VITAL-E & VITAL-XE\u00ae<\/sup><\/h4><\/div>Vitamin E-vernetztes Polyethylen<\/h5>\n
VITAL-XE\u00ae<\/sup> ist ein Polyethylen (UHMWPE) mit einem Zusatz von 0,1 Gewichtsprozent Vitamin E<\/strong> (Alpha-Tocopherol) und<\/strong> wird zur Herstellung von Gelenkeinlagen verwendet.
\nDas Vitamin E wird mit dem Polyethylenpulver gemischt, bevor die Rohmaterialstangen geformt werden.<\/p>\nVITAL-XE\u00ae<\/sup> ist ein vernetztes Polyethylen<\/strong>, da es mit Betastrahlen in einer Dosis von 60 kGy bestrahlt und anschlie\u00dfend in Ethylenoxid sterilisiert wird.
\nVITAL-XE\u00ae<\/sup> wird f\u00fcr die Herstellung von Gelenkeins\u00e4tzen in der H\u00fcft-Totalendoprothetik<\/strong> verwendet.<\/p>\nVITAL-E\u00ae<\/sup> ist die unbestrahlte,<\/strong> d.h. unvernetzte Version<\/strong> von Polyethylen mit zugesetztem Vitamin E, sterilisiert durch Ethylenoxid.
\nVITAL-E\u00ae<\/sup> wird zur Herstellung von unvernetzten Gelenkeins\u00e4tzen f\u00fcr Knieprothesen sowie Oberarm- und Glenosph\u00e4renk\u00f6pfen f\u00fcr Schulterprothesen<\/strong> verwendet.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>OXIDATION<\/h4><\/div>Der Abbau von UHMWPE und Polymeren im Allgemeinen ist der Prozess, bei dem sich die chemische Struktur des Materials mit einer Abnahme des Molekulargewichts ver\u00e4ndert. Die Degradation verschlechtert die mechanischen Eigenschaften von Polyethylen und f\u00fchrt so zu vorzeitigem Verschlei\u00df.<\/strong><\/p>\nDer Abbau eines Polymers erfolgt durch das Aufbrechen bestimmter chemischer Bindungen und die Bildung neuer freier Radikale, wenn das Material beispielsweise einer h\u00f6heren Energie ausgesetzt wird als die chemischen Bindungen, aus denen die Molek\u00fclketten des Polymers aufgebaut sind. Dieser Prozess in Gegenwart von Sauerstoff wird als oxidative Degeneration oder einfach als Oxidation bezeichnet. <\/p>\n
Einmal ausgel\u00f6st, ist der oxidative Prozess unumkehrbar. Die Bildung neuer Radikale, die mit Sauerstoff reagieren, l\u00f6st das Aufbrechen anderer chemischer Bindungen aus, die wiederum andere Radikale erzeugen, und so weiter, so dass eine Kettenreaktion entsteht, die sich mit zunehmender Geschwindigkeit selbst ern\u00e4hrt. Die Geschwindigkeit der Oxidation h\u00e4ngt von der Anzahl der vorhandenen Radikale und der Menge an Sauerstoff ab, die w\u00e4hrend der Verarbeitung und Sterilisation des Polyethylens in der Atmosph\u00e4re vorhanden ist, in die sie w\u00e4hrend der Lagerung des Produkts oder nach der Implantation in den Patienten durch Diffusion eindringen kann. <\/p>\n
Die in der Endoprothetik verwendeten Polyethylene werden in der Regel hohen Energiedosen in Form von Gamma- oder Betabestrahlung ausgesetzt, um sie zu sterilisieren oder den Vernetzungsgrad des Polyethylens zu erh\u00f6hen. Diese Bestrahlung f\u00fchrt zur Bildung von aktiven freien Radikalen im Material. Die meisten freien Radikale rekombinieren und bilden neue Vernetzungen in der amorphen Phase des Polyethylens, der Vernetzung. Im Gegensatz dazu bleiben freie Radikale, die sich in der kristallinen Phase von Polyethylen bilden, lange Zeit eingeschlossen, ohne sich zu neuen Bindungen zu rekombinieren. Diese Radikale sind in Gegenwart von Sauerstoff f\u00fcr den fortschreitenden Bruch der Polymerketten durch Oxidationskaskadenreaktionen verantwortlich und damit f\u00fcr die Verringerung der mechanischen Eigenschaften von Polyethylen. <\/p>\n
Die Oxidation f\u00fchrt zum Abbau der Molekularstruktur von Polyethylen und damit im Laufe der Zeit zu einer schrittweisen Verschlechterung seiner mechanischen und tribologischen Eigenschaften.<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>VITAMIN ‚E‘ ALS STABILISIERENDER ZUSATZSTOFF<\/h4><\/div>Die Stabilisierung von Polymeren basiert haupts\u00e4chlich auf der Verringerung der Sauerstoffkonzentration oder der Reduzierung der Anzahl freier Radikale oder ihrer Reaktivit\u00e4t, um das Problem der Polyethylenoxidation zu verringern oder theoretisch zu beseitigen. Im Falle von Polyethylen (UHMWPE) bringt die Sterilisation unter Vakuum oder modifizierter Atmosph\u00e4re Vorteile mit sich, aber Sauerstoff ist durch Diffusion w\u00e4hrend des Produktionsprozesses immer noch im Material vorhanden; es ist daher praktisch unm\u00f6glich, Sauerstoff vollst\u00e4ndig aus Polyethylen zu entfernen. <\/p>\n
