewrichtsoppervlak en de rand van het implantaat. Gel- en hydroperoxidegehalten zullen ook worden geëvalueerd. Het doel van de analyse is om de veranderingen in de materiaaleigenschappen van polyethyleen die in vivo en ex vivo optreden beter te begrijpen.