Purpose: The purpose of this study was to evaluate the wear and survival rates of third-generation ceramic heads on a conventional ultra-high molecular weight polyethylene liner. Materials and Methods: A total of 160 hips (147 patients with a mean age of 55.9 years) who underwent total hip arthroplasty using the third-generation ceramic head on a conventional polyethylene liner from March 1998 to August 2003 were reviewed retrospectively. Evaluation of the wear rate for 56 hips (49 patients) followed-up for at least 15 years was performed using the PolyWare program version 8 (Draftware Developers, USA). The Kaplan-Meier survivorship was also evaluated. Results: Linear wear and volumetric wear rates were 0.11±0.47 mm/year and 32.75±24.50 mm3/year, respectively. Nine revisions were performed during the follow-up period because of cup or stem loosening. The Kaplan-Meier survival rate, using cup revision or total revision total hip arthroplasty (THA) as the endpoint of analysis, was 93.7% at 15 years and 73.6% at 20 years. Conclusion: Because all revisions were performed between 15 and 20 years in our study, surgeons should pay greater attention to patients who underwent THA with ceramic-on-polyethylene bearing from 15 years postoperatively. Contemporary alumina ceramic on highly cross-linked polyethylene could certainly be a good alternative bearing couple providing better longevity.
원위 요골의 거대 세포종은 빈도가 많지는 않다. 통상적으로 골 소파술 및 골 시멘트 충전술로 치료하지만, 재발한 경우나 처음부터 골피질 파괴가 심하고 관절 침범이 있을 경우에는 일괄 절제(en bloc resection) 후 근위 비골을 이용하여 재건하는 술 식이 많이 이용되어 왔다. 본 연구는 고식적 술 식으로 치료한 후 국소 재발한 원위 요골의 거대 세포종 환자에서, 근위 비골을 이용한 재건술을 시행하여도 일차 술 식 시 오염의 범위가 심하여 다시 재발할 가능성이 높아 초고분자량 폴리에틸렌(ultrahigh molecular weight polyethylene, UHMWPE)과 골수강내 고정물 및 골 시멘트를 조합하여 원위 요골을 재건한 1례를 보고 하고자 한다.
Uniaxial tension and compression test were conducted on conventional and crosslinked ultra-high molecular polyethylene (UHMWPE) all prepared from the same lot of medical grade GUR 1050. The conventional materials were unirradiated and gamma irradiated with $25kGy{\sim}200kGy$. Gamma irradiated processing was found to significantly impact the crystallinity, and hence the mechanical behavior, of the highly crosslinked UHMWPE. The crystallinity and radiation dose were key predictors of the uniaxial yielding, hardness, plastic flow, and failure properties of conventional and highly crosslinked UHMWPE. The correlation model from experiments would be the basic information to design the liner of artificial joint.
목적: 근위 경골 육종의 절제 후 재건은, 특히 골성장이 완료되지 않은 환자의 경우 많은 문제점이 있다. 본 연구에서는 근위 경골 육종의 절제 후 재건에 따르는 문제점을 보완하기 위한 새로운 술식을 시도해 보고자 하였다. 대상 및 방법: 근위 경골에 발생한 골육종의 절제 후 반관절성형술을 시행한 4례를 대상으로 하였다. 평균 연령은 13세였으며 술후 평균 추시 기간은 64개월이었다. 전례에서 초고분자량 폴리에틸렌 삽입물(ultra-high molecular weight polyethylene liner)을 이용하여 관절면을 재건한 후 엔더정(Ender-nail)과 골시멘트를 이용하여 남아있는 경골에 고정하였다. 결과: 최종 추시상 MSTS 기준에 의한 기능적 점수는 23.5점(78.3%)이었다. 전례에서 술후 슬관절 동통, 불안정성은 관찰되지 않았다. 결론: 골성장이 완료되지 않은 소아 환자의 근위 경골 육종 절제 후 재건 방법으로서 반관절 성형술은 효과적인 술기로 판단된다.
