Рассмотрим трубы из сшитого полиэтилена для отопления и их технические характеристики, сферу применения и монтаж

Главная » Системы отопления

На чтение 5 мин. Просмотров 3.1k. Обновлено 25 ноября, 2020

Содержание:

1. Способы изготовления и различия материала
2. Технические характеристики данных материалов
3. Недостатки
4. На что необходимо обратить внимание при выборе
5. Сферы применения
6. Основные преимущества таких водопроводов:
7. Монтаж
8. Почему сшитый полиэтилен лучше полипропилена и металлопластика

Низкотемпературные магистрали отопления становятся очень популярными. Благодаря современным системам и приборам отопления жилье можно прогреть при температуре теплоносителя 80⁰С.

Поэтому повысился спрос потребителей на недорогие и легкие в укладке трубы из сшитого полиэтилена для отопления. Данные материалы превосходно подходят для обустройства теплого пола в помещениях. Они удобные и производятся в бухтах.

Используя полиэтиленовые трубы для отопления, технические характеристики которых дают возможность свести к минимуму количество узлов соединения, можно провести очень герметичный трубопровод.

Трубы из сшитого полиэтилена очень гибкие, и с ними можно создать любую систему водоснабжения или отопления повышенной сложности. А применение фена для строительства экономит расход материалов на сгибах.

Разогретая до высокой температуры труба запросто принимает любые формы, а остывая, сохраняет ее.

Способы изготовления и различия материала

Сырьевой материал, который используют для труб сшитого полиэтилена, различается по способу изготовления на:

• Полиэтилен высокого давления. Химически нейтральный, может выдержать высокое давление. Изделия из ПЭ применяют как обсадку для скважины при прокладке трубопровода, для создания технологического проема в монолитных конструкциях, и при укладке электромагистрали.
• Полиэтилен низкого давления. Он лучше противостоит механическому влиянию. Часто применяют в водопроводах и газопроводах. Также для подачи питьевой и холодной воды до 40 градусов. Так же может использоваться для транспортировки жидких и газообразных веществ, отличающихся инертностью к полиэтилену. А для электрической сети эти трубы применяются в качестве короба.

Технические характеристики данных материалов

Эти изделия имеют большой ряд положительных характеристик:

1. Высокий показатель усталостной прочности. Он сохраняется даже при рабочей температуре 95С;
2. Возможность сохранять стабильную форму;
3. Полиэтиленовая труба стойкая к образованию трещин;
4. Отличная переносимость ударов, и прочность в надрезанных местах. Эти характеристики сохраняются даже при очень низкой температуре -50 градусов.
5. В полиэтиленовых трубах прочность превосходно сочетается с гибкостью;
6. Отличные показатели износостойкости к истиранию;
7. Хорошие характеристики усадки;
8. Устойчивость к влиянию химических веществ;
9. Устойчивость к коррозии;
10. Не содержит галогенов и тяжелых металлов.

Смотреть видео

Сшитый полиэтилен. Аварийный случай с PEX

Смотрите это видео на YouTube

Полиэтиленовые трубы для отопления, технические характеристики которых имеют целый ряд положительных моментов, все-таки не лишены некоторых недостатков:

1. Труба из сшитого полиэтилена чувствительна к ультрафиолету. На свете ее материал быстро разрушается, и труба трескается и обрывается;
2. Не рекомендуют к ПЭ трубам, спрятанным под стяжку или штукатурку, применять фитинги из латуни;
3. Нельзя превышать возможности эксплуатации данных изделий.

На что необходимо обратить внимание при выборе

Смотреть видео

Отопление на трубах из сшитого полиэтилена Rehau и полезные советы.

Смотрите это видео на YouTube

Покупая трубы из сшитого полиэтилена, следует обратить внимание на:

1. Метод сшивки. Такие показатели маркируют буквой Е, когда молекулы сшиваются реагентами или облучением. Буква Р указывает на присутствие пероксидов, органосиланты обозначают буквой S, а азот – N. Самая большая степень сшивки у изделий с маркировкой РЕХ– Р. Чаще всего используют для магистралей обогрева.
2. Присутствие защиты от попадания кислорода. Ею является алюминиевый слой или покрытие этиленвинилового спирта.
3. Обратите внимание на защиту от ультрафиолета. Это маркируют – UV( это частичная защита). Показатель UV-1 указывает на полную защиту, а добавление дополнительных стабилизаторов указывают буквами UV-2. Для сети обогрева лучше остановить свой выбор на изделиях с самой высокой степенью защиты, чем она выше, то ниже возможности размножения бактерий в воде.
4. Диаметр. Диаметр у выпускаемой продукции может быть от 10 до 280мм, а толщина стенок от 1,7 до 29,9мм. Для отопительной системы рекомендуют использовать изделия с диаметром от 16 до 20мм.

Сферы применения

Полиэтиленовые трубы для отопления, технические характеристики которых идеально подходят для трубопроводов разных назначений, зарекомендовали себя универсальностью и надежностью. Поэтому применяются для:

• Обустройства системы «теплый пол» в жилых и промышленных зданиях;
• Проведения магистрали холодного и горячего водоснабжения.

Такие трубопроводы на протяжении длительного срока эксплуатации работают надежно и без аварий.

