骨水泥與應(yīng)用技術(shù)培訓講學

1、骨水泥與應(yīng)用技術(shù)骨水泥應(yīng)用簡史骨水泥應(yīng)用簡史1928：骨水泥用于醫(yī)療：骨水泥用于醫(yī)療口腔科齒托?？谇豢讫X托。1946：骨水泥用于人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域：骨水泥用于人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域人工股骨頭人工股骨頭1951：骨水泥用于人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域：骨水泥用于人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域固定全髖關(guān)節(jié)固定全髖關(guān)節(jié)1958：現(xiàn)代人工關(guān)節(jié)的開端（：現(xiàn)代人工關(guān)節(jié)的開端（Jhon Charnley） 低摩擦人工關(guān)節(jié)的理論低摩擦人工關(guān)節(jié)的理論 金屬金屬-聚乙烯的配伍聚乙烯的配伍 假體的骨水泥固定假體的骨水泥固定骨水泥產(chǎn)品舉例骨水泥產(chǎn)品舉例( (一一) )國外產(chǎn)品國外產(chǎn)品 CMW (Howmedica) Coriplast 3 (Corin)OsteoB

2、ond (Zimmer)Osteopal (Biomet)Palacos （Biomet）Simplex P (Howmedica)Sulfix-6 (Sulzer)Zimmer LVC (Zimmer)骨水泥產(chǎn)品舉例骨水泥產(chǎn)品舉例( (二二) )國內(nèi)產(chǎn)品：國內(nèi)產(chǎn)品：TJ骨水泥（天津）骨水泥（天津）骨固著劑（四川）骨固著劑（四川）高效能骨水泥（上海）高效能骨水泥（上海）SH-1型骨水泥（上海）型骨水泥（上海）進口骨水泥產(chǎn)品（一）進口骨水泥產(chǎn)品（一）產(chǎn)地：英國產(chǎn)地：英國Corin公司公司粘度：低粘度：低國產(chǎn)骨水泥產(chǎn)品（二）國產(chǎn)骨水泥產(chǎn)品（二）產(chǎn)地：天津產(chǎn)地：天津不同品牌骨水泥的差別不同品牌骨水泥

3、的差別相同相同基本成分基本成分 目前市售的各種品牌的骨水泥其基本成分均是相同的，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（即甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。）。差別差別添加成分添加成分 各種品牌的骨水泥其添加成分有極大的差別。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、如促進劑、阻抑劑、顯影劑、抗生素、抗癌藥、骨粉、HA等。等。 骨水泥的組成骨水泥的組成 粉劑粉劑 PMMA+苯乙烯苯乙烯+引發(fā)劑引發(fā)劑 PMMA粉末為粉末為5 um130 um直徑的小直徑的小球。無氣味，性能穩(wěn)定。球。無氣味，性能穩(wěn)定。 液劑液劑甲基丙烯酸甲酯單體

4、甲基丙烯酸甲酯單體(MMA)+促進劑促進劑 MMA為無色液體，有刺鼻的氣味，為無色液體，有刺鼻的氣味，易揮發(fā)性、易燃性、親脂性、并有細易揮發(fā)性、易燃性、親脂性、并有細胞毒性。在一定條件下能自行聚合固胞毒性。在一定條件下能自行聚合固化成聚合體化成聚合體PMMA 碳鍵斷裂的效應(yīng)碳鍵斷裂的效應(yīng)MMA通過碳鍵的斷裂而相互連接通過碳鍵的斷裂而相互連接成成PMMA碳鍵的斷裂會放出熱能。碳鍵的斷裂會放出熱能。100g MMA聚化產(chǎn)生聚化產(chǎn)生13千卡熱量。千卡熱量。MMAMMA聚化過程中的產(chǎn)熱量聚化過程中的產(chǎn)熱量臨床常用劑量臨床常用劑量20ml液劑與液劑與40g粉劑反應(yīng)時，粉劑反應(yīng)時，釋放的熱能達釋放的熱能達

