9524124864

Modelowanie tarcia w endoprotezie stawu kolanowego 16

(Delbert 1919 r. [154]), szkła, celuloidu, szkła pyreksowego czy żywic fenolowych (Smith-Petersen 1923 r. [138]).

Podejmowane były również próby wykorzystania tradycyjnych materiałów konstrukcyjnych takich jak stal nierdzewna (wprowadzona po raz pierwszy przez Wiles’ a w 1938 r.) oraz mosiądz (McKee 1940 r.) [154]. W 1950 r. J. Judet i R. Judet przedstawili wyniki alloplastyk resekcyjno-rekonstrukcyjnych, po stosowaniu połowicznej endoprotezy wykonanej z polimetakrylanu metylu (PMMA) [54],

Gwałtowny wzrost zainteresowania tworzywami sztucznymi w latach 50-tych daje się zauważyć również w inżynierii biomedycznej. Marciniak w swojej pracy [85] przedstawia cechy jakimi powinny się charakteryzować tworzywa sztuczne stosowane w medycynie:

łatwość uzyskiwania powtarzalnej jakości materiału dla różnych partii wyrobów,

łatwość formowania, pozwalająca kształtować odmienną postać użytkową

wyrobów bez degradacji tworzywa,

łatwość sterylizacji bez zmian własności lub kształtu,

odpowiednią jakość fizykochemiczną tworzy wa i wyrobów finalnych,

nieinicjowanie odczynów toksycznych lub alergicznych,

biotolerancję w środowisku tkankowym,

odpowiednią trwałość funkcjonalną i niezawodność.

Od tamtej pory coraz częściej podejmowane były próby stosowania polimerów w produkcji elementów ślizgowych endoprotez. W kolejnych latach rozpowszechnione były elementy ślizgowe wykonane z politetrafluoroetylenu (PTFE), niestety produkty zużycia powstające w wyniku eksploatacji powodowały silne odczyny alergiczne, a w efekcie obluzowywanie implantów. Po raz pierwszy wkładkę wykonaną z polietylenu o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym (ultra high molecular weight poliethylene - PE-UHMW) zastosował w 1962 r. Sir John Chamey. Małe wartości współczynnika tarcia dla par trących zawierających element z polietylenu, oraz brak wyraźnej reakcji organizmu na ten materiał spowodowały, iż stał się on podstawowym materiałem ślizgowym stosowanym w alloplastyce stawów.

Do korzystnych własności polietylenu PE-UHMW można zaliczyć [40]: dobre własności ślizgowe, samosmarowność, odporność na płyny ustrojowe, dobre tłumienie drgań,

dobra obrabialność metodami obróbki skrawaniem, stosunkowo niska cena.

Poza polietylenem o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym, do niedawna na komponenty ślizgowe endoprotez wykorzystywany był polioksymetylen (POM) [11, 109]. Najczęściej stosowano Delrin firmy Du Pont. Badania laboratoryjne i modelowe wykazały przydatność stosowania krajowego Tamoformu (Zakłady Azotowe w Tarnowie-Mościcach S.A.), wypełnionego napełniaczem dyspersyjnym (proszek brązu i proszek PTFE), do budowy endoprotez. W tym przypadku zadaniem wypełniaczy jest poprawienie własności tribologicznych tworzywa [175], Późniejsze badania laboratoryjne [18] wykazały, że podczas zużywania poliacetali następuje rozrywanie łańcuchów polimerowych. Pociąga to za sobą wydzielanie się formaldehydu, który ma silnie kancerogenne działanie. Stosowanie zatem POM jako biomateriału ślizgowego jest wykluczone.