Основные преимущества таких водопроводов:

• Длительный сток службы — почти 50 лет. Потому, что все детали изготовлены по самым высоким стандартам.
• Надежность соединений, благодаря тому, что фитинги не требуют вспомогательных уплотнений.
• Универсальность. Трубы устойчивы к большому давлению. Они отлично переносят перепады температур. Это позволяет применить их в частном и промышленном строительстве.
• Небольшие потери давления. Зауженный диаметр этого вида трубопроката компенсируется расширением на срезанном конце заготовки.
• Совместимость. Если нужно, то для соединения однородного и многослойного изделия можно использовать полиэтиленовые или латунные фитинги.
• Абсолютная безвредность. Все элементы изготовлены из натуральных материалов.
• Новые технологии изготовления. Все способы производства этих материалов безопасные и направляются на повышение прочности продукции. Сшивку выполняют действием электронного потока. Поэтому, они лучше других подходят для отопительной сети, для устройства «теплых полов» и для водоснабжения.
• Возможность скрыть разводку. Всю магистраль можно замаскировать штукатуркой в стене или в полу.

Смотреть видео

Установка радиатора и работа с трубами из сшитого полиэтилена // FORUMHOUSE

Смотрите это видео на YouTube

Монтаж

Укладка труб из сшитого полиэтилена для отопления производиться таким образом:

1. Специальными ножницами отрезается труба нужной длины;
2. Выполняется раскалибровка заготовок;
3. На заготовку надевается соединительное кольцо;
4. При помощи пресса делается соединение.

Получившееся соединение выходит герметичным и надежным, протекания в нем исключаются.

Почему сшитый полиэтилен лучше полипропилена и металлопластика

Проблема выбора материала беспокоит многих потребителей. И сразу нужно сказать, что полиэтиленовые трубы, технические характеристики которых столь многогранны, являются самым лучшим решением, потому, что:

• При помощи этих труб создаются долгослужащие коммуникации, которые используются больше 50 лет;
• Создавать соединения с такими изделиями удобно и это занимает немного времени. Укладка производится при помощи фитингов без вспомогательных уплотнений;
• Эти трубы очень удобны в хранении, так, как занимают не много места;
• Изготавливают в бухтах, которые не трудно перевозить;
• Абсолютная экологическая безвредность.

Трубы из сшитого полиэтилена для отопления обладают высоким показателем надежности, и длительным периодом использования. Эти изделия отвечают всем стандартам качества, и отлично подходят для обустройства сети отопления, водоснабжения и газоснабжения.

Поделиться

Оцените автора

( Пока оценок нет )

преимущества и советы по монтажу

 

Трубы из сшитого полиэтилена, либо как их сокращенно называют еще трубы ПЭ, имеют высокую чувствительность к механическому воздействию, что значительно сокращает сферы их применения. Но при этом они обладают целым рядом положительных качеств, которые способствуют выбору в пользу этого материала, когда существуют подходящие условия.

Содержание

• 1 Преимущества труб ПЭ перед другими типами
• 2 Установка системы из ПЭ с помощью фитингов
• 3 Инструкция по монтажу труб с помощью компрессионного метода:
• 4 Инструкция по монтажу напрессовочным методом

Преимущества труб ПЭ перед другими типами

Наиболее популярными являются системы водоснабжения ТМ «Rehau», которые разрабатывались специально для организации подачи горячей и холодной воды в жилые помещения. Именно поэтому системы водоснабжения можно устанавливать в любом доме, невзирая на температуру воды.

Сшитый полиэтилен в отопительных системах

Основным преимуществом есть то, что, двигаясь по трубам ПЭ, вода остается чистой. Также можно выделить еще ряд положительных моментов:

Замечание! Под химикатами, к которым ПЭ устойчив, имеются в виду не все вещества. Например, контакт с азотной кислотой не только не рекомендован, но и воспрещен.

Установка системы из ПЭ с помощью фитингов

Для системы водоснабжения из сшитого полиэтилена можно применять 3 наиболее распространенных методов установки:

1. Компрессионный. Подразумевает соединение труб между собою за счет зажима фитингами. Может применяться как для «холодных» систем, так и для «горячих».
2. Напрессованный. Для этого метода используются пресс-фитинги и применяется способность ПЭ к восстановлению формы (молекулярная память).
3. Электросварный. К этому методу прибегают очень редко, ведь для него нужно иметь специализированное сварочное оборудование и навыки. При этом такой метод является наиболее надежным.

   Трубы из сшитого полиэтилена на для теплого пола

Монтаж труб из сшитого полиэтилена чаще всего осуществляется с помощью переходников и дополнительных приспособлений. Это может быть фитинг, расширитель, крестовина либо другой элемент. Основным преимуществом такого способа установки есть то, что для него почти не нужен нестандартный инструмент, ведь он не предусматривает пайки. Для соединения достаточно использовать механический способ монтажа.

Важно! Нельзя приступать к монтажным работам, заранее не разработав схему отопления для дома. Необходимо учитывать и мероприятия, которые могут быть выполнены в будущем. К примеру, монтаж теплых полов. Кстати, сшитый полиэтилен «Rehau» также подходит для такой системы отопления.

Инструкция по монтажу труб с помощью компрессионного метода:

1. Надеть обжимную гайку на срез трубы таким образом, чтобы резьба пыла повернута в сторону соединения.
2. Натянуть срезное кольцо и зафиксировать его за 1 мм от среза трубы.

   Расширитель для полиэтиленовых труб

3. На полученную конструкцию до упора натянуть фитинг.
4. Используя простой инструмент — 2 ключа — надежно затянуть гайки. Важно не переусердствовать, т.к. излишняя сила может привести к повреждению трубки.

Применяя фитинг, его нельзя разбирать, а также устанавливать под натиском сторонних предметов. Также важно заранее порезать трубы на необходимые размеры, а лишь тогда надевать фитинги и любые другие приспособления.