5、10,920 J。這一熱能主要積聚在骨水泥內(nèi)部，使其中心這一熱能主要積聚在骨水泥內(nèi)部，使其中心溫度瞬間可高達溫度瞬間可高達100110 。骨與骨水泥界面的溫度要低很多，一般在骨與骨水泥界面的溫度要低很多，一般在4550 ，且，且35 min后即可降低。后即可降低。影響骨水泥聚化過程中產(chǎn)熱量的因素影響骨水泥聚化過程中產(chǎn)熱量的因素室溫每升高室溫每升高1，聚化的最高溫度約升高，聚化的最高溫度約升高2.5。單體比例愈大，聚合時間愈長，聚化溫度愈高。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。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

6、升高。用手揉捏使骨水泥表面更新，加速聚合溫度升高。散熱速度與骨組織結(jié)構(gòu)和人工關(guān)節(jié)的材料有關(guān)。散熱速度與骨組織結(jié)構(gòu)和人工關(guān)節(jié)的材料有關(guān)。骨水泥聚化過程骨水泥聚化過程粥狀期：粉劑與液劑混合反應(yīng)呈稀粥狀粥狀期：粉劑與液劑混合反應(yīng)呈稀粥狀粘糊期：混合物變稠粘糊期：混合物變稠-牽拉能出絲牽拉能出絲面團期：混合物開始不粘手套，溫度增高面團期：混合物開始不粘手套，溫度增高固化期：溫度激劇升高，固化期：溫度激劇升高，MMA消耗完畢消耗完畢骨水泥固定假體的原理骨水泥固定假體的原理 骨水泥在骨與假體之間骨水泥在骨與假體之間 既沒有粘合作用既沒有粘合作用 也不發(fā)生化學反應(yīng)也不發(fā)生化學反應(yīng) 其固定作用僅靠面團期的塑其

7、固定作用僅靠面團期的塑形特點，將骨水泥壓入骨與假體形特點，將骨水泥壓入骨與假體之間固化后鑲嵌。之間固化后鑲嵌。由于骨水泥向骨小梁中滲透，松質(zhì)骨得到加固后可以承由于骨水泥向骨小梁中滲透，松質(zhì)骨得到加固后可以承受形變力量受形變力量 使假體使假體-骨之間的應(yīng)力分布均勻骨之間的應(yīng)力分布均勻 加大假體應(yīng)力傳導范圍加大假體應(yīng)力傳導范圍 不良應(yīng)力減小，避免應(yīng)力集中不良應(yīng)力減小，避免應(yīng)力集中 對醫(yī)生技術(shù)和骨質(zhì)允許有一定的偏差容限對醫(yī)生技術(shù)和骨質(zhì)允許有一定的偏差容限(tolerance) 骨水泥的優(yōu)點骨水泥的優(yōu)點影響骨水泥固定堅固性的因素影響骨水泥固定堅固性的因素在混合過程中不能沾染水在混合過程中不能沾染水骨與

8、骨水泥之間不能夾雜血液骨與骨水泥之間不能夾雜血液骨粘合面要富有網(wǎng)孔骨粘合面要富有網(wǎng)孔應(yīng)一次填充足量的骨水泥應(yīng)一次填充足量的骨水泥充填時要施加適當?shù)膲毫χ钡焦袒蟪涮顣r要施加適當?shù)膲毫χ钡焦袒?固化期要保持骨和植入體穩(wěn)定固化期要保持骨和植入體穩(wěn)定骨水泥的機械特性骨水泥的機械特性( (二二) )固化后的固化后的PMMA，抗壓強度為，抗壓強度為420kg/cm2，抗彎曲與抗拉強度則較低。其彈性模量相當抗彎曲與抗拉強度則較低。其彈性模量相當于皮質(zhì)骨的于皮質(zhì)骨的1/8，根據(jù)抗壓強度、抗彎曲強度、抗拉強度及彈根據(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(zhì)骨性模量可知，骨水泥的

