1、骨水泥及应用技术骨水泥及应用技术2 骨水泥在人工关节外科中的作用骨水泥在人工关节外科中的作用 髋关节：髋关节：10%的髋臼、的髋臼、50%的股骨柄的股骨柄 膝关节：膝关节：90%的股骨髁、的股骨髁、90%的胫骨平台的胫骨平台 需要用骨水泥固定需要用骨水泥固定在以骨水泥固定的人工关节，在以骨水泥固定的人工关节，骨床骨床、假体假体、骨水骨水泥泥三者中，后者是最薄弱的环节而最容易出问题三者中，后者是最薄弱的环节而最容易出问题 骨水泥及应用技术对人工关节置换术后骨水泥及应用技术对人工关节置换术后 的效果至关重要的效果至关重要3骨水泥应用简史骨水泥应用简史1928：骨水泥用于医疗：骨水泥用于医疗口腔科齿
2、托。口腔科齿托。1946：骨水泥用于人工关节领域：骨水泥用于人工关节领域人工股骨头人工股骨头1951：骨水泥用于人工关节领域：骨水泥用于人工关节领域固定全髋关节固定全髋关节1958：现代人工关节的开端（：现代人工关节的开端（Jhon Charnley）低摩擦人工关节的理论低摩擦人工关节的理论 金属金属-聚乙烯的配伍聚乙烯的配伍 假体的骨水泥固定假体的骨水泥固定4骨水泥产品举例骨水泥产品举例(一一)国外产品国外产品 CMW (Howmedica)Coriplast 3 (Corin)OsteoBond (Zimmer)Osteopal (Biomet)Palacos （Biomet）Simple
3、x P (Howmedica)Sulfix-6 (Sulzer)Zimmer LVC (Zimmer)5骨水泥产品举例骨水泥产品举例(二二)国内产品：国内产品：TJ骨水泥（天津）骨水泥（天津）骨固着剂（四川）骨固着剂（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）6进口骨水泥产品（一）进口骨水泥产品（一）产地：英国产地：英国Corin公司公司粘度：低粘度：低7国产骨水泥产品（二）国产骨水泥产品（二）产地：天津产地：天津8不同品牌骨水泥的差别不同品牌骨水泥的差别相同相同基本成分基本成分 目前市售的各种品牌的骨水泥其基本成分均是相同的，目前市售的各种品牌的骨
4、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）。）。差别差别添加成分添加成分 各种品牌的骨水泥其添加成分有极大的差别。各种品牌的骨水泥其添加成分有极大的差别。如促进剂、阻抑剂、显影剂、抗生素、抗癌药、骨粉、如促进剂、阻抑剂、显影剂、抗生素、抗癌药、骨粉、HA等。等。9100g MMA聚化产生13千卡热量。髋关节：10%的髋臼、50%的股骨柄1951：骨水泥用于人工关节领域固定全髋关节液剂或固剂的不足均能影响骨水泥的最终于机械性能。其弹性模量相当于皮质骨的1/8，调制方法对骨水泥机械性能的影响由远而近的股骨髓腔填充 也不发生化学反应膝关节：90%的股骨髁、90%的胫骨平
5、台降低局部抗感染力，骨-骨水泥界面是细菌易繁殖区100g MMA聚化产生13千卡热量。不同品牌骨水泥的差别固化期要保持骨和植入体稳定 需要用骨水泥固定骨水泥在人工关节外科中的作用为了减轻聚合热对周围组织的热损伤，在骨水泥聚合过程中的第三期和第四期，向骨水泥及其周围浇水，吸收部分聚合热，降低聚合温度。1928：骨水泥用于医疗口腔科齿托。骨水泥的组成骨水泥的组成 粉剂粉剂 PMMA+苯乙烯苯乙烯+引发剂引发剂 PMMA粉末为粉末为5 um130 um直径的小直径的小球。无气味，性能稳定。球。无气味，性能稳定。液剂液剂甲基丙烯酸甲酯单体甲基丙烯酸甲酯单体(MMA)+促进剂促进剂 MMA为无色液体，有
