骨水泥及應(yīng)用技術(shù)

關(guān)于骨水泥及應(yīng)用技術(shù)第1頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日2

骨水泥在人工關(guān)節(jié)外科中的作用髖關(guān)節(jié)：10%的髖臼、50%的股骨柄

膝關(guān)節(jié)：90%的股骨髁、90%的脛骨平臺(tái)

→

需要用骨水泥固定在以骨水泥固定的人工關(guān)節(jié)，骨床、假體、骨水泥三者中，后者是最薄弱的環(huán)節(jié)而最容易出問題

→

骨水泥及應(yīng)用技術(shù)對(duì)人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后的效果至關(guān)重要第2頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日3

骨水泥應(yīng)用簡(jiǎn)史1928：骨水泥用于醫(yī)療→口腔科齒托。1946：骨水泥用于人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域→人工股骨頭1951：骨水泥用于人工關(guān)節(jié)領(lǐng)域→固定全髖關(guān)節(jié)1958：現(xiàn)代人工關(guān)節(jié)的開端（JhonCharnley）→

?

低摩擦人工關(guān)節(jié)的理論

?

金屬-聚乙烯的配伍

?

假體的骨水泥固定第3頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日4

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)……第4頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日5

骨水泥產(chǎn)品舉例(二)國內(nèi)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）……第5頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日6進(jìn)口骨水泥產(chǎn)品（一）產(chǎn)地：英國Corin公司粘度：低第6頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日7國產(chǎn)骨水泥產(chǎn)品（二）產(chǎn)地：天津第7頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日8

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(jìn)劑、阻抑劑、顯影劑、抗生素、抗癌藥、骨粉、HA等。第8頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日9

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(jìn)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(xì)胞毒性。在一定條件下能自行聚合固化成聚合體PMMA第9頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日10

碳鍵斷裂的效應(yīng)MMA通過碳鍵的斷裂而相互連接成PMMA碳鍵的斷裂會(huì)放出熱能。100gMMA聚化產(chǎn)生13千卡熱量。第10頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日11

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(yīng)時(shí)，釋放的熱能達(dá)10,920J。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(dá)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。第11頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日12

影響骨水泥聚化過程中產(chǎn)熱量的因素

室溫每升高1℃，聚化的最高溫度約升高2.5℃。單體比例愈大，聚合時(shí)間愈長(zhǎng)，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)。第12頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日13

骨水泥聚化過程粥狀期：粉劑與液劑混合反應(yīng)呈稀粥狀粘糊期：混合物變稠----牽拉能出絲面團(tuán)期：混合物開始不粘手套，溫度增高固化期：溫度激劇升高，MMA消耗完畢第13頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日14

骨水泥固定假體的原理骨水泥在骨與假體之間

▲

既沒有粘合作用

▲

也不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)其固定作用僅靠面團(tuán)期的塑形特點(diǎn)，將骨水泥壓入骨與假體之間固化后鑲嵌。第14頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日15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使假體-骨之間的應(yīng)力分布均勻加大假體應(yīng)力傳導(dǎo)范圍不良應(yīng)力減小，避免應(yīng)力集中

對(duì)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(diǎn)第15頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日16

影響骨水泥固定堅(jiān)固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(yīng)一次填充足量的骨水泥充填時(shí)要施加適當(dāng)?shù)膲毫χ钡焦袒蠊袒谝３止呛椭踩塍w穩(wěn)定第16頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日17

骨水泥的機(jī)械特性(二)固化后的PMMA，抗壓強(qiáng)度為420kg/cm2，抗彎曲與抗拉強(qiáng)度則較低。其彈性模量相當(dāng)于皮質(zhì)骨的1/8，根據(jù)抗壓強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及彈性模量可知，骨水泥的機(jī)械強(qiáng)度高于松質(zhì)骨而低于皮質(zhì)骨及假體。第17頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日18

影響骨水泥機(jī)械性能的因素產(chǎn)品本身的特性骨水泥調(diào)制和使用的方法第18頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日19

調(diào)制方法對(duì)骨水泥機(jī)械性能的影響在臨床實(shí)際使用中，對(duì)骨水泥產(chǎn)品的固有特性已經(jīng)無法改變。然而通過使用不同的調(diào)制方法，仍會(huì)對(duì)骨水泥固化后的機(jī)械性能產(chǎn)生重要影響。第19頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日20

骨水泥調(diào)制的三種方法?