Фитинг Rehau для труб из сшитого полиэтилена

Важно! Даже дорогие трубы «Rehau» нельзя сразу после заноса в помещение монтировать. Из-за резкого перепада температур приспособления для водоснабжения могут потрескаться либо утратить свои положительные свойства. Именно поэтому им необходимо несколько часов отлежаться, чтобы «запомнить» новую температуру.

Инструкция по монтажу напрессовочным методом

• Необходимо надеть пресс-гильзу на трубу.
• Конец трубы нужно растянуть, для этого применяется расширитель. Растягивать необходимо пока на конец трубки не будет свободно одеваться фитинг.
• Далее фитинг нужно натянуть на трубу до упора.

В таком положении конструкцию необходимо оставить на несколько минут. Благодаря «молекулярной памяти» она вскоре вернется в изначальное положение.

В отличие от предыдущего метода при напрессовании необходимо иметь расширитель. Во всем остальном эта техника простая и не требует специализированных знаний.

Инструкция установки электросварочным способом:

Фитинги для труб из сшитого полиэтилена

• На окончание трубы необходимо надеть электросварочную муфту.
• К сварочному фитингу подсоединяется специальная сварка.
• Под температурой 170°С разогревается труба и внутренняя спираль фитинга.

Сварочное устройство необходимо отключить и подождать до полного остывания фитинга. В результате получается надежное соединение, которое способно выдерживать нагрузки до 12 Атм.

В этом методе уже необходимо иметь прибор более специализированный, нежели расширитель. Учитывая, что не у всех есть сварочный аппарат и не все умеют им пользоваться, этот метод менее востребован, когда речь идет о самостоятельной установке труб «Rehau» или любых других.

Внимание! Обработка ПЭ с помощью сварочного аппарата может быть опасной для здоровья, если нет определенного опыта использования этого оборудования. Поэтому такой вид установки труб на основе сшитого полиэтилена лучше доверить профессионалам.

Стоит отметить, что качество материала отыгрывает более важную роль, нежели то, какую методику решили выбрать для монтажа. Такая тенденция связана с тем, что нас сегодня существует большое количество некачественного сырья. Именно поэтому эксперты рекомендуют использовать проверенные ПЭ трубы «Rehau», хоть они и имеют немного большую стоимость.

Photo-Cross-Linked Poly(этиленгликоль) диакрилатные гидрогели: сферические микрочастицы в микроволокна в форме галстука-бабочки.

• DOI:10.1021/acsami.9b05555
• Идентификатор корпуса: 206497224

 @article{Sharifi2019PhotoCrossLinkedPG,
  title={Фото-сшитые поли(этиленгликоль)диакрилатные гидрогели: сферические микрочастицы в микроволокна в форме галстука-бабочки.},
  автор = {Фаррох Шарифи и Бхавика Б. Патель и Мэрилин С. Макнамара и Питер Мейс и Марисса Н. Рогайр и Мингчанг Лу и Реза Монтазами и Дональд С. Сакагучи и Николь Н. Хашеми},
  journal={прикладные материалы ACS \& интерфейсы},
  год = {2019},
  объем = {11 20},
  страницы={
          18797-18807
        }
} 

• Фаррох Шарифи, Бхавика Б. Патель, Николь Н. Хашеми
• Опубликовано 1 мая 2019 г.
• Инженерия, биология
• Прикладные материалы и интерфейсы ACS

Микрочастицы в форме галстука-бабочки и сферические микрочастицы с контролируемыми размерами и формами были изготовлены из поли(этиленгликоль) диакрилатного гидрогеля с использованием принципов гидродинамического сдвига и стратегии фотополимеризации в микрожидкостном режиме. Уменьшение соотношения расходов между керновым и защитным флюидами с 25 (50:2) до 1,25 (100:80) привело к увеличению размера частиц и снижению дебита на 357 и 86% соответственно. Ширина волокон увеличилась на… 

Посмотреть на PubMed

doi.org

Производство полых микрососудов на основе полиэтиленгликольдиакрилата с использованием микрофлюидики Биология

РСК достижения

2020

Разработан микрофлюидный чип для изготовления полых самостоятельных микрососудов на основе полиэтиленгликольдиакрилата (ПЭГДА) с внутренними размерами от 15 мкм до 73 мкм и проявляющих биосовместимость /цитосовместимость.

Крупномасштабный прядильный подход к разработке вязкого гидрогелевого волокна для мягких роботов.

• Xiangyun J Duan, Jingyi Yu, L. Qu

• Инженерное дело, материаловедение

  ACS nano

• 2020

стратегии самосмазывающегося прядения (SLS) и предлагает решение для рационального проектирования и изготовления интеллектуальных устройств из гидрогеля.

Непрерывное высокопроизводительное производство архитектурных микроматериалов с помощью фотополимеризации в воздухе

• Jieke Jiang, Gary Shea, Prasansha Rastogi, T. Kamperman, C. Venner, C. Visser

• Инженерное дело, материаловедение

• 2020

Полимеризация жидких струй в воздухе продемонстрирована как новая платформа для производства микрочастиц и микроволокон регулируемого размера, формы и состава при высокой производительности, а сочетание быстрой обработки и настраиваемости состава и архитектуры открывает новую путь к применению адаптированных микроматериалов в мягких материалах, медицине, фармацевтике и оптике.

Изготовление пространственно организованных трехмерных биоактивных конструкций на основе шаблонов с использованием магнитных микроволокон из низкоконцентрированного гелеобразующего метакрилата (GelMA).