The most widely-used orthopaedic grade polymer bearing liner material, ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), for the total joint arthroplasty degrades after gamma-irradiation sterilization through the progressive oxidation in a shelf and in vivo. Oxidative degradation makes UHMWPE brittle and leads to decrease in mechanical properties. In this study the relationship between post-gamma-irradiation aging time and wear of UHMWPE was investigated. Six retrieved polyethylene hip liners implanted for 3-16 years and then stored in air for 1.5-6.5 years until tests were used. Two types of pin-on-disk wear testing were conducted by the uni-directional repeat pass rotating and by the linear reciprocating stainless steel disks against stationary polyethylene pins under 4Mpa at 1Hz with bovine serum lubrication in ambient environment. Wear of retrieved polyethylene hip liners does not have direct correlation with in vivo or total aging time. Linear reciprocal sliding motion generated more remarkable wear than uni-directional repeat pass sliding motion. It indicates that kinematic motion affects very crucially on the wear of aged UHMWPE having brittle white band region.
This study aims to reduce the rancid odor generated during the fermentation process of kimchi by inserting zinc oxide (ZnO) into an inorganic porous material with a high surface area to decompose or adsorb the fermentation odor. ZnO activated by the presence of moisture exhibits decomposition of rancid odors. Mixed with Titanium dioxide (TiO2), a photocatalyst. To manufacture the packaging liner used in this study, NaOH, ZnCl2, and TiO2 powder were placed in a tank with diatomite and water. The sludge obtained via a hydrothermal ultrasonication synthesis was sintered in an oven. After being pin-milled and melt-blended, the powders were mixed with linear low-density polyethylene (L-LDPE) to make a masterbatch (M/B), which was further used to manufacture liners. A gas detector (GasTiger 2000) was used to investigate the total amount of sulfur compounds during fermentation and determine the reduction rate of the odor-causing compounds. The packaging liner cross-section and surface were investigated using a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectrometer (SEM-EDS) to observe the adsorption of sulfur compounds. A variety of sulfur compounds associated with the perceived unpleasant odor of kimchi were analyzed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). For the analyses, kimchi was homogenized at room temperature and divided into several sample dishes. The performance of the liner was evaluated by comparing the total area of the GC-MS signals of major off-flavor sulfur compounds during the five days of fermentation at 20℃. As a result, Nano-grade inorganic compound liners reduced the sulfur content by 67 % on average, compared to ordinary polyethylene (PE) foam liners. Afterwards SEM-EDS was used to analyze the sulfur content adsorbed by the liners. The findings of this study strongly suggest that decomposition and adsorption of the odor-generating compounds occur more effectively in the newly-developed inorganic nanocomposite liners.
폐기물 매립지 최종복토의 주요 기능중 하나는 매립지 내부로 우수의 침투를 억제하는 것이다. 이러한 기능을 담당하는 차단층은 폐기물 관리법상 다짐점토층(45cm)의 단독포설이나 다짐점토층(30cm)상부에 HDPE를 복합으로 포설하도록 되어 있다. 그러나 바닥층 사면부에서와 같이 최종복토층 끝단 사면부에서 다짐점토층의 포설이 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 토목합성물질 사이에 차수성이 뛰어난 벤토나이트를 삽입한 토목합성수지점토라이너(Geosynthetic Clay Liner; GCL)를 다짐점토층 대신 적용하여 최종복토 끝단 사면부에서 차단층으로서의 적용가능성을 평가해 보고자 HELP 분석과 사면에서의 안정성 검토, 환경적 내구성 검토를 수행하였다. 그 결과 GCL이 기존의 다짐점토층보다 안정된 결과를 나타내고 있어 GCL을 최종복토의 차단층으로서 사용하도록 제안하고자 한다.