9、機械強度高于松質(zhì)骨而低于皮質(zhì)骨及假體。而低于皮質(zhì)骨及假體。影響骨水泥機械性能的因素影響骨水泥機械性能的因素產(chǎn)品本身的特性產(chǎn)品本身的特性骨水泥調(diào)制和使用的方法骨水泥調(diào)制和使用的方法調(diào)制方法對骨水泥機械性能的影響調(diào)制方法對骨水泥機械性能的影響在臨床實際使用中，對骨水泥產(chǎn)品的固有特在臨床實際使用中，對骨水泥產(chǎn)品的固有特性已經(jīng)無法改變。性已經(jīng)無法改變。然而通過使用不同的調(diào)制方法，仍會對骨水然而通過使用不同的調(diào)制方法，仍會對骨水泥固化后的機械性能產(chǎn)生重要影響。泥固化后的機械性能產(chǎn)生重要影響。骨水泥調(diào)制的三種方法骨水泥調(diào)制的三種方法 手工攪拌手工攪拌 離心攪拌離心攪拌 真空攪拌真空攪拌骨水泥的手工攪拌調(diào)制

10、骨水泥的手工攪拌調(diào)制1，調(diào)和杯或碗，調(diào)和杯或碗+攪拌棒攪拌棒2，輕柔攪拌，輕柔攪拌，60次次/min3，注意所用容器和攪拌棒的，注意所用容器和攪拌棒的材質(zhì)，以保證在調(diào)制過程材質(zhì)，以保證在調(diào)制過程中不會有碎屑脫落而混入中不會有碎屑脫落而混入骨水泥骨水泥骨水泥的離心攪拌調(diào)制骨水泥的離心攪拌調(diào)制適用低粘度骨水泥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，可在將液劑與固劑混合離心前，將液劑置冰浴，可增加反應(yīng)時間，有助于離心的進行增加反應(yīng)時間，有助于離心的進行目的是使攪拌更均勻，聚合體內(nèi)更少空泡目的是使攪拌更均勻，聚合體內(nèi)更少空泡骨水泥的真空攪拌骨水泥的真空攪拌真空泵將密閉的骨水泥真空泵將密

11、閉的骨水泥調(diào)和杯抽成真空調(diào)和杯抽成真空在真空狀態(tài)下攪拌混合在真空狀態(tài)下攪拌混合骨水泥骨水泥實現(xiàn)進一步減少固化骨實現(xiàn)進一步減少固化骨水泥中空泡的目的水泥中空泡的目的攪拌對空泡形成的影響攪拌對空泡形成的影響-顯微鏡觀顯微鏡觀攪拌對空泡形成的影響攪拌對空泡形成的影響-X-X線下觀線下觀骨水泥使用技術(shù)的發(fā)展骨水泥使用技術(shù)的發(fā)展骨水泥本身的組分、理化性能等數(shù)十年來沒骨水泥本身的組分、理化性能等數(shù)十年來沒有根本性的變化有根本性的變化骨水泥調(diào)制和填充技術(shù)則經(jīng)過了三代的發(fā)展骨水泥調(diào)制和填充技術(shù)則經(jīng)過了三代的發(fā)展第一代骨水泥技術(shù)第一代骨水泥技術(shù)手工攪拌，指壓填充第二代骨水泥技術(shù)第二代骨水泥技術(shù)手工攪拌手工攪拌骨

12、髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗遠端骨水泥塞遠端骨水泥塞用骨水泥槍由遠至近的骨水泥填充用骨水泥槍由遠至近的骨水泥填充早期的遠端中位器早期的遠端中位器髓腔刷髓腔刷髓腔脈沖沖洗裝置髓腔脈沖沖洗裝置骨水泥塞骨水泥塞可吸收骨水泥栓塞PluginTech骨水泥槍骨水泥槍由遠而近的股骨髓腔填充由遠而近的股骨髓腔填充遠端中位器遠端中位器第三代骨水泥技術(shù)第三代骨水泥技術(shù)真空攪拌或離心攪拌真空攪拌或離心攪拌骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗遠端骨水泥塞遠端骨水泥塞用骨水泥槍由遠至近的骨水泥填充用骨水泥槍由遠至近的骨水泥填充骨水泥的加壓填充骨水泥的加壓填充遠端和遠端和近