6、刺鼻的气味，为无色液体，有刺鼻的气味，易挥发性、易燃性、亲脂性、并有细易挥发性、易燃性、亲脂性、并有细胞毒性。在一定条件下能自行聚合固胞毒性。在一定条件下能自行聚合固化成聚合体化成聚合体PMMA 10碳键断裂的效应碳键断裂的效应MMA通过碳键的断裂而相互连接通过碳键的断裂而相互连接成成PMMA碳键的断裂会放出热能。碳键的断裂会放出热能。100g MMA聚化产生聚化产生13千卡热量。千卡热量。11MMAMMA聚化过程中的产热量聚化过程中的产热量临床常用剂量临床常用剂量20ml液剂与液剂与40g粉剂反应时，粉剂反应时，释放的热能达释放的热能达10,920 J。这一热能主要积聚在骨水泥内部，使其中心
7、这一热能主要积聚在骨水泥内部，使其中心温度瞬间可高达温度瞬间可高达100110。骨与骨水泥界面的温度要低很多，一般在骨与骨水泥界面的温度要低很多，一般在4550，且，且35 min后即可降低。后即可降低。12影响骨水泥聚化过程中产热量的因素影响骨水泥聚化过程中产热量的因素室温每升高室温每升高1，聚化的最高温度约升高，聚化的最高温度约升高2.5。单体比例愈大，聚合时间愈长，聚化温度愈高。单体比例愈大，聚合时间愈长，聚化温度愈高。聚合的骨水泥愈厚，产生的聚化温度愈高。聚合的骨水泥愈厚，产生的聚化温度愈高。用手揉捏使骨水泥表面更新，加速聚合温度升高。用手揉捏使骨水泥表面更新，加速聚合温度升高。散热速
8、度与骨组织结构和人工关节的材料有关。散热速度与骨组织结构和人工关节的材料有关。13骨水泥聚化过程骨水泥聚化过程粥状期：粉剂与液剂混合反应呈稀粥状粥状期：粉剂与液剂混合反应呈稀粥状粘糊期：混合物变稠粘糊期：混合物变稠-牵拉能出丝牵拉能出丝面团期：混合物开始不粘手套，温度增高面团期：混合物开始不粘手套，温度增高固化期：温度激剧升高，固化期：温度激剧升高，MMA消耗完毕消耗完毕14骨水泥固定假体的原理骨水泥固定假体的原理 骨水泥在骨与假体之间骨水泥在骨与假体之间 既没有粘合作用既没有粘合作用 也不发生化学反应也不发生化学反应 其固定作用仅靠面团期的塑其固定作用仅靠面团期的塑形特点，将骨水泥压入骨与假
9、体形特点，将骨水泥压入骨与假体之间固化后镶嵌。之间固化后镶嵌。15由于骨水泥向骨小梁中渗透，松质骨得到加固后可以承由于骨水泥向骨小梁中渗透，松质骨得到加固后可以承受形变力量受形变力量 使假体使假体-骨之间的应力分布均匀骨之间的应力分布均匀 加大假体应力传导范围加大假体应力传导范围 不良应力减小，避免应力集中不良应力减小，避免应力集中 对医生技术和骨质允许有一定的偏差容限对医生技术和骨质允许有一定的偏差容限(tolerance)骨水泥的优点骨水泥的优点16影响骨水泥固定坚固性的因素影响骨水泥固定坚固性的因素在混合过程中不能沾染水在混合过程中不能沾染水骨与骨水泥之间不能夹杂血液骨与骨水泥之间不能夹
10、杂血液骨粘合面要富有网孔骨粘合面要富有网孔应一次填充足量的骨水泥应一次填充足量的骨水泥充填时要施加适当的压力直到固化后充填时要施加适当的压力直到固化后 固化期要保持骨和植入体稳定固化期要保持骨和植入体稳定17骨水泥的机械特性骨水泥的机械特性(二二)固化后的固化后的PMMA，抗压强度为，抗压强度为420kg/cm2，抗弯曲与抗拉强度则较低。其弹性模量相当抗弯曲与抗拉强度则较低。其弹性模量相当于皮质骨的于皮质骨的1/8，根据抗压强度、抗弯曲强度、抗拉强度及弹根据抗压强度、抗弯曲强度、抗拉强度及弹性模量可知，骨水泥的机械强度高于松质骨性模量可知，骨水泥的机械强度高于松质骨而低于皮质骨及假体。而低于皮
