Bestimmung von synthetischen Polymeren in Humangewebe durch Pyrolyse-Gas-Chromatographie (Py-GC)

Zusammenfassung Einlagerungen von Polymethylmethacrylat und Polyethylen lassen sich mit guter Genauigkeit in so komplexen Matrices wie Humangewebe qualitativ nachweisen und quantitativ bestimmen. Hierzu wurden Gewebsproben untersucht, die Patienten mit Kunststoffprothesen bei Reoperationen aus dem an das Implantat angrenzenden Gewebe entnommen wurden. Zum qualitativen Nachweis eingelagerter Polymerpartikel werden etwa 200 g der getrockneten Gewebsprobe in einen cylindrischen ferromagnetischen Träger eines Curie-Punkt-Pyrolysators eingebracht und in einem hochfrequenten elektrischen Feld im Einspritzblock des Gas-Chromatographen bei 700°C pyrolysiert. Für Polymethylmethacrylat liegt hierbei die Erfassungsgrenze bei 5×10^–8 g, für Polyethylen bei 5×10^–7 g. Zur quantitativen Bestimmung der beiden Kunststoffe nebeneinander wurden Gewebsstücke nacheinander mit Methanol, Dichlormethan und o-Xylol extrahiert. Mit Hilfe von Standardlösungen wurden Eichkurven erstellt, die bis zur Erfassungsgrenze die Bestimmung von Polymereinlagerungen gestatten. In reinen Knochenzementproben (Polymethyl- und Polybutylmethacrylat) lassen sich durch Pyrolyse-Gas-Chromatographie auch Additive wie Antibiotica (Bacitracin) und Weichmacher (Dicyclohexylphthalat) nachweisen.

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Determination of synthetic polymers in human tissues by pyrolysis gas chromatography (Py-GC)Part 3. Poly(methylmethacrylate) and poly(ethylene)

Summary Incorporations of poly(methylmethacrylate) and poly(ethylene) in human tissues can be determined qualitatively and quantitatively with good precision. In this investigation tissue samples have been analyzed which had been removed during reoperations from the area surrounding artificial endoprotheses. For the qualitative analysis of incorporated polymer particles about 200 g of the dry tissue sample are placed into the probe of a Curie-Point pyrolyzer and heated at exactly 700 °C by a high-frequency electrical field in the injector block of a gas Chromatograph.The determination limits of the procedure for poly(methylmethacrylate) and poly(ethylene) are 5×10^–8 g and 5×10^–7 g. In order to provide a parallel quantitative determination of both polymers the tissue samples have been extracted stepwise by methanol, dichloromethane and o-xylene.Calibration curves have been prepared from standard solutions which allow to analyze the polymer incorporations with good accuracy.Additives as antibiotics (bacitracine) and plasticizers (dicychlohexylphthalates) can be detected in pure bone cement (polymethylmethacrylate] and polybutylmethacrylate] by pyrolysis gas chromatography.

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Herrn Prof. Dr. R. Bock zum 70. Geburtstag gewidmet

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2. Mitteilung siehe 13]

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Wir bedanken uns sehr herzlich bei Herrn Prof. Dr. H.-G. Willert und Herrn Dipl.-Ing. G. Buchhorn, Orthopädische Klinik der Universität Göttingen, für die Bereitstellung der Humangewebeproben I–V und bei der Fa. Fischer Labortechnik, Meckenheim, für die apparative Unterstützung bei der Durchführung der pyrolyse-gaschromatographischen Untersuchungen.