Porovnání kvality nejčastěji používaných nových UHMWPE artikulačních vložek náhrady kyčelního kloubu
Abstrakt
ÚČEL STUDIE: Pro ortopedického chirurga je obtížné nebo dokonce nemožné odhadnout skutečnou kvalitu ultravysokých molekulových hmotností polyethylenu (UHMWPE), které se používají v celkových náhradách kloubů (TJR) pouze na základě informací poskytnutých výrobci. Současně může kvalita vložky UHMWPE silně ovlivnit celkovou životnost implantovaného TJR.
Tato práce se zaměřuje na samostatné, objektivní srovnání vlastností vložek UHMWPE pro totální náhrady kyčelního kloubu (THR), které jsou v ČR nejčastěji používány. MATERIÁL A METODY: Analyzovali jsme sedmnáct nejčastěji implantovaných šálků UHMWPE různých výrobců implantovaných v České republice v letech 2014 až 2015 a čtyři kontrolní vzorky připravené standardními průmyslovými postupy podle našich pokynů, jejichž modifikace (zesítění, tepelné zpracování, stabilizace a sterilizace) bylo podrobně známo.
Polymer UHMWPE byl charakterizován čtyřmi nezávislými mikroskopickými metodami, vhodnými pro relativně malé a nepravidelné vzorky, jako jsou THR misky: infračervená mikrospektroskopie (IR), diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) a termogravimetrická analýza (TGA). VÝSLEDKY: Použité metody poskytly zcela úplné informace o zkoumaných materiálech UHMWPE.
IR spektra nám umožnila vypočítat oxidační indexy (01, míra oxidačního poškození), trans-vinylenové indexy (VI, míra absorbované dávky záření během zesítění a / nebo sterilizace) a indexy krystalinity (CI, množství krystalické fáze, která silně ovlivňuje mechanické výkon). Křivky DSC byly použity pro výpočet krystalinit (wc, proporcionální k CI) a teploty tání (Tm, úměrné průměrné tloušťce krystalických lamel).
Měření MH potvrdila, že pozorované změny struktury prokázaly skutečný vliv na mechanické vlastnosti. Experimenty TGA poskytly hrubý odhad stabilizace a následně i dlouhodobé rezistence vůči oxidaci.
Statisticky byly prokázány signifikantní korelace mezi oxidačním poškozením (01), krystalinitou (CI, wc) a mikrotvrdostí (Hv). Nejvyšší oxidační degradace byla obvykle pozorována u vzorků tepelně zpracovaných žíháním a/nebo sterilizovaných gama zářením.
Výsledky: Výsledky potvrdily naše očekávání, že vložky UHMWPE od různých výrobců se mohou výrazně lišit, pokud jde o jejich molekulární strukturu, supermolekulární strukturu a mechanické vlastnosti. Očekává se, že rozdíly mezi různými UHMWPE se zvýší po implantaci během in vivo.
ZÁVĚRY: Z hlediska klinické praxe výsledky ukázaly následující fakta: (i) V oblasti THR preferují všichni výrobci díky zesílené odolnosti proti opotřebení zesítěné typy UHMWPE; nezesítěné UHMWPE jsou považovány za zastaralé. (ii) Většina výrobců dává přednost sterilizaci ethylenoxidu nebo plynové plazmě k gama sterilizaci, protože gama sterilizované UHMWPE vykazují nižší dlouhodobou oxidační odolnost. (iii) Moderní trend je stabilizace UHMWPE s vitaminem E.