骨水泥及應用技術

骨水泥在人工關節(jié)外科中的作用髖關節(jié)：10%的髖臼、50%的股骨柄膝關節(jié)：90%的股骨髁、90%的脛骨平臺→須要用骨水泥固定在以骨水泥固定的人工關節(jié)，骨床、假體、骨水泥三者中，后者是最薄弱的環(huán)節(jié)而最簡潔出問題→骨水泥及應用技術對人工關節(jié)置換術后的效果至關重要1

骨水泥應用簡史1928：骨水泥用于醫(yī)療→口腔科齒托。1946：骨水泥用于人工關節(jié)領域→人工股骨頭1951：骨水泥用于人工關節(jié)領域→固定全髖關節(jié)1958：現(xiàn)代人工關節(jié)的開端（JhonCharnley）→

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低摩擦人工關節(jié)的理論

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金屬-聚乙烯的配伍

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假體的骨水泥固定2

骨水泥產(chǎn)品舉例(一)國外產(chǎn)品CMW(Howmedica)Coriplast3(Corin)OsteoBond(Zimmer)Osteopal(Biomet)Palacos（Biomet）SimplexP(Howmedica)Sulfix-6(Sulzer)ZimmerLVC(Zimmer)……3

骨水泥產(chǎn)品舉例(二)國內產(chǎn)品：TJ骨水泥（天津）骨固著劑（四川）高效能骨水泥（上海）SH-1型骨水泥（上海）……4進口骨水泥產(chǎn)品（一）產(chǎn)地：英國Corin公司粘度：低5國產(chǎn)骨水泥產(chǎn)品（二）產(chǎn)地：天津6

不同品牌骨水泥的差別相同——基本成分目前市售的各種品牌的骨水泥其基本成分均是相同的，即甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。差別——添加成分各種品牌的骨水泥其添加成分有極大的差別。如促進劑、阻抑劑、顯影劑、抗生素、抗癌藥、骨粉、HA等。7

骨水泥的組成粉劑PMMA+苯乙烯+引發(fā)劑PMMA粉末為5um~130um直徑的小球。無氣味，性能穩(wěn)定。液劑甲基丙烯酸甲酯單體(MMA)+促進劑MMA為無色液體，有刺鼻的氣味，易揮發(fā)性、易燃性、親脂性、并有細胞毒性。在確定條件下能自行聚合固化成聚合體PMMA8

碳鍵斷裂的效應MMA通過碳鍵的斷裂而相互連接成PMMA碳鍵的斷裂會放出熱能。100gMMA聚化產(chǎn)生13千卡熱量。9

MMA聚化過程中的產(chǎn)熱量臨床常用劑量20ml液劑與40g粉劑反應時，釋放的熱能達10,920J。這一熱能主要積聚在骨水泥內部，使其中心溫度瞬間可高達100~110℃。骨與骨水泥界面的溫度要低很多，一般在45~50℃，且3~5min后即可降低。10

影響骨水泥聚化過程中產(chǎn)熱量的因素

室溫每上升1℃，聚化的最高溫度約上升2.5℃。單體比例愈大，聚合時間愈長，聚化溫度愈高。聚合的骨水泥愈厚，產(chǎn)生的聚化溫度愈高。用手揉捏使骨水泥表面更新，加速聚合溫度上升。散熱速度與骨組織結構和人工關節(jié)的材料有關。11

骨水泥聚化過程粥狀期：粉劑與液劑混合反應呈稀粥狀粘糊期：混合物變稠----牽拉能出絲面團期：混合物起先不粘手套，溫度增高固化期：溫度激劇上升，MMA消耗完畢12

骨水泥固定假體的原理骨水泥在骨與假體之間

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既沒有粘合作用

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也不發(fā)生化學反應其固定作用僅靠面團期的塑形特點，將骨水泥壓入骨與假體之間固化后鑲嵌。13由于骨水泥向骨小梁中滲透，松質骨得到加固后可以承受形變力氣使假體-骨之間的應力分布勻整加大假體應力傳導范圍不良應力減小，避開應力集中

對醫(yī)生技術和骨質允許有確定的偏差容限(tolerance)骨水泥的優(yōu)點14

影響骨水泥固定堅實性的因素在混合過程中不能沾染水骨與骨水泥之間不能夾雜血液骨粘合面要富有網(wǎng)孔應一次填足夠量的骨水泥充填時要施加適當?shù)膲毫χ钡焦袒蠊袒谝３止呛椭踩塍w穩(wěn)定15

骨水泥的機械特性(二)固化后的PMMA，抗壓強度為420kg/cm2，抗彎曲與抗拉強度則較低。其彈性模量相當于皮質骨的1/8，依據(jù)抗壓強度、抗彎曲強度、抗拉強度及彈性模量可知，骨水泥的機械強度高于松質骨而低于皮質骨及假體。16

影響骨水泥機械性能的因素產(chǎn)品本身的特性骨水泥調制和運用的方法17

調制方法對骨水泥機械性能的影響在臨床實際運用中，對骨水泥產(chǎn)品的固有特性已經(jīng)無法變更。然而通過運用不同的調制方法，仍會對骨水泥固化后的機械性能產(chǎn)生重要影響。18

骨水泥調制的三種方法?