Es gibt viele Zusatzstoffe auf dem Markt, die die Reaktivit\u00e4t von Radikalen begrenzen k\u00f6nnen. Leider haben fast alle von ihnen Probleme mit der Biokompatibilit\u00e4t, die f\u00fcr ein Produkt, das in den menschlichen K\u00f6rper implantiert werden soll, unbedingt erforderlich ist.<\/p>\n
Ein biokompatibles Dotiermittel, das in der Literatur seit langem f\u00fcr die Stabilisierung von medizinischem Polyethylen untersucht wird, ist Vitamin E<\/strong> (Alpha-Tocopherol). Vitamin E ist in vielen Gem\u00fcsesorten enthalten und ist ein essentieller Vitamin-N\u00e4hrstoff f\u00fcr den Stoffwechsel des Menschen. <\/p>\nDie Stabilisierung von UHMWPE mit Vitamin E wurde als alternative Methode eingef\u00fchrt, um die Oxidationsbest\u00e4ndigkeit sicherzustellen, ohne die mechanischen Eigenschaften von UHMWPE zu beeintr\u00e4chtigen.<\/strong> Es gibt zwei Methoden, um geringe Konzentrationen (0,05%-1%) von Vitamin E in UHMWPE einzubringen. Die erste besteht darin, Vitamin E in fl\u00fcssiger Form mit UHMWPE-Pulver zu mischen, bevor der Stabextrusionsprozess und die Bestrahlung zur Vernetzung erfolgen. Die zweite Methode besteht darin, das Vitamin E in das bereits verfestigte und vernetzte UHMWPE zu diffundieren. <\/p>\nDie Zugabe von winzigen Konzentrationen von Vitamin E in Polyethylen beseitigt das Problem der Oxidation und erh\u00f6ht folglich seine Langlebigkeit.<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>BIBLIOGRAPHIE<\/h4><\/div>Torre M, Brach Del Prever E, Costa L, Romanini E, Masciocchi M, Manno V. Innovative Materialien in der Orthop\u00e4die: vernetztes Polyethylen.
\nAnn Ig 2011;23:81-90.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>
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Vitamin E-vernetztes Polyethylen<\/h5>\n
VITAL-XE\u00ae<\/sup> ist ein Polyethylen (UHMWPE) mit einem Zusatz von 0,1 Gewichtsprozent Vitamin E<\/strong> (Alpha-Tocopherol) und<\/strong> wird zur Herstellung von Gelenkeinlagen verwendet. VITAL-XE\u00ae<\/sup> ist ein vernetztes Polyethylen<\/strong>, da es mit Betastrahlen in einer Dosis von 60 kGy bestrahlt und anschlie\u00dfend in Ethylenoxid sterilisiert wird. VITAL-E\u00ae<\/sup> ist die unbestrahlte,<\/strong> d.h. unvernetzte Version<\/strong> von Polyethylen mit zugesetztem Vitamin E, sterilisiert durch Ethylenoxid. Der Abbau von UHMWPE und Polymeren im Allgemeinen ist der Prozess, bei dem sich die chemische Struktur des Materials mit einer Abnahme des Molekulargewichts ver\u00e4ndert. Die Degradation verschlechtert die mechanischen Eigenschaften von Polyethylen und f\u00fchrt so zu vorzeitigem Verschlei\u00df.<\/strong><\/p>\n Der Abbau eines Polymers erfolgt durch das Aufbrechen bestimmter chemischer Bindungen und die Bildung neuer freier Radikale, wenn das Material beispielsweise einer h\u00f6heren Energie ausgesetzt wird als die chemischen Bindungen, aus denen die Molek\u00fclketten des Polymers aufgebaut sind. Dieser Prozess in Gegenwart von Sauerstoff wird als oxidative Degeneration oder einfach als Oxidation bezeichnet. <\/p>\n Einmal ausgel\u00f6st, ist der oxidative Prozess unumkehrbar. Die Bildung neuer Radikale, die mit Sauerstoff reagieren, l\u00f6st das Aufbrechen anderer chemischer Bindungen aus, die wiederum andere Radikale erzeugen, und so weiter, so dass eine Kettenreaktion entsteht, die sich mit zunehmender Geschwindigkeit selbst ern\u00e4hrt. Die Geschwindigkeit der Oxidation h\u00e4ngt von der Anzahl der vorhandenen Radikale und der Menge an Sauerstoff ab, die w\u00e4hrend der Verarbeitung und Sterilisation des Polyethylens in der Atmosph\u00e4re vorhanden ist, in die sie w\u00e4hrend der Lagerung des Produkts oder nach der Implantation in den Patienten durch