11、质骨及假体。18影响骨水泥机械性能的因素影响骨水泥机械性能的因素产品本身的特性产品本身的特性骨水泥调制和使用的方法骨水泥调制和使用的方法19调制方法对骨水泥机械性能的影响调制方法对骨水泥机械性能的影响在临床实际使用中，对骨水泥产品的固有特在临床实际使用中，对骨水泥产品的固有特性已经无法改变。性已经无法改变。然而通过使用不同的调制方法，仍会对骨水然而通过使用不同的调制方法，仍会对骨水泥固化后的机械性能产生重要影响。泥固化后的机械性能产生重要影响。20骨水泥调制的三种方法骨水泥调制的三种方法 手工搅拌手工搅拌 离心搅拌离心搅拌 真空搅拌真空搅拌21骨水泥的手工搅拌调制骨水泥的手工搅拌调制1，调和杯
12、或碗，调和杯或碗+搅拌棒搅拌棒2，轻柔搅拌，轻柔搅拌，60次次/min3，注意所用容器和搅拌棒的，注意所用容器和搅拌棒的材质，以保证在调制过程材质，以保证在调制过程中不会有碎屑脱落而混入中不会有碎屑脱落而混入骨水泥骨水泥22骨水泥的离心搅拌调制骨水泥的离心搅拌调制适用低粘度骨水泥适用低粘度骨水泥在将液剂与固剂混合离心前，将液剂置冰浴，可在将液剂与固剂混合离心前，将液剂置冰浴，可增加反应时间，有助于离心的进行增加反应时间，有助于离心的进行目的是使搅拌更均匀，聚合体内更少空泡目的是使搅拌更均匀，聚合体内更少空泡23骨水泥的真空搅拌骨水泥的真空搅拌真空泵将密闭的骨水泥真空泵将密闭的骨水泥调和杯抽成真
13、空调和杯抽成真空在真空状态下搅拌混合在真空状态下搅拌混合骨水泥骨水泥实现进一步减少固化骨实现进一步减少固化骨水泥中空泡的目的水泥中空泡的目的24搅拌对空泡形成的影响搅拌对空泡形成的影响-显微镜观显微镜观25其弹性模量相当于皮质骨的1/8，虽然这些并发症极少发生，但危害极大，应引起高度重视。MMA通过碳键的断裂而相互连接成PMMA骨髓腔清理，髓腔刷和脉冲冲洗为了减轻聚合热对周围组织的热损伤，在骨水泥聚合过程中的第三期和第四期，向骨水泥及其周围浇水，吸收部分聚合热，降低聚合温度。需要用骨水泥固定避免骨水泥中夹杂进血液或骨屑。产地：英国Corin公司PMMA粉末为5 um130 um直径的小MMA聚
14、化过程中的产热量在真空状态下搅拌混合骨水泥在混合过程中不能沾染水骨髓腔清理，髓腔刷和脉冲冲洗过敏反应：主要是单体搅拌对空泡形成的影响搅拌对空泡形成的影响-X-X线下观线下观26骨水泥使用技术的发展骨水泥使用技术的发展骨水泥本身的组分、理化性能等数十年来没骨水泥本身的组分、理化性能等数十年来没有根本性的变化有根本性的变化骨水泥调制和填充技术则经过了三代的发展骨水泥调制和填充技术则经过了三代的发展27第一代骨水泥技术第一代骨水泥技术手工搅拌，指压填充28第二代骨水泥技术第二代骨水泥技术手工搅拌手工搅拌骨髓腔清理，髓腔刷和脉冲冲洗骨髓腔清理，髓腔刷和脉冲冲洗远端骨水泥塞远端骨水泥塞用骨水泥枪由远至近
15、的骨水泥填充用骨水泥枪由远至近的骨水泥填充早期的远端中位器早期的远端中位器29髓腔刷髓腔刷30髓腔脉冲冲洗装置髓腔脉冲冲洗装置31骨水泥塞骨水泥塞可吸收骨水泥栓塞PluginTech32骨水泥枪骨水泥枪33由远而近的股骨髓腔填充由远而近的股骨髓腔填充34远端中位器远端中位器35第三代骨水泥技术第三代骨水泥技术真空搅拌或离心搅拌真空搅拌或离心搅拌骨髓腔清理，髓腔刷和脉冲冲洗骨髓腔清理，髓腔刷和脉冲冲洗远端骨水泥塞远端骨水泥塞用骨水泥枪由远至近的骨水泥填充用骨水泥枪由远至近的骨水泥填充骨水泥的加压填充骨水泥的加压填充远端和远端和近端近端中位器中位器36真空搅拌真空搅拌37近端中位器近端中位器38理
16、想的骨水泥充填理想的骨水泥充填39调制骨水泥前的注意事项调制骨水泥前的注意事项检查包装有无破损检查包装有无破损打开液剂时应避开调和容器，以免混进玻璃碎片打开液剂时应避开调和容器，以免混进玻璃碎片戴隐形眼镜者避免接触戴隐形眼镜者避免接触MMA，以免引起眼部损害，以免引起眼部损害因因MMA有刺激、易挥发，尽量在通风良好处调制有刺激、易挥发，尽量在通风良好处调制保证恰当的室内温度，因其影响固化时间。保证恰当的室内温度，因其影响固化时间。40骨水泥调制中的注意事项骨水泥调制中的注意事项严格掌握粉液比例。液剂或固剂的不足均能影响严格掌握粉液比例。液剂或固剂的不足均能影响骨水泥的最终于机械性能。骨水泥的最