• T. Sun, Yibing Yao, T. Fukuda

• Инженерия, биология

  Мягкая материя

• 2020

Предлагаемый метод обеспечивает универсальный путь для сборки различных микрофлюидных 3D-панелей. -подобные клеточные конструкции с организованной пространственно-временной композицией предлагают удобную платформу для изучения тканевой инженерии.

Обернутые полиэтиленгликолем полые микроволокна из альгината/графена в качестве гибких суперконденсаторов

• Вахид Насирян, Амир Эхсан Ниараки-Асли, Саурабх С. Айкар, М. Тагавимер, Р. Монтазами, Николь Н. Хашеми
• 0 Материаловедение, 290 Материаловедение
• 2021

Модифицированные углеродом волокнистые структуры с высокой биосовместимостью привлекли большое внимание в качестве суперконденсаторов из-за их низкой стоимости, устойчивости, изобилия и превосходных электрохимических…

Высокопроизводительное производство графена на водной основе для электрогидродинамической печати биосовместимых проводящих узоров

• Амир Эхсан Ниараки Асли, Цзиншуай Го, Пей Лун Лай, Р. Монтазами, Николь Н. Хашеми

• Материаловедение 9002

  Биосенсоры

• 2020

Произведенные графеновые чернила предназначены для печатной и гибкой электроники и показали многообещающие результаты с точки зрения электропроводности и временной стабильности.

Простой способ изготовления метровых многофункциональных гидрогелевых волокон с контролируемыми биофизическими и биохимическими характеристиками.

• Бахрам Мирани, Эрик Паган, М. Акбари

• Биология, материаловедение

  Прикладные материалы и интерфейсы ACS

• 2020

Новый метод контроля над полыми волокнами из гидрогеля и их биотехнологический контроль над твердыми волокнами и гидрогелем для изготовления была описана форма поперечного сечения, морфология поверхности, пористость и состав материала.

Поведение нервных клеток после изготовления и после продолжительной инкапсуляции в проводящие графеновые альгинатные микроволокна

• M. McNamara, Amir Ehsan Niaraki Asli, Rajeendra L. Pemathilaka, A. Wrede, R. Montazami, Nicole N. Hashemi

• Engineering

  bioRxiv

• 2021

Чтобы понять, как инкапсуляция влияет на генетику клеток, анализируются гены IL-1β, TH, TNF-α и TUBB-3 как после изготовления, так и после инкапсуляции в течение шести дней, и долгосрочная инкапсуляция показывает продолжающуюся активацию TH и T NF-α, а шестидневное воздействие графена приводит к активизации TUBb-3 и IL-1β, что указывает на усиление воспаления.

Влияние изменения условий фотосшивки на физические свойства альгинатных гелей и выживаемость фотоинкапсулированных клеток нагруженных клетками альгинатных микроволокон с водным графеном для нейронных приложений

• М. Макнамара, Амир Эхсан Ниараки-Асли, Цзиншуай Гуо, Жасмин Окузоно, Р. Монтазами, Николь Н. Хашеми

• Материаловедение, машиностроение

  Границы материалов

• 2020

Микрофлюидное производство графен-альгинатных микроволокон создает возможности для инкапсуляции нервных клеток крысы в ​​проводящие трехмерные тканевые каркасы для создания в реальном времени 10 2 SHOWING 8 0 9 0 3 1-10 ИЗ 70 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантность Наиболее влиятельные статьиНедавность

Механические и физические свойства микроволокон из поли(винилового спирта), изготовленных микрофлюидным методом

• Фаррох Шарифи, Чжэньхуа Бай, Р. Монтазами, Николь Н. Хашеми

• Материаловедение, инженерия

• 2016

Микрожидкостная платформа использовалась для изготовления непрерывного и некруглого поливинилового спирта (ПВС). Мы показали, что размером и поперечным сечением волокон ПВС можно управлять, изменяя…

Фотосшитые поли(этиленгликоль) диакрилатные (ПЭГДА) гидрогели из низкомолекулярного форполимера: исследования набухания и проницаемости

• A. Cavallo, M. Madaghiele, Ugo Masullo, M. Lionetto, A. Sannino

• Материаловедение

• 2017

Целью данной работы была оценка (диффузионных) свойств полиэтиленгликоля. гидрогели на основе диакрилата (PEGDA), полученные из форполимеров с низкой молекулярной массой, с учетом потенциальных биомедицинских применений.…

Разработка гидрогелевых микроволокон на кристалле от круглой до квадратной/ленточной формы

• Zhenhua Bai, Janet M. Mendoza Reyes, Р. Монтазами, Николь Н. Хашеми

• Материаловедение, биология

• 2014

Экспериментальные результаты показывают, что уменьшение соотношения скоростей потока оболочка-сердцевина может увеличить соотношение сторон и размер лентовидных волокон с 35 мкм × 60 мкм до 47 мкм × 282 мкм, что согласуется с результатами моделирования.

Разработка высокоструктурированных поликапролактоновых волокон с использованием микрофлюидики.

Формирование микросфер из монодисперсного полиэтиленгликольдиакрилата гидрогеля путем фотополимеризации, контролируемой кислородом, в микрожидкостном устройстве. 9

Лаборатория на чипе обеспечение непрерывной фотополимеризации на кристалле микроразмерных частиц PEGDA.