13、端近端中位器中位器真空攪拌真空攪拌近端中位器近端中位器理想的骨水泥充填理想的骨水泥充填調(diào)制骨水泥前的注意事項調(diào)制骨水泥前的注意事項檢查包裝有無破損檢查包裝有無破損打開液劑時應(yīng)避開調(diào)和容器，以免混進玻璃碎片打開液劑時應(yīng)避開調(diào)和容器，以免混進玻璃碎片戴隱形眼鏡者避免接觸戴隱形眼鏡者避免接觸MMA，以免引起眼部損害，以免引起眼部損害因因MMA有刺激、易揮發(fā)，盡量在通風良好處調(diào)制有刺激、易揮發(fā)，盡量在通風良好處調(diào)制保證恰當?shù)氖覂?nèi)溫度，因其影響固化時間。保證恰當?shù)氖覂?nèi)溫度，因其影響固化時間。骨水泥調(diào)制中的注意事項骨水泥調(diào)制中的注意事項嚴格掌握粉液比例。液劑或固劑的不足均能影響嚴格掌握粉液比例。液劑或固劑

14、的不足均能影響骨水泥的最終于機械性能。骨水泥的最終于機械性能。避免骨水泥中夾雜進血液或骨屑。避免骨水泥中夾雜進血液或骨屑。掌握好骨水泥充填的時間，不能過早或過晚。掌握好骨水泥充填的時間，不能過早或過晚。充填骨水泥時要用一定的壓力，使其滲入松質(zhì)骨充填骨水泥時要用一定的壓力，使其滲入松質(zhì)骨中。中。人工假體插入到位后，要保持該位置人工假體插入到位后，要保持該位置510 min不不動。動。骨水泥的不足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(yīng)：低血壓、猝死等心血管系統(tǒng)反應(yīng)：低血壓、猝死等假體松動：除與聚乙烯碎屑有關(guān)外，還和骨水泥

15、碎屑有關(guān)假體松動：除與聚乙烯碎屑有關(guān)外，還和骨水泥碎屑有關(guān) 骨組織損傷：聚合時產(chǎn)熱骨組織損傷：聚合時產(chǎn)熱 細胞毒性：主要是單體細胞毒性：主要是單體 降低局部抗感染力，骨降低局部抗感染力，骨- -骨水泥界面是細菌易繁殖區(qū)骨水泥界面是細菌易繁殖區(qū) 過敏反應(yīng)：主要是單體過敏反應(yīng)：主要是單體急性全身性反應(yīng)急性全身性反應(yīng) 低血壓: 低血壓是最常見的急性全身性反應(yīng)。 休克： 肺栓塞 心肌梗死和猝死。 因使用骨水泥而發(fā)生休克、肺栓塞、心肌梗死和猝死的病例，國內(nèi)外均有報道。雖然這些并發(fā)癥極少發(fā)生，但危害極大，應(yīng)引起高度重視。為了預防和減少骨水泥應(yīng)用過程中全身性反應(yīng)的發(fā)生充填骨水泥前，應(yīng)通知麻醉醫(yī)師，注意觀察血

16、壓變化，必要時可適當?shù)夭捎蒙龎捍胧┱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減少單體、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。局部并發(fā)癥局部并發(fā)癥 局部感染 骨水泥可能降低局部組織的抗感染能力，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(yīng)也可招致細菌感染。 感染的發(fā)生率極低，多為遲發(fā)感染。 局部并發(fā)癥局部并發(fā)癥預防感染的方法 強調(diào)無菌原則， 可應(yīng)用抗菌骨水泥，特別是對于翻修病例?？咕撬嗫捎蓮S家直接提供，也可于調(diào)制骨水泥前向骨水泥粉劑中加入耐熱的抗生素粉劑。假體周圍骨溶解假體周圍骨溶解 骨水泥可以磨損假體

17、，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。巨噬細胞吞噬或包裹異物顆粒，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，導致假體周圍骨溶解和纖維肉芽組織的形成，最終導致假體的松動。 假體周圍骨溶解假體周圍骨溶解 隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)假體松動由生物性、生物力學和骨質(zhì)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周圍的骨溶解，這些碎屑包括聚乙烯、骨水泥和金屬等碎屑。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，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。假體周圍骨溶解假體周圍骨溶解目前還沒有發(fā)現(xiàn)很好的方法可以減少或防止假體周圍骨溶解的發(fā)生。預防辦法主要是保證骨水泥固定牢固，去掉不必要的骨水泥