17、终于机械性能。避免骨水泥中夹杂进血液或骨屑。避免骨水泥中夹杂进血液或骨屑。掌握好骨水泥充填的时间，不能过早或过晚。掌握好骨水泥充填的时间，不能过早或过晚。充填骨水泥时要用一定的压力，使其渗入松质骨充填骨水泥时要用一定的压力，使其渗入松质骨中。中。人工假体插入到位后，要保持该位置人工假体插入到位后，要保持该位置510 min不不动。动。41骨水泥的不足骨水泥的不足假体磨损：不仅可磨损聚乙烯，也能磨损金属假体假体磨损：不仅可磨损聚乙烯，也能磨损金属假体 心血管系统反应：低血压、猝死等心血管系统反应：低血压、猝死等假体松动：除与聚乙烯碎屑有关外，还和骨水泥碎屑有关假体松动：除与聚乙烯碎屑有关外，还和
18、骨水泥碎屑有关 骨组织损伤：聚合时产热骨组织损伤：聚合时产热 细胞毒性：主要是单体细胞毒性：主要是单体 降低局部抗感染力，骨降低局部抗感染力，骨-骨水泥界面是细菌易繁殖区骨水泥界面是细菌易繁殖区 过敏反应：主要是单体过敏反应：主要是单体42急性全身性反应急性全身性反应 低血压:低血压是最常见的急性全身性反应。休克：肺栓塞 心肌梗死和猝死。43因使用骨水泥而发生休克、肺栓塞、心肌梗死和猝死的病例，国内外均有报道。虽然这些并发症极少发生，但危害极大，应引起高度重视。为了预防和减少骨水泥应用过程中全身性反应的发生充填骨水泥前，应通知麻醉医师，注意观察血压变化，必要时可适当地采用升压措施真空搅拌、脉冲
19、加压冲洗和骨水泥枪由深至浅注入骨水泥可以减少单体、空气、血凝块和脂肪颗粒等进入血液，减轻毒性作用和降低栓塞的可能性。44局部并发症局部并发症 局部感染 骨水泥可能降低局部组织的抗感染能力，而且骨水泥不规则的表面和单体释放后的局部作用可能间接地促进感染的发生。骨水泥碎屑引起的异物反应也可招致细菌感染。感染的发生率极低，多为迟发感染。45局部并发症局部并发症预防感染的方法 强调无菌原则，可应用抗菌骨水泥，特别是对于翻修病例。抗菌骨水泥可由厂家直接提供，也可于调制骨水泥前向骨水泥粉剂中加入耐热的抗生素粉剂。46假体周围骨溶解假体周围骨溶解 骨水泥可以磨损假体，产生超高分子聚乙烯颗粒和金属颗粒，同时骨
20、水泥自身也发生碎裂，形成骨水泥碎屑。巨噬细胞吞噬或包裹异物颗粒，并且本身被激活，释放蛋白溶解酶和胶原酶、前列腺素E、白细胞介素-1、肿瘤坏死因子等细胞因子，这些因子再激活破骨细胞和刺激成纤维细胞，导致假体周围骨溶解和纤维肉芽组织的形成，最终导致假体的松动。47假体周围骨溶解假体周围骨溶解 随着研究的不断深入，发现假体松动由生物性、生物力学和骨质疏松等多种因素引起。生物性因素主要是磨损碎屑导致假体周围的骨溶解，这些碎屑包括聚乙烯、骨水泥和金属等碎屑。经研究发现，其中聚乙烯碎屑起着最主要的作用，而骨水泥碎屑的作用介于聚乙烯和金属碎屑之间。48假体周围骨溶解假体周围骨溶解目前还没有发现很好的方法可以减少或防止假体周围骨溶解的发生。预防办法主要是保证骨水泥固定牢固，去掉不必要的骨水泥外溢部分，避免此部分与相关连的其他假体部件发生摩擦和碰撞而产生碎屑。同时，手术中应将所有碎屑完全彻底地清洗干净。49其他并发症其他并发症 骨水泥的机械压迫和聚合热可引起周围神经的损伤，Patrick报告坐骨神经损伤为2%。为了减轻聚合热对周围组织的热损伤，在骨水泥聚合过程中的第三期和第四期，向骨水泥及其周围浇水，吸收部分聚合热，降低聚合温度。其他并发症还包括接触性皮炎、肠梗阻等。50Thank You
