6533b85efe1ef96bd12bf53e

RESEARCH PRODUCT

Effect of electron beam irradiation and plastic deformation on molar mass of medical grade ultra-high molecular weight polyethylene

subject

description

Badano wpływ sterylizacji metodą napromieniania strumieniem elektronów oraz deformacji plastycznej (zgniatania, rys. 1) polietylenu ultrawielkocząsteczkowego (UHMW-PE), stosowanego do wytwarzania panewek endoprotez stawu biodrowego, na masę molową polimeru. Stwierdzono, że sterylizacja wpływa na utleniającą destrukcję makrocząsteczek polimeru, której stopień zależy od użytej dawki promieniowania (zmniejszenie masy molowej masowo średniej). Procesowi temu towarzyszy sieciowanie makrocząsteczek (wzrost udziału frakcji nierozpuszczalnej). Z kolei sama deformacja plastyczna wydaje się nie mieć wyraźnego wpływu na proces degradacji. Tymczasem łączne zastosowanie obydwu czynników zewnętrznych prowadzi do odmiennych efektów, dodatkowo zależnych od kolejności ich oddziaływania. W każdym wariancie oddziaływań zewnętrznych, w którym stosowana była sterylizacja radiacyjna strumieniem elektronów (niezależnie od kolejności stosowanych oddziaływań jak też w przypadku braku deformacji), następowała wyraźna destrukcja polimeru, prowadząca do zmniejszenia jego masy molowej z poziomu ok. 1000 kg/mol odpowiadającego próbce bazowej do wartości nie przekraczającej 200 kg/mol. Towarzyszące temu zmniejszenie polidyspersyjności z wartości ok. 10 do wartości 2—4 świadczy, że degradacji ulegały przede wszystkim nieusieciowane (rozpuszczalne) frakcje polimerowe o najdłuższych łańcuchach. Wyniki badań prowadzą także do wniosku, że odkształcenia plastyczne UHMW-PE zastosowane po jego sterylizacji radiacyjnej przyczyniają się w mniejszym stopniu do degradacji i sieciowania makrołańcuchów polimeru, niż w przypadku odwrotnej kolejności działania tych czynników. Jednak w obydwu przypadkach obserwuje się synergizm współdziałania obu czynników zewnętrznych na procesy destrukcyjne makrołańcuchów polietylenowych.