목적: 65세 이상 노인 환자들을 대상으로 세라믹 대퇴 골두 및 교차결합 폴리에틸렌 라이너를 인공 관절면으로 사용한 무시멘트형 인공 고관절 전치환술의 최소 5년 이상 임상 및 방사선 추시 결과들을 분석하여 세라믹-폴리에틸렌 관절면의 유용성 여부를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2010년 3월부터 2012년 9월까지 65세 이상 노인 환자 51명(56 고관절)을 대상으로 후향적 연구를 진행하였다. 평균 연령은 $70.9{\pm}5.1$세였다. 임상 평가는 Harris hip score를 이용하였고, 방사선 평가는 비구 컵 경사각 및 전염각, 대퇴 스템 정렬 상태, 마모를 측정하였다. 수술 후 합병증 발생 유무도 조사하였다. 결과: 임상 평가상 Harris hip score는 수술 전 평균 48점에서 최종 추시 시 평균 87점으로 향상되었다(p<0.05). 방사선 평가상 평균 비구 컵 경사각은 $40.9^{\circ}{\pm}6.4^{\circ}$, 평균 비구 컵 전염각은 $20.3^{\circ}{\pm}8.1^{\circ}$였다. 거상 라이너를 사용한 16예에서 평균 비구 컵 전염각은 $14.3^{\circ}{\pm}7.9^{\circ}$, 중립 라이너를 사용한 40예에서 평균 비구 컵 전염각은 $22.4^{\circ}{\pm}9.1^{\circ}$였다(p<0.05). 평균 대퇴 스템 정렬각은 $0^{\circ}$도(범위, 내반 $4^{\circ}$-외반 $4^{\circ}$)였다. 평균 선상 마모량은 $0.458{\pm}0.041mm$였으며 평균 연간 선상 마모율은 $0.079{\pm}0.032mm/yr$였다. 수술 후 합병증으로 대퇴 스템 주위 골절 6예(10.7%)가 발생하였다. 결론: 본 연구 결과 분석상 탈구나 세라믹-폴리에틸렌 관절면에서 기인한 합병증이 없으므로 65세 이상 노인 환자에서 무시멘트형 인공 고관절 전치환술 시행 시 세라믹-폴리에틸렌 관절면을 유용하게 사용할 수 있으나 수술 중 대퇴 스템 주위 골절 발생을 방지하기 위한 좀 더 세심한 노력이 필요하다.
Ceramic femoral heads in the total hip replacement have been developed to reduce the polyethylene liner wear. Alumina and zirconia (3Y-TZP) are using in clinical application worldwide and there are many good test reports. However, alumina has a risk of catastrophic failure, and zirconia has the low temperature degradation in spite of enhanced fracture toughness. Recently, novel zirconia/alumina composite having low temperature degradation-free character and high fracture tough . was developed and it leads the lower wear 3f polyethylene than alumina and zirconia. In the present study, in order to optimise the microstructure of low temperature degradation (LTD)-free zirconia/alumina composite for the best wear resistance of polyethylene, various compositions of (LTD)-free zirconia/alumina composites were fabricated, and the sliding wear of UHMWPE against these novel composites were examined and compared with that against alumina and zirconia ceramics used for total hip joint heads.
Various mechanical test were conducted on conventional and crosslinked ultra-high molecular weight polyethylene(UHMWPE) all prepared from the same lot of medical grade GUR 1050 for artificial joint. The conventional materials were not irradiated and treated by heating. The cosslinked materials were irradiated with $25kGy{\sim}200kGy$ by gamma-ray andthen annealed or remelted. Gamma-ray irradiation and heat treatment process were found to significantly impact the crystallinity, and hence the mechanical behavior, of the highly crosslinked UHMWPE. The radiation dose and heating conditions were key predictors of the uniaxial yielding, plastic flow, and failure properties of conventional and highly crosslinked UHMWPE. The correlation model from experiments would be the basic information to enhance the were resistance of artificial joint liner.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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