Diffusion eindringen kann. <\/p>\n Die in der Endoprothetik verwendeten Polyethylene werden in der Regel hohen Energiedosen in Form von Gamma- oder Betabestrahlung ausgesetzt, um sie zu sterilisieren oder den Vernetzungsgrad des Polyethylens zu erh\u00f6hen. Diese Bestrahlung f\u00fchrt zur Bildung von aktiven freien Radikalen im Material. Die meisten freien Radikale rekombinieren und bilden neue Vernetzungen in der amorphen Phase des Polyethylens, der Vernetzung. Im Gegensatz dazu bleiben freie Radikale, die sich in der kristallinen Phase von Polyethylen bilden, lange Zeit eingeschlossen, ohne sich zu neuen Bindungen zu rekombinieren. Diese Radikale sind in Gegenwart von Sauerstoff f\u00fcr den fortschreitenden Bruch der Polymerketten durch Oxidationskaskadenreaktionen verantwortlich und damit f\u00fcr die Verringerung der mechanischen Eigenschaften von Polyethylen. <\/p>\n Die Oxidation f\u00fchrt zum Abbau der Molekularstruktur von Polyethylen und damit im Laufe der Zeit zu einer schrittweisen Verschlechterung seiner mechanischen und tribologischen Eigenschaften.<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div> Die Stabilisierung von Polymeren basiert haupts\u00e4chlich auf der Verringerung der Sauerstoffkonzentration oder der Reduzierung der Anzahl freier Radikale oder ihrer Reaktivit\u00e4t, um das Problem der Polyethylenoxidation zu verringern oder theoretisch zu beseitigen. Im Falle von Polyethylen (UHMWPE) bringt die Sterilisation unter Vakuum oder modifizierter Atmosph\u00e4re Vorteile mit sich, aber Sauerstoff ist durch Diffusion w\u00e4hrend des Produktionsprozesses immer noch im Material vorhanden; es ist daher praktisch unm\u00f6glich, Sauerstoff vollst\u00e4ndig aus Polyethylen zu entfernen. <\/p>\n Es gibt viele Zusatzstoffe auf dem Markt, die die Reaktivit\u00e4t von Radikalen begrenzen k\u00f6nnen. Leider haben fast alle von ihnen Probleme mit der Biokompatibilit\u00e4t, die f\u00fcr ein Produkt, das in den menschlichen K\u00f6rper implantiert werden soll, unbedingt erforderlich ist.<\/p>\n Ein biokompatibles Dotiermittel, das in der Literatur seit langem f\u00fcr die Stabilisierung von medizinischem Polyethylen untersucht wird, ist Vitamin E<\/strong> (Alpha-Tocopherol). Vitamin E ist in vielen Gem\u00fcsesorten enthalten und ist ein essentieller Vitamin-N\u00e4hrstoff f\u00fcr den Stoffwechsel des Menschen. <\/p>\n Die Stabilisierung von UHMWPE mit Vitamin E wurde als alternative Methode eingef\u00fchrt, um die Oxidationsbest\u00e4ndigkeit sicherzustellen, ohne die mechanischen Eigenschaften von UHMWPE zu beeintr\u00e4chtigen.<\/strong> Es gibt zwei Methoden, um geringe Konzentrationen (0,05%-1%) von Vitamin E in UHMWPE einzubringen. Die erste besteht darin, Vitamin E in fl\u00fcssiger Form mit UHMWPE-Pulver zu mischen, bevor der Stabextrusionsprozess und die Bestrahlung zur Vernetzung erfolgen. Die zweite Methode besteht darin, das Vitamin E in das bereits verfestigte und vernetzte UHMWPE zu diffundieren. <\/p>\n Die Zugabe von winzigen Konzentrationen von Vitamin E in Polyethylen beseitigt das Problem der Oxidation und erh\u00f6ht folglich seine Langlebigkeit.<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div> Torre M, Brach Del Prever E, Costa L, Romanini E, Masciocchi M, Manno V. Innovative Materialien in der Orthop\u00e4die: vernetztes Polyethylen.
\nDas Vitamin E wird mit dem Polyethylenpulver gemischt, bevor die Rohmaterialstangen geformt werden.<\/p>\n
\nVITAL-XE\u00ae<\/sup> wird f\u00fcr die Herstellung von Gelenkeins\u00e4tzen in der H\u00fcft-Totalendoprothetik<\/strong> verwendet.<\/p>\n
\nVITAL-E\u00ae<\/sup> wird zur Herstellung von unvernetzten Gelenkeins\u00e4tzen f\u00fcr Knieprothesen sowie Oberarm- und Glenosph\u00e4renk\u00f6pfen f\u00fcr Schulterprothesen<\/strong> verwendet.<\/p>\n<\/div>OXIDATION<\/h4><\/div>
VITAMIN ‚E‘ ALS STABILISIERENDER ZUSATZSTOFF<\/h4><\/div>
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\nAnn Ig 2011;23:81-90.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>