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Analyse
Kurzfassung ESR:
Man setzt die Probe in ein starkes Magnetfeld. Je nach Art der Probe lassen sich dann bestimmte Aspekte messen, bei UHMWPE ist z. B. eine Bestimmung der sog. freien Radikale möglich.
Etwas genauer mit Bezug auf UHMWPE:
Mittels der ESR (Elektronen-Spin-Resonanz) ist es möglich, die Existenz von Radikalen nachzuweisen. Unterschieden werden dabei Alkyl- und Allyl-Radikale einerseits und Peroxid-Radikale andererseits. Aus den jeweiligen Spektren setzt sich das messbare Gesamtspektrum zusammen. Allyl- und Alkyl-Radikale können dann mit Sauerstoff zu Peroxid-Radikalen reagieren. Kettenspaltung, Reduzierung der Molekularmasse und erhöhte Kristallinität sind die Folgen.
In entsprechenden Untersuchungen wurden bei in Luft bestrahlten und gelagerten Proben Peroxid-Radikale an der Oberfläche nachgewiesen, jedoch kaum Allyl- und Alkyl-Radikale. Im Inneren der Probe wurden mehr Allyl- und Alkyl-Radikale, aber kaum Peroxid-Radikale nachgewiesen. In den kristallinen Bereichen können Radikale auch nach mehreren Jahren noch nachgewiesen werden. In unbestrahlten Referenzproben war es nicht möglich, Radikale nachzuweisen, was bedeutet, dass vor der Bestrahlung keine oder nur sehr wenige Radikale im UHMPWE vorhanden waren.
Bei einer Bestrahlung in Sauerstoffanwesenheit ist die Anzahl der verbleibenden Radikale gering, jedoch tritt Kettenspaltung häufiger als Vernetzten auf. In Abwesenheit von Sauerstoff treten zwar mehr Vernetzungsreaktionen auf, jedoch können die Radikale in den kristallinen Bereichen noch jahrelang reaktiv bleiben. Dies führt zu einem späterem Zeitpunkt, auch nach der Implantation, zu Oxidation.
Insbesondere bei einer ESR Analyse revisierter Hüftpfannen ist jedoch zu berücksichtigen, dass möglicherweise durch Entzündungen im Körper bedingt freie Radikale im UHMWPE erzeugt werden.
Weitere Informationen über ESP allgemein gibt es z. B. hier.