第04課馮向坤骨水泥

1、生物材料學論文論文題目：骨水泥在醫(yī)學上的應用學 院：化學與化工學院專 業(yè)：無機非金屬材料工程 班 級：無機 101 班 學號： 1008110373學生姓名：馮向坤 指導教師：呂劍明2013 年 06 月 09 日貴州大學本科論文第6頁目錄前言錯. 誤！未定義書簽······ ·3·· ·· · · ·3··· ·· ·4錯誤！未定義書簽。摘 要 ····&

2、#183;··第一章 骨水泥 ·····第二章 骨水泥分類···第三章 骨水泥在醫(yī)學上的應用目前生物活性陶瓷作為骨填充、修復材料已經(jīng)在臨床上大量應用，但由于這些材料都是高溫燒 結(jié)后的塊狀或顆粒狀，不具有可塑性。醫(yī)生在手術(shù)過程中無法按照病人骨缺損部位任意塑型，而且 不能完全充填異形骨空穴。另一方面，人工關(guān)節(jié)的固定、不穩(wěn)定性骨折的內(nèi)固定等同樣也需要一種 新的生物醫(yī)用材料。因此，一種新型的生物材料骨水泥成為了人們關(guān)注的熱點。生物骨水泥在 發(fā)展過程中形成了兩大體系：生物相容性較差的PMMA骨水泥和生物相

3、容性良好的磷酸鈣骨水泥。骨水水泥實際上一類無機或有機及其混合物粉末材料，在常溫下當它與水或水溶液拌和后所形成的 漿體，經(jīng)過一系列化學、物理作用后，能夠逐漸硬化并形成具有一定強度的人造石。而骨水泥是一 種有機高分子化合物材料。它是用單體甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯經(jīng)聚合反應而成。作為 骨水泥，除了易塑形和凝固后一定的強度，同時還必須具有生物相容性自20 世紀 70 年代起，泥作為抗生素載體最早最廣泛應用于防治骨關(guān)節(jié)感染。生物材料是一類具有特殊性能、特殊功能， 用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、檢查、治療疾患等醫(yī)療保健領(lǐng)域，而對人體無毒，無 副作用，不凝血，不溶血，不引起人體細胞的突變，

4、畸變和癌變，不引起免疫排異反應的材料。而 第六屆國際生物材料年會給生物材料定義為：生物材料是一種植入軀體活系統(tǒng)內(nèi)或與活系統(tǒng)相結(jié)合 而設計的物質(zhì)， 它與軀體不起藥理反應。 這一定義規(guī)定了生物材料是指置換或恢復活組織及其功能， 對機體呈生理惰性的植入材料。骨水泥在醫(yī)學上的應用摘要尋找理想的骨移植材料修復臨床因各種原因造成的骨缺損一直是骨科領(lǐng)域研究十分活躍的課 題。骨水泥是醫(yī)學中應用最為廣泛的生物材料，骨水泥是一種有機高分子化合物材料。它是用單體 甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯經(jīng)聚合反應而成，骨水泥注入骨髓腔后在凝固過程中釋放大量 的熱量。本文著重骨水泥的分類和應用進行研究，關(guān)鍵詞： 骨水泥，醫(yī)學

5、，應用第一章 骨水泥水泥，在常溫下當它與水或水溶液拌和后所形成的漿體，經(jīng)過一系列化學、物理作用后，能夠 逐漸硬化并形成具有一定強度的人造石。 PVP 俗稱骨水泥，化學名稱為聚乙烯吡咯烷酮，是性 能優(yōu)異、用途廣泛的水溶性高分子化合物，屬高科技含量、高附加值精細化工產(chǎn)品，是國際倡導的 重要化工中間體和醫(yī)藥中間體。骨水泥是一種有機高分子化合物材料。它是用單體甲基丙烯酸甲酯 和聚甲基丙烯酸甲酯經(jīng)聚合反應而成。骨水泥是一種用于骨科手術(shù)的醫(yī)用材料，由于它的部分物理性質(zhì)以及凝固后外觀和性狀頗像建 筑、裝修用的白水泥，便有了如此通俗的名稱。其實，它的正名是骨粘固劑。其主要成分是聚甲基 丙烯酸甲酯，主要用于人工