Управляемые свойства и микроструктура гидрогелей на основе сшитых диакрилатов полиэтиленгликоля с различной молекулярной массой

• Hongbin Zhang, Lei Wang, Siquan Zhu

• Материаловедение, инженерное дело

• 2011

400–2000. Смеси низко- и высокомолекулярных…

Влияние сшивки на деформацию и разрушение монодисперсных полистирол-со-дивинилбензольных частиц

• Jianying He, Zhiliang Zhang, H. Kristiansen, K. Redford, G. Fonnum, Grete Ирэн Модал

• Материаловедение

• 2013

В этом исследовании основное внимание уделяется влиянию плотности сшивки на механический отклик частиц полистирол-со-дивинилбензола (ПС-ДВБ) при сжатии с помощью плоского…

Синтез желатин-поли(этиленгликолевого) гидрогеля с регулируемой жесткостью и чувствительностью клеток для трехмерной инкапсуляции клеток.

• Йе Цао, Б. Ли, Х. Пелед, С. Венкатраман

• Биология, инженерия

  Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть A

• 2016

Разработан и охарактеризован новый гидрогель желатин-ПЭГ (ГП), сохраняющий преимущества желатина и синтетических гидрогелей, который может инкапсулировать фибробласты in situ с высокой жизнеспособностью клеток и модулировать поведение клеток для восстановления новой ткани в трехмерных микросредах.

Индуцированное жидкостью выравнивание углеродных нановолокон в полимерных волокнах

• Мингчанг Лу, Фаррох Шарифи, Николь Н. Хашеми, Р. Монтазами

• Машиностроение

• 2017

Композитные волокна углеродного нановолокна/поликапролактона (CNF/PCL) изготавливаются с использованием микрофлюидного подхода. Волокна изготавливаются с различным содержанием УНВ и соотношениями скоростей между…

Прочные и адгезивные гидрогели из сшитого полиэтиленгликоля и силиката для биомедицинского применения.

• Chia-Jung Wu, J. Wilker, G. Schmidt

• Биология, материаловедение

  Макромолекулярная бионаука

• 2013

Эти гидрогели могут помочь в разработке адгезивных тканеинженерных матриц, повязок для ран, герметиков и адгезивных компонентов биомедицинских устройств.

Раннее разрушение ацетабулярного вкладыша из сшитого полиэтилена

J Bone Joint Surg Am. 2008 г., 1 ноября; 90 (11): 2499–2504.

doi: 10.2106/JBJS.G.01304

Отчет о клиническом случае

, доктор медицины, ¹ , магистр медицины,

2 , доктор философии, ² , MD, ³ , PhD, ² и , PhD ⁴

Информация об авторе Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности стали популярной альтернативой использованию обычного полиэтилена. Оценка с использованием симуляторов тазобедренного сустава ^{1 – 4} и клиническая оценка полной замены тазобедренного сустава ^{5 – 10} независимо показали, что полиэтиленовые материалы, обработанные гамма-облучением с последующим плавлением или отжигом, имеют чрезвычайно низкую скорость износа. Однако также было продемонстрировано, что такие процессы сшивки могут снижать вязкость разрушения и сопротивление распространению усталостной трещины полиэтилена ^{11 – 16} . Брэдфорд и др.

14 обнаружили, что извлеченные сшитые полиэтиленовые вкладыши для вертлужной впадины продемонстрировали растрескивание поверхности, которое не было предсказано исследованиями на симуляторе тазобедренного сустава in vitro. Тауэр и др. ¹⁷ наблюдал усталостное разрушение в верхней части обода четырех извлеченных высокосшитых подшипников вертлужной впадины. Они пришли к выводу, что факторами, способствующими этим отказам, были тонкий полиэтилен на краю чашки, относительно вертикальное выравнивание чашки и ухудшенные свойства материала сшитого полиэтилена по сравнению с обычным полиэтиленом. В текущем отчете о клиническом случае мы описываем отказ вертлужного вкладыша из высокосшитого полиэтилена менее чем через три года после имплантации. Мы полагаем, что механизмами отказа были разрыв сшитого полиэтилена, где он был тонким вдоль фиксирующей канавки, и ненормальная нагрузка на чашку из-за неправильной посадки вкладыша в оболочке во время оригинальной процедуры. Это исследование было проведено с одобрения институционального наблюдательного совета и в соответствии с требованиями HIPAA (Закон о переносимости и подотчетности медицинского страхования) в нашем учреждении.

Женщине 74 лет было выполнено первичное тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава из заднего малоинвазивного доступа. Бедренный компонент представлял собой цементируемый стержень VerSys Advocate (Zimmer, Варшава, Индиана) с матовой поверхностью, длиной шейки 34 мм и модульной кобальт-хромовой головкой бедренной кости 36 мм. Чашка представляла собой компонент Trilogy (Zimmer) с наружным диаметром 52 мм и вкладышем из сшитого полиэтилена (Longevity; Zimmer). Сшивку проводили с использованием электронно-лучевого излучения 100 кГр при 40°С с последующей шестичасовой термообработкой при 150°С и газоплазменной стерилизацией ⁵ .

Обычные рентгенограммы, сделанные через шесть недель после операции, продемонстрировали правильное расположение бедренного стержня (нейтральное выравнивание). Наклон вертлужной впадины составил 48°, антеверсия — примерно 20°. Однако головка бедренной кости была ориентирована асимметрично по отношению к оболочке, что свидетельствовало о неправильной посадке вкладыша (1). Пациентка заявила, что смогла отказаться от использования трости примерно через двенадцать недель после операции. Однако примерно через шесть месяцев после операции у нее начались боли, и она снова начала пользоваться тростью. Она сообщила о падении через пятнадцать месяцев после операции и отметила, что с тех пор бедро «скрипит». Рентгенограммы, сделанные через семнадцать месяцев после падения, выявили заметную асимметрию головки бедренной кости внутри оболочки ().