手工攪拌

?離心攪拌

?真空攪拌19

骨水泥的手工攪拌調制1，調和杯或碗+攪拌棒2，溫順攪拌，60次/min3，留意所用容器和攪拌棒的材質，以保證在調制過程中不會有碎屑脫落而混入骨水泥20

骨水泥的離心攪拌調制適用低粘度骨水泥在將液劑與固劑混合離心前，將液劑置冰浴，可增加反應時間，有助于離心的進行目的是使攪拌更勻整，聚合體內更少空泡21

骨水泥的真空攪拌真空泵將密閉的骨水泥調和杯抽成真空在真空狀態(tài)下攪拌混合骨水泥實現(xiàn)進一步削減固化骨水泥中空泡的目的22

攪拌對空泡形成的影響----顯微鏡觀23

攪拌對空泡形成的影響----X線下觀24

骨水泥運用技術的發(fā)展骨水泥本身的組分、理化性能等數(shù)十年來沒有根本性的變更骨水泥調制和填充技術則經(jīng)過了三代的發(fā)展25

第一代骨水泥技術手工攪拌，指壓填充26

其次代骨水泥技術手工攪拌骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗遠端骨水泥塞用骨水泥槍由遠至近的骨水泥填充早期的遠端中位器27

髓腔刷28

髓腔脈沖沖洗裝置29

骨水泥塞可吸取骨水泥栓塞Plugin’Tech30

骨水泥槍31

由遠而近的股骨髓腔填充32

遠端中位器33

第三代骨水泥技術真空攪拌或離心攪拌骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗遠端骨水泥塞用骨水泥槍由遠至近的骨水泥填充骨水泥的加壓填充遠端和近端中位器34

真空攪拌35近端中位器36

志向的骨水泥充填37

調制骨水泥前的留意事項檢查包裝有無破損打開液劑時應避開調和容器，以免混進玻璃碎片戴隱形眼鏡者避開接觸MMA，以免引起眼部損害因MMA有刺激、易揮發(fā)，盡量在通風良好處調制保證恰當?shù)氖覂葴囟?，因其影響固化時間。38

骨水泥調制中的留意事項嚴格駕馭粉液比例。液劑或固劑的不足均能影響骨水泥的最最終機械性能。避開骨水泥中夾雜進血液或骨屑。駕馭好骨水泥充填的時間，不能過早或過晚。充填骨水泥時要用確定的壓力，使其滲入松質骨中。人工假體插入到位后，要保持該位置5~10min不動。39骨水泥的不足假體磨損：不僅可磨損聚乙烯，也能磨損金屬假體心血管系統(tǒng)反應：低血壓、猝死等假體松動：除與聚乙烯碎屑有關外，還和骨水泥碎屑有關骨組織損傷：聚合時產(chǎn)熱細胞毒性：主要是單體降低局部抗感染力，骨-骨水泥界面是細菌易繁殖區(qū)過敏反應：主要是單體40急性全身性反應低血壓:低血壓是最常見的急性全身性反應。休克：肺栓塞心肌梗死和猝死。41因運用骨水泥而發(fā)生休克、肺栓塞、心肌梗死和猝死的病例，國內外均有報道。雖然這些并發(fā)癥極少發(fā)生，但危害極大，應引起高度重視。為了預防和削減骨水泥應用過程中全身性反應的發(fā)生充填骨水泥前，應通知麻醉醫(yī)師，留意視察血壓變更，必要時可適當?shù)亟邮苌龎捍胧┱婵諗嚢?、脈沖加壓沖洗和骨水泥槍由深至淺注入骨水泥可以削減單體、空氣、血凝塊和脂肪顆粒等進入血液，減輕毒性作用和降低栓塞的可能性。42局部并發(fā)癥局部感染骨水泥可能降低局部組織的抗感染實力，而且骨水泥不規(guī)則的表面和單體釋放后的局部作用可能間接地促進感染的發(fā)生。骨水泥碎屑引起的異物反應也可招致細菌感染。感染的發(fā)生率極低，多為遲發(fā)感染。43局部并發(fā)癥預防感染的方法強調無菌原則，可應用抗菌骨水泥，特殊是對于翻修病例?？咕撬嗫捎蓮S家干脆供應，也可于調制骨水泥前向骨水泥粉劑中加入耐熱的抗生素粉劑。44假體四周骨溶解骨水泥可以磨損假體，產(chǎn)生超高分子聚乙烯顆粒和金屬顆粒，同時骨水泥自身也發(fā)生碎裂，形成骨水泥碎屑。巨噬細胞吞噬或包袱異物顆粒，并且本身被激活，釋放蛋白溶解酶和膠原酶、前列腺素E、白細胞介素-1、腫瘤壞死因子等細胞因子，這些因子再激活破骨細胞和刺激成纖維細胞，導致假體四周骨溶解和纖維肉芽組織的形成，最終導致假體的松動。45假體四周骨溶解隨著探討的不斷深化，發(fā)覺假體松動由生物性、生物力學和骨質疏松等多種因素引起。生物性因素主要是磨損碎屑導致假體四周的骨溶解，這些碎屑包括聚乙烯、骨水泥和金屬等碎屑。經(jīng)探討發(fā)覺，其中聚乙烯碎屑起著最主要的作用，而骨水泥碎屑的作用介于聚乙烯和金屬碎屑之間。46假體四周骨溶解目前還沒有發(fā)覺很好的方法可以削減或防止假體四周骨溶解的發(fā)生。預防方法主要是保證骨水泥固定堅固，去掉不必