A figura mostra insertos acetabulares de polietileno convencional esterilizado por radiação gama, recuperados após 8, 13, 17 e 24 anos, com desgaste progressivo, delaminação e destruição estrutural. Segundo Callaghan, o principal mecanismo por trás dessa degradação é:
- A reticulação excessiva, que torna o polietileno rígido e frágil já no momento da implantação.
- A oxidação iniciada por radicais livres residuais, com cisão de cadeias e delaminação.
- A corrosão em fresta da carcaça metálica, que acidifica o polietileno em contato com ela.
- Uma transformação de fase do polímero, com expansão volumétrica e trincas junto à borda.
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Conceito-chave
A degradação que avança com o tempo
A oxidação foi o problema mais persistente das articulações com polietileno. Por décadas, os componentes eram esterilizados com 25 a 40 kGy de radiação gama em ar logo após a fabricação. Essa dose produzia alguma reticulação, mas deixava radicais livres de longa duração.
Na fase cristalina, os radicais ficam presos nas lamelas e persistem por anos. Na presença de oxigênio, formam radicais peróxi que roubam hidrogênio das cadeias vizinhas e propagam uma reação em cadeia. Os hidroperóxidos se decompõem em cetonas, ésteres e ácidos, com cisão de cadeias, queda do peso molecular e perda das propriedades mecânicas. A resistência à propagação de trincas despenca, e as trincas por fadiga iniciadas abaixo da superfície levam à delaminação vista na figura.
A mudança de 1995
A partir de 1995, muitos componentes passaram a ser irradiados em embalagem com gás inerte. A oxidação na prateleira caiu, mas a oxidação progressiva no organismo continuou.
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