Открыть в отдельном окне

Открыть в отдельном окне

Рис. 1-A Переднезадняя рентгенограмма бедра, сделанная через шесть недель после операции, на которой видно, что головка бедренной кости расположена асимметрично внутри оболочки. Длина (Len) между верхним краем вкладыша вертлужной впадины и краем головки бедренной кости на 3,6 мм меньше длины между медиальным краем вкладыша и краем головки. Рис. 1-B Рентгенограмма, сделанная во время ревизии, выявляющая выраженную асимметрию головки в чашке, соответствующую катастрофическому разрушению полиэтилена. Лен = длина.

Обследование на инфекцию показало отрицательные результаты, и в нашем учреждении было выполнено ревизионное тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава примерно через два года и девять месяцев после первоначальной процедуры. Интраоперационные находки включали обширное металлическое окрашивание псевдокапсулы. Отмечено, что полиэтилен разорван на несколько фрагментов, а стопорное кольцо вертлужного компонента сломано. Бедренный компонент сильно разболтан. Мы исследовали три части сломанного полиэтиленового вкладыша, извлеченную металлическую оболочку вертлужной впадины, три части сломанного титанового стопорного кольца и бедренный компонент. Внешний диаметр вертлужной впадины, измеренный цифровым штангенциркулем, составил 52 мм. Внешний диаметр полиэтиленового вкладыша вдоль стопорного паза составлял 40 мм, толщина полиэтилена в этом месте колебалась от 2,6 до 3,3 мм. В противоположность этому толщина соседнего вкладыша составляла от 4 до 4,6 мм. Для всех извлеченных компонентов был проведен общий визуальный и стереомикроскопический анализы, а также сделаны фотографии с помощью цифровой камеры. Сканирующую электронную микроскопию (Philips XL30; Эйндховен, Нидерланды) использовали для анализа поверхностей излома сломанного полиэтиленового обода и стопорного кольца.

Фрагменты отказавшего вертлужного компонента были размещены и сфотографированы в анатомическом положении (). Верхняя часть полиэтиленового обода треснула вдоль стопорной канавки. Деталь обода не имела видимых признаков износа, в то время как меньший клиновидный кусок полиэтилена имел значительный износ, сравнимый с износом прилегающей части вкладыша. Было замечено, что гильза имеет большую трещину, выходящую из стопорной канавки рядом с местом разрушения обода (). Кроме того, вдоль нижней части задней стороны остатка чашки была заметна канавка, что свидетельствовало о смещении стопорного кольца из канавки стопорного кольца в вертлужной впадине (2). На задней стороне остатка чашки были видны две дополнительные почерневшие границы, которые, по-видимому, были результатом того, что две сломанные части стопорного кольца застряли между полиэтиленовым вкладышем и металлической чашкой. Одна такая демаркация показана на .

Открыть в отдельном окне

Фотография извлеченных компонентов вертлужной впадины, на которой показаны три сломанных детали из сшитого полиэтилена и три сломанных фрагмента металлического стопорного кольца. Стрелка указывает на верхнюю ориентацию.

Открыть в отдельном окне

Открыть в отдельном окне

Открыть в отдельном окне

Рис. 3-A Остаток полиэтиленового вкладыша, на котором видна трещина, исходящая из фиксирующей канавки рядом с местом разрушения обода (стрелка). Рис. 3-B Стрелки указывают на канавку на задней стороне остатков вкладыша, что предполагает смещение стопорного кольца из канавки стопорного кольца в вертлужной впадине. Рис. 3-C Одна из двух почерневших демаркаций, видимых на задней стороне остатка чашки, которые, по-видимому, были результатом того, что сломанные части стопорного кольца заклинили между полиэтиленовым вкладышем и металлической чашкой.

Край излома полукольца полиэтиленового обода был проанализирован с помощью сканирующей электронной микроскопии, которая выявила сложные усталостно-разрушительные процессы. Были четко видны усталостные бороздки, исходящие из канавки стопорного кольца и распространяющиеся к суставной поверхности, а также по периферии вокруг края (1). Усталостные бороздки по краям излома не проявляются. Вместо этого концы выглядели гладкими и отполированными, как будто они терлись о противоположные поверхности излома.

Открыть в отдельном окне

Сканирующая электронная микрофотография (×15) поверхности излома обода из сшитого полиэтилена. Поверхность излома показывает признаки многоцикловой усталости при низкой нагрузке (центральная и левая стрелки) и усталостного разрушения смешанного типа (верхняя правая стрелка). Плоские трещины в центре рисунка предполагают преимущественно среду напряжения типа I (растяжение). Ближе к верхнему правому краю рисунка на кромке вкладыша видны следы разрушения, произошедшего по многочисленным плоскостям, что также свидетельствует о наличии напряжений режима II (сдвига) и режима III (разрыва).

На металлической оболочке вертлужной впадины были обнаружены следы полировки, характерные для сочленения металла с металлом, в том месте, где на ободе оболочки располагалось стопорное кольцо полиэтиленового вкладыша. При перемещении вкладыша внутри оболочки вдоль края меньшего клиновидного куска полиэтилена и изношенной металлической оболочки была видна четкая демаркационная линия (), что свидетельствует о том, что меньший кусок оставался прикрепленным к остатку чашки долгое время. после того, как обод оторвался.

Открыть в отдельном окне

Перемещенный вкладыш внутри оболочки показал четкую линию разграничения вдоль края меньшего клиновидного куска полиэтилена и изношенной металлической оболочки (стрелки), что позволяет предположить, что меньший кусок был оставался прикрепленным к остатку чашки еще долгое время после того, как обод откололся.

