全關(guān)節(jié)植入用氧化穩(wěn)定型交聯(lián)超高分子量聚乙烯的制備與性能研究.pdf

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作為最重要的人工關(guān)節(jié)高分子材料，獲臨床應(yīng)用已達(dá)半個多世紀(jì)。臨床研究表明，UHMWPE在人體內(nèi)的氧化導(dǎo)致的破裂和磨損產(chǎn)生的磨屑是造成骨溶解和假體松動發(fā)生的根本原因。提高 UHMWPE的抗氧化性和耐磨性能，是當(dāng)前人工關(guān)節(jié)材料領(lǐng)域的重要研究方向。交聯(lián) UHMWPE結(jié)構(gòu)與磨損間的關(guān)系以及 UHMWPE的氧化機理是本領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)科學(xué)問題，對發(fā)展高性能、長壽命人工關(guān)節(jié)至關(guān)重要。本文選用多酚抗氧劑(AO)沒食子酸十二

2、酯(DG)和沒食子酸(GA)分別與醫(yī)用級 UHMWPE(GUR1050)粉末混合并模壓成型，經(jīng)電子束輻照制得高強度、耐磨損、抗氧化的交聯(lián) UHMWPE材料。
　　本文首先對制備的交聯(lián) UHMWPE材料的性能進行了研究。通過加速老化，以傳統(tǒng)的抗氧化劑維生素 E(VE)作為參比，研究了抗氧劑種類和含量對交聯(lián)UHMWPE氧化速率的影響，證實了含多酚的交聯(lián) UHMWPE材料具有更優(yōu)異的抗氧化能力；交聯(lián)度測試結(jié)果顯示，DG抑制交聯(lián)的能力要弱

3、于 VE，而 GA不影響獲得高交聯(lián)度；磨損結(jié)果顯示輻照交聯(lián) AO/UHMWPE與未輻照 UHMWPE材料相比磨損速率降低了60?90％；軟骨細(xì)胞培養(yǎng)實驗結(jié)果表明 AO/UHMWPE材料具有良好的生物相容性。
　　本文進一步研究了該交聯(lián) UHMWPE材料的抗氧化機理。利用紅外技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)輻照會增加 UHMWPE分子中反式乙烯雙鍵含量并消耗末端乙烯雙鍵，同時使抗氧化劑分子中酚羥基損失。分析發(fā)現(xiàn) UHMWPE材料在輻照后的老化過程中會產(chǎn)

4、生酮、氫過氧化物、羧酸、酯等一系列氧化產(chǎn)物。利用FTIR追蹤了AO/UHMWPE老化過程中酮和氫過氧化物含量的變化，研究了抗氧化劑的加入對生成酮和氫過氧化物的影響，提出了多酚抗氧化劑對 UHMWPE的抗氧化機理。
　　本文研究了該交聯(lián) UHMWPE材料在關(guān)節(jié)滑液物質(zhì)角鯊烯存在下的抗氧化性能。研究結(jié)果顯示角鯊烯能擴散進入交聯(lián) AO/UHMWPE材料并誘導(dǎo)加速材料發(fā)生氧化；多酚抗氧化劑的加入能有效抑制角鯊烯對交聯(lián) UHMWPE的誘導(dǎo)氧