UHMWPE人工髋关节的接枝改性进展

摘要

随着人口老龄化与疾病年轻化趋势的发展,髋关节股骨头坏死、关节炎等病变的基数也在逐年增长,给患者的身体带来了疼痛,也会生活带来了诸多不便,而人工髋关节置换术的出现,为病变患者消除病痛、恢复关节正常活动及功能提供了有效途径.目前常用的人工髋关节的摩擦副由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)衬垫与金属股骨头两部分组成,其中,UHMWPE具有良好的力学性能、耐磨性、生物相容性等,但仍是人工关节最薄弱的环节,存在长期与金属接触摩擦产生磨损颗粒的现象,并会进一步引起骨溶解及无菌松动而导致炎症反应,为此,出现了UHMWPE的纳米材料填充改性与辐照交联改性,后者包括改性后的后处理工艺.以上方法通过利用纳米填料的特殊纳米结构及将UHMWPE的线性结构转变为三维体型结构,虽然在一定程度上改善了UHMWPE的耐磨性,但磨损颗粒并未消除,UHMWPE的生物相容性也未得到明显改善,且改性程度会因UHMWPE力学性能的下降而受限.基于此,UHMWPE的化学接枝改性技术得以应用.化学接枝改性可以在界面间形成化学键,提升基体的润滑、耐磨等性能,对基体的力学性能影响较小,并能获得与天然软骨相类似的结构,延长了人工髋关节的使用寿命.本文首先介绍了UHMWPE的辐照、接枝改性及聚合物刷的水化润滑原理;其次详细介绍了2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)、磺酸甜菜碱(SB)、聚乙烯醇水凝胶(PVA-H)和其他有机物对UHMWPE的接枝改性,及其在润滑、摩擦磨损、生物相容性等方面的效果,简单对比了UHMWPE、交联UHMWPE与接枝UHMWPE的临床结果,并展望今后人工髋关节可从衬垫、股骨头及临床应用等方向进行深入研究.