手工攪拌

?離心攪拌

?真空攪拌第20頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日21

骨水泥的手工攪拌調(diào)制1，調(diào)和杯或碗+攪拌棒2，輕柔攪拌，60次/min3，注意所用容器和攪拌棒的材質(zhì)，以保證在調(diào)制過程中不會(huì)有碎屑脫落而混入骨水泥第21頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日22

骨水泥的離心攪拌調(diào)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(yīng)時(shí)間，有助于離心的進(jìn)行目的是使攪拌更均勻，聚合體內(nèi)更少空泡第22頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日23

骨水泥的真空攪拌真空泵將密閉的骨水泥調(diào)和杯抽成真空在真空狀態(tài)下攪拌混合骨水泥實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減少固化骨水泥中空泡的目的第23頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日24

攪拌對(duì)空泡形成的影響----顯微鏡觀第24頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日25

攪拌對(duì)空泡形成的影響----X線下觀第25頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日26

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)展第26頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日27

第一代骨水泥技術(shù)手工攪拌，指壓填充第27頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日28

第二代骨水泥技術(shù)手工攪拌骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗遠(yuǎn)端骨水泥塞用骨水泥槍由遠(yuǎn)至近的骨水泥填充早期的遠(yuǎn)端中位器第28頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日29

髓腔刷第29頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日30

髓腔脈沖沖洗裝置第30頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日31

骨水泥塞可吸收骨水泥栓塞Plugin’Tech第31頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日32

骨水泥槍第32頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日33

由遠(yuǎn)而近的股骨髓腔填充第33頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日34

遠(yuǎn)端中位器第34頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日35

第三代骨水泥技術(shù)真空攪拌或離心攪拌骨髓腔清理，髓腔刷和脈沖沖洗遠(yuǎn)端骨水泥塞用骨水泥槍由遠(yuǎn)至近的骨水泥填充骨水泥的加壓填充遠(yuǎn)端和近端中位器第35頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日36

真空攪拌第36頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日37近端中位器第37頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日38

理想的骨水泥充填第38頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日39

調(diào)制骨水泥前的注意事項(xiàng)檢查包裝有無破損打開液劑時(shí)應(yīng)避開調(diào)和容器，以免混進(jìn)玻璃碎片戴隱形眼鏡者避免接觸MMA，以免引起眼部損害因MMA有刺激、易揮發(fā)，盡量在通風(fēng)良好處調(diào)制保證恰當(dāng)?shù)氖覂?nèi)溫度，因其影響固化時(shí)間。第39頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日40

骨水泥調(diào)制中的注意事項(xiàng)嚴(yán)格掌握粉液比例。液劑或固劑的不足均能影響骨水泥的最終于機(jī)械性能。避免骨水泥中夾雜進(jìn)血液或骨屑。掌握好骨水泥充填的時(shí)間，不能過早或過晚。充填骨水泥時(shí)要用一定的壓力，使其滲入松質(zhì)骨中。人工假體插入到位后，要保持該位置5~10min不動(dòng)。第40頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日41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(yīng)：低血壓、猝死等假體松動(dòng)：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(shí)產(chǎn)熱細(xì)胞毒性：主要是單體降低局部抗感染力，骨-骨水泥界面是細(xì)菌易繁殖區(qū)過敏反應(yīng)：主要是單體第41頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日42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。第42頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日43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(bào)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(yù)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，注意觀察血壓變化，必要時(shí)可適當(dāng)?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(jìn)入血液，減輕毒性作用和降低栓塞的可能性。第43頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日44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(jìn)感染的發(fā)生。骨水泥碎屑引起的異物反應(yīng)也可招致細(xì)菌感染。感染的發(fā)生率極低，多為遲發(fā)感染。第44頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日45局部并發(fā)癥預(yù)防感染的方法強(qiáng)調(diào)無菌原則，可應(yīng)用抗菌骨水泥，特別是對(duì)于翻修病例。抗菌骨水泥可由廠家直接提供，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。第45頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日46假體周圍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(shí)骨水泥自身也發(fā)生碎裂，形成骨水泥碎屑。巨噬細(xì)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(xì)胞介素-1、腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子，這些因子再激活破骨細(xì)胞和刺激成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致假體周圍骨溶解和纖維肉芽組織的形成，最終導(dǎo)致假體的松動(dòng)。第46頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日47假體周圍骨溶解隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)假體松動(dòng)由生物性、生物力學(xué)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(dǎo)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。第47頁，共50頁，2023年，2月20日，星期日48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(yù)防辦法主要是保證骨水泥固定牢固，去掉不必要的骨