Металлическое стопорное кольцо состояло из трех частей. Самый большой остаток все еще находился внутри канавки стопорного кольца оболочки вертлужной впадины. Особенности поверхности сломанных концов стопорного кольца, наблюдаемые при сканирующей электронной микроскопии, соответствовали механизмам однократного вязкого разрушения без признаков усталости. На внешней стороне сломанной части стопорного кольца, которая совпала с выемкой на задней стороне полиэтиленового вкладыша, были обнаружены следы полировки, что согласуется с выводом о том, что эта часть была зажата между полиэтиленом и чашкой вертлужной впадины.

Незакрепленный бедренный стержень не имеет повреждений, кроме повреждений, вызванных удалением. Между ножкой и головкой бедренного компонента коррозии не наблюдалось. Головка бедренной кости имела большие участки суставной области, покрытые неравномерным металлическим слоем мусора, перенесенного из сустава на вертлужную впадину.

Мы сообщаем о катастрофическом отказе высокосшитого вертлужного вкладыша менее чем за три года эксплуатации. Асимметричное положение головки бедренной кости, наблюдаемое на первичных послеоперационных рентгенограммах, трещины и усталостные бороздки по поверхностям в местах разрыва полиэтилена, сломанное стопорное кольцо и видимые повреждения тыльной стороны полиэтиленового вкладыша позволили сделать вывод. что неспособность должным образом установить вкладыш внутри корпуса во время первоначальной процедуры способствовала началу усталостного разрушения вкладыша.

При осмотре неповрежденного имплантата Trilogy обнаружено стопорное кольцо, которое может выступать внутрь чашки, если вкладыш установлен неправильно (). Возможно, что у этого пациента смещенное, выступающее и неподдерживаемое кольцо было сломано при вдавливании полиэтиленового вкладыша, что привело к застреванию сломанного кольца в задней части вкладыша, в результате чего вкладыш «гордо сидел» вдоль своей поверхности. низший аспект. Неправильно расположенная гильза затем испытала растягивающие напряжения вдоль верхней части ее обода, что привело к возникновению усталостного разрушения вдоль фиксирующей канавки, которая распространилась по всему ободу. Большая трещина в остатке чашечки предполагает, что обод на этом участке прогнулся, а затем отломился. Неясно, как падение пациента повлияло на общую неудачу. Возможно, падение привело к перелому ослабленного обода или обод уже разрушился из-за усталости, и при падении оторвался меньший кусок полиэтилена. Тем не менее, сломанный край привел к повышенному износу остатка чашки, что в конечном итоге привело к удару головки бедренной кости о металлическую оболочку вертлужной впадины и вызвало скрип, о котором сообщил пациент.

Открыть в отдельном окне

Неповрежденный металлический корпус Trilogy; стрелка указывает на зазор между стопорным кольцом и корпусом.

Рентгенограммы, выявляющие асимметрию головки бедренной кости в чашке, сделаны в положении больного на спине. Было обнаружено, что рентгенограммы в положении лежа сильно коррелируют с измерениями, сделанными с учетом веса пациента ¹⁸ . Поэтому мы не считаем, что асимметрия, наблюдаемая на рентгенограммах, была вызвана отвлечением головы от вкладыша из-за того, что пациент лежал на спине.

Проблема тонкого полиэтилена на ободе была отмечена ранее как фактор выхода из строя футеровки. Берри и др. ¹⁹ сообщили о разрывах вкладышей из несшитого полиэтилена с толщиной обода <5 мм. Тауэр и др. ¹⁷ сообщили о толщине <4 мм в фиксирующей канавке вкладышей из сшитого полиэтилена, связанной с непредвиденными усталостными разрушениями. Значения толщины образца, извлеченного у нашего пациента, составляли всего 2,6 мм. Эти наблюдения показывают, что в дополнение к ослаблению материала полиэтилена из-за процесса сшивания может потребоваться определенная минимальная толщина полиэтилена для предотвращения такого разрушения.

Несмотря на многообещающие результаты в отношении характеристик износа ^{1 – 10} , хорошо известно, что сшивание и тепловой отжиг приводят к получению полиэтилена с пониженным сопротивлением возникновению и распространению трещин под действием растягивающих напряжений ^{11 – 16} . Хотя напряжения во вкладыше вертлужной впадины в первую очередь связаны с сжатием, растягивающие напряжения могут возникать вдоль края компонента от импинджмента, вторичного до неправильного положения ²⁰ или слишком вертикальное выравнивание ¹⁷ вертлужного компонента. В данном случае во время индексной операции применялась так называемая малоинвазивная техника. Возможно, что ограниченное хирургическое воздействие могло способствовать неправильной посадке вкладыша.

Примечание. Авторы выражают признательность сотрудникам Университета Алабамы в Бирмингемской ортопедической исследовательской лаборатории за их помощь в работе с извлеченными образцами.

Раскрытие информации: В поддержку своих исследований или подготовки к этой работе один или несколько авторов в течение одного года получали внешнее финансирование или гранты на сумму более 10 000 долларов США от Национальных институтов здравоохранения (Национальный институт биомедицинской визуализации и Биоинженерия, Партнерство по исследованию биоинженерии 1 RO1 EB001715-01A2) и Отделение ортопедической хирургии и Отделение биомедицинской инженерии Алабамского университета в Бирмингеме. Кроме того, один или несколько авторов или член его или ее ближайших родственников получили в течение одного года платежи или другие льготы на сумму, превышающую 10 000 долларов США, или обязательство или соглашение о предоставлении таких льгот от коммерческой организации (Biomet, Inc. ., Варшава, Индиана). Ни одна коммерческая организация не платила и не направляла, не соглашалась выплачивать или не направлять какие-либо выгоды какому-либо исследовательскому фонду, фонду, отделению, центру, клинической практике или другой благотворительной или некоммерческой организации, в которой состоят авторы или члены их ближайших семей. аффилированные или ассоциированные.

