Influence of different ceramic femoral heads on the oxidative degradation of Highly Crosslinked Polyethylene liners

Abstract

La degradazione ossidativa a lungo termine delle protesi in UHMWPE è un fattore limitante nella durata degli impianti articolari. Storicamente le teste femorali ceramiche sono considerate biologicamente inerti, tuttavia sul lungo termine è probabile che si instauri, in ambiente biologico, un’interazione tra le due superfici di scorrimento. Liner in polietilene sono quindi stati testati in contatto statico con differenti teste femorali ceramiche (allumina, zirconia, compositi allumina/zirconia e nitruro di silicio) e esposti ad invecchiamento in ambiente idrotermico. Analisi in spettroscopia Raman mostrano come il processo di ossidazione induca un aumento della fase cristallina e ortorombica del polietilene e una maggiore propensione all’ossidazione liner accoppiati con ceramici ossidi (allumina, zirconia e compositi) rispetto a quelli accoppiati con ceramici non ossidi (nitruro di silicio). Questo trend è stato confermato su scala molecolare mediante XPS. Ulteriori analisi in catodoluminescenza hanno mostrato l’aumento di siti ossidati sulla superficie del nitruro di silicio, rispetto ai ceramici ossidi. I dati raccolti mostrano chiaramente come il nitruro di silicio influisca diversamente sull’ossidazione dell’UHMWPE, prevenendola. Viene quindi contrastata la generale definizione di bioinerzia dei materiali ceramici, che influenzano invece (positivamente o negativamente) la degradazione ossidativa del polietilene.