6、關(guān)節(jié)置換手術(shù)。PVP，俗稱骨水泥?；瘜W名稱為聚乙烯吡咯烷酮，是性能優(yōu)異、用途廣泛的水溶性高分子化合物，屬高科技含量、高附加值精細化工產(chǎn)品，是國際倡 導的重要化工中間體和醫(yī)藥中間體。聚維酮在醫(yī)藥上有廣泛的應用，為國際倡導的三大藥用新輔料之一。應用最廣的是片劑、顆粒 劑的粘合劑。 PVP 還可用作膠囊的助流劑，眼藥的去毒劑及潤滑劑，注射劑的助溶劑，液體制劑的 分散劑，酶及熱敏藥物的穩(wěn)定劑。聚維酮還可與碘合成 PVP-I 消毒殺菌劑。在隱形眼鏡中， PVP 作 為接觸眼鏡的成份，可增加其親水性。 PVP在醫(yī)藥上還可用作低溫保存劑。聚維酮K30，正收入中國藥典2000版， PVP收入美國藥典 26版。

7、第二章 骨水泥分類現(xiàn)階段臨床使用的骨水泥有兩大類：（1）不可降解的骨水泥：丙烯酸骨水泥，聚甲基丙烯酸甲脂（PMM）A 等；丙烯酸骨水泥：主要是在 MMA中添加乙基均苯三酸 4- 甲基丙烯脂作為促粘劑，同時在固相中添 加羥磷灰石粉末以提高骨相容性。聚甲基丙烯酸甲脂（ PMMA）：聚甲基丙烯酸甲酯縮寫代號為 PMMA ，俗稱有機玻璃，是迄今為 止合成透明材料中質(zhì)地最優(yōu)異，價格又比較適宜的品種。聚甲基丙烯酸甲酯是剛性硬質(zhì)無色透明材 料，密度為 1.18-1.19g/CM3 ，折射率較小，約 1.49，透光率達 92%，霧度不大于 2%，是優(yōu)質(zhì)有機透 明材料。（2）可被降解的骨水泥：羥基磷酸鈣骨水泥等

8、。實驗發(fā)現(xiàn)羥基磷酸鈣骨水泥不能提高椎體強度 與硬度。 PMMA是目前 PVP最常用的骨水泥。羥基磷酸鈣：羥基磷灰石簡稱 HA，屬于磷酸鹽系無機非金屬材料。其化學成分和晶體結(jié)構(gòu)與脊 椎動物的骨和牙齒中的礦物成分非常接近。作為人和動物骨骼及牙齒的主要無機成分，羥基磷灰石 具有良好的生物相容性，無生物毒性，是與骨組織生物相容性最好的生物活性材料，植入骨組織后 能在界面上形成很強的化學鍵合，已經(jīng)廣泛作為生物硬組織修復和替換的材料。骨水泥應用在治療脊柱骨折的時候往往是壓縮性骨折，這個手術(shù)的全稱叫椎體成形術(shù)，就是用骨水泥，把壓縮 的椎體給重新支撐起到，而水泥又起到固定作用。一般來講，如果患者不是過敏體質(zhì)的

9、，都不會有過敏現(xiàn)象，現(xiàn)在 的骨水泥材料是聚甲基丙烯酸甲酯，材料很穩(wěn)定，不會對人體產(chǎn)生副作用。十分鐘凝固之后，可以對壓縮的骨折起 到很好的成形固定作用。第三章 骨水泥的應用生物醫(yī)學材料又稱為生物材料。是用以和生物系統(tǒng)接合，以診斷、治療或替換機體中的組織、 器官或增進其功能的材料。它可以是天然產(chǎn)物，也可以是合成材料，或者是它們的結(jié)合物，還可以 是有生命力的活體細胞或天然組織與無生命的材料結(jié)合而成的雜化材料。與生物系統(tǒng)直接接合是生 物醫(yī)學材料最基本的特征，如直接進入體內(nèi)的植入材料，人工心肺、肝、腎等體外輔助裝置等與血 液直接接觸的材料。生物醫(yī)學材料除應滿足一定的理化性質(zhì)要求外，還必須滿足生物學性能要