Исследование проведено в Университете Алабамы в Бирмингеме, Бирмингем, Алабама

1. McKellop H, Shen FW, Lu B, Campbell P, Salovey R. Разработка чрезвычайно износостойкого полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой для полной замены тазобедренного сустава . J Ортоп Res. 1999; 17:157-67. [PubMed] [Google Scholar]

2. McKellop H, Shen FW, DiMaio W, Lancaster JG. Износ вертлужных чашек из гамма-сшитого полиэтилена против шероховатых бедренных шаров. Clin Orthop Relat Relat Res. 1999;369:73-82. [PubMed] [Google Scholar]

3. Chiesa R, Tanzi MC, Alfonsi S, Paracchini L, Moscatelli M, Cigada A. Повышенная износостойкость высокосшитого СВМПЭ для искусственных суставов. J Biomed Mater Res. 2000;50:381-7. [PubMed] [Google Scholar]

4. Эдидин А.А., Прюитт Л., Джуэтт К.В., Крейн Д.Дж., Робертс Д., Курц С.М. Слой, вызванный пластическими повреждениями, является предшественником износа радиационно-сшитых компонентов вертлужной впадины из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для полной замены тазобедренного сустава. Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы. J Артропластика. 1999;14:616-27. [PubMed] [Google Scholar]

5. Martell JM, Verner JJ, Incavo SJ. Клиническая эффективность высокосшитого полиэтилена через два года при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава: рандомизированное проспективное исследование. J Артропластика. 2003;18(7 Приложение 1):55-9. [PubMed] [Google Scholar]

6. Муратоглу О.К., Гринбаум Э.С., Брэгдон Ч.Р., Джасти М., Фрайберг А.А., Харрис У.Х. Анализ поверхности предварительно извлеченных полиэтиленовых вкладышей для вертлужной впадины: сравнение обычного полиэтилена и полиэтилена с высокой степенью сшивки. J Артропластика. 2004;19: 68-77. [PubMed] [Google Scholar]

7. Digas G, Kärrholm J, Thanner J, Malchau H, Herberts P. Высокосшитый полиэтилен при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава: рандомизированная оценка скорости проникновения в цементированные и бесцементные лунки с использованием радиостереометрического анализа . Clin Orthop Relat Relat Res. 2004;429:6-16. [PubMed] [Google Scholar]

8. Heisel C, Silva M, Schmalzried TP. Изнашивание билатеральных тотальных эндопротезов тазобедренного сустава in vivo: обычный и сшитый полиэтилен. Arch Orthop Trauma Surg. 2005;125:555-7. [PubMed] [Академия Google]

9. Dorr LD, Wan Z, Shahrdar C, Sirianni L, Boutary M, Yun A. Клинические характеристики вертлужного вкладыша из высокосшитого полиэтилена Durasul для тотального эндопротезирования тазобедренного сустава через пять лет. J Bone Joint Surg Am. 2005;87:1816-21. [PubMed] [Google Scholar]

10. Engh CA Jr, Stepniewski AS, Ginn SD, Beykirch SE, Sychterz-Terefenko CJ, Hopper RH Jr, Engh CA. Рандомизированная проспективная оценка результатов после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава с использованием кросс-сшитых марафонских и несшитых полиэтиленовых вкладышей Enduron. J Артропластика. 2006;21(6 Приложение 2):17-25. [PubMed] [Академия Google]

11. Бейкер Д.А., Гастингс Р.С., Прюитт Л. Исследование усталостной прочности сшитого химическим и радиационным методами медицинского полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы. J Biomed Mater Res. 1999;46:573-81. [PubMed] [Google Scholar]

12. Бейкер Д.А., Белларе А., Прюитт Л. Влияние степени сшивки на сопротивление инициированию и распространению усталостной трещины ортопедического полиэтилена. J Biomed Mater Res A. 2003;66:146-54. [PubMed] [Google Scholar]

13. Gencur SJ, Rimnac CM, Kurtz SM. Сопротивление распространению усталостных трещин исходного и сильно сшитого, термически обработанного полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы. Биоматериалы. 2006; 27:1550-7. [PubMed] [Академия Google]

14. Брэдфорд Л., Бейкер Д., Рис М.Д., Прюитт Л.А. Сопротивление распространению усталостных трещин высокосшитого полиэтилена. Clin Orthop Relat Relat Res. 2004; 429:68-72. [PubMed] [Google Scholar]

15. Паско Р.С., Эванс В.Т., Маккаллах П.Дж., ФитцПатрик Д.П. Влияние стерилизации гамма-излучением и температуры на трещиностойкость сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Биоматериалы. 1997; 18:727-35. [PubMed] [Google Scholar]

16. Cole JC, Lemons JE, Eberhardt AW. Гамма-облучение изменяет поведение усталостных трещин и вязкость разрушения в 1900H и ГУР 1050 СВМПЭ. J Biomed Mater Res. 2002;63:559-66. [PubMed] [Google Scholar]

17. Tower SS, Currier JH, Currier BH, Lyford KA, Van Citters DW, Mayor MB.