10、求， 即生物相容性要求，這是它區(qū)別于其他功能材料的最重要的特征。生物醫(yī)用材料可以按多種方法分類。根據(jù)材料的組成和性質(zhì)，可以分為醫(yī)用金屬及合金、醫(yī)用高分 子材料、生物陶瓷以及骨水泥等等。目前生物活性陶瓷作為骨填充、修復材料已經(jīng)在臨床上大量應用，但由于這些材料都是高 溫燒結(jié)后的塊狀或顆粒狀，不具有可塑性。醫(yī)生在手術(shù)過程中無法按照病人骨缺損部位任意塑型， 而且不能完全充填異形骨空穴。另一方面，人工關(guān)節(jié)的固定、不穩(wěn)定性骨折的內(nèi)固定等同樣也需要 一種新的生物醫(yī)用材料。因此，一種新型的生物材料骨水泥成為了人們關(guān)注的熱點。生物骨水泥 在發(fā)展過程中形成了兩大體系：生物相容性較差的 PMMA 骨水泥和生物相容性

11、良好的磷酸鈣骨水 泥。 PMMA 屬于生物惰性材料，不能與宿主骨組織形成有機的化學界面結(jié)合，另外凝固聚合過程中 產(chǎn)生熱量、單體的細胞毒性作用、可操作時間有限等不足也限制了其臨床應用。磷酸鈣骨水泥 (Calcium Phosphate Cement, CPC)最早由美國的 Brown 和 Chow 于 20 世紀 80 年代 提出。 CPC 是由一種或幾種磷酸鈣鹽粉末的混合物與調(diào)和用的液相發(fā)生水化發(fā)應，在生理條件下能自固 化，CPC固相由各種磷酸鈣和鈣鹽組成，其組成可隨預期生成物性質(zhì)(Ca/P 比等)的不同而變化。不同研究者研制出了不同種類的磷酸鈣骨水泥。聚維酮在醫(yī)藥上有廣泛的應用，為國際倡導的

12、三大藥用新輔料之一。應用最廣的是片劑、顆粒 劑的粘合劑。 PVP還可用作膠囊的助流劑，眼藥的去毒劑及潤滑劑，注射劑的助溶劑，液體制劑的 分散劑，酶及熱敏藥物的穩(wěn)定劑。聚維酮還可與碘合成 PVP-I 消毒殺菌劑。在隱形眼鏡中， PVP作 為接觸眼鏡的成份，可增加其親水性。 PVP在醫(yī)藥上還可用作低溫保存劑。聚維酮 K30，正收入中國 藥典 2000 版， PVP收入美國藥典 26 版。骨水泥應用在治療脊柱骨折的時候往往是壓縮性骨折，這個手術(shù)的全稱叫椎體成形術(shù)，就是用骨 水泥，把壓縮的椎體給重新支撐起到，而水泥又起到固定作用。一般來講，如果患者不是過敏體質(zhì) 的，都不會有過敏現(xiàn)象，現(xiàn)在的骨水泥材料是

13、聚甲基丙烯酸甲酯，材料很穩(wěn)定，不會對人體產(chǎn)生副 作用。十分鐘凝固之后，可以對壓縮的骨折起到很好的成形固定作用。隨著臨床技術(shù)的發(fā)展，對手術(shù)創(chuàng)口的要求越來越小，逐漸發(fā)展微創(chuàng)外科。在骨缺損和骨折治療 中，有一些手術(shù)要求通過注射器和針頭經(jīng)皮穿刺注射的方式來完成對骨缺損的修復和骨折固定。如 骨質(zhì)疏松癥和骨質(zhì)疏松性骨折的預防和治療， 骨質(zhì)疏松的病人用螺釘作為內(nèi)固定時， 由于骨床稀疏， 骨對螺釘?shù)陌殉至Σ粔?，很容易出現(xiàn)螺釘滑絲、松動、脫出，導致固定失敗，這成為醫(yī)學上急需解 決的難題。如果能夠?qū)⒐撬嘧⑷胱刁w內(nèi)，將會達到增強椎體強度和穩(wěn)定性，防止塌陷，緩解腰背疼痛，甚至部分恢復椎體高度的目的。對于一些骨水泥用量少而且需要定位的“小”外科手術(shù) (如牙根管充填)，若采用導管插入注射 CPC來完成，手術(shù)將更方便 。因此近年來，可注射 CPC 成為 CPC 研 究的重點 ,并可能在眾多的醫(yī)療領(lǐng)域中具有更為廣泛的應用前景。第四章 參考文獻1 王善沅 , 陳劍宏 . 骨水泥藥物釋放速度因素的研究 . 生物醫(yī)學工程通報 ,2008 4 (1) : 124 1272 劉成安, 王善沅.磷酸鈣骨水泥在人工髖關(guān)節(jié)置