骨水泥技术
骨水泥及应用技术
骨水泥及应用技术骨水泥是一种专门用于骨科手术中的生物医用材料，也称为骨固定材料。
它通常由粉末和液体混合而成，其中粉末由钙磷化合物制成，液体是一种双组份单体。
混合后，骨水泥可以迅速固化和硬化，具有优异的生物相容性和可塑性。
骨水泥不仅用于骨折固定，还可以填充骨缺损、修复骨肿瘤等。
骨水泥的主要组成是钙磷化合物，最常用的一种是氢氧化三钙（HAP）和磷酸三钙（TCP）。
这两种化合物是与骨骼组织相似的结构，可以在体内迅速与周围骨组织结合，形成牢固的生物活性附着面。
此外，骨水泥中的液体成分通常是甲基丙烯酸酯和二氧化硅等单体，这些单体可以与钙磷化合物发生化学反应，产生强大的粘接力和耐久性。
骨水泥的应用技术主要有两种：手术外置法和内置法。
手术外置法是将患者的骨折或骨缺损区域暴露出来，然后将骨水泥直接涂抹在骨表面，用力压实，使其与骨组织牢固结合。
这种技术适用于一些较小的骨折和骨缺损修复。
然而，由于骨水泥的密度较高，刺激骨髓腔，患者可能会感到一定的疼痛和不适。
内置法是将骨水泥注射到骨髓腔中，通过外科手术或穿刺注射的方式进行。
内置法具有操作简便、创伤小、恢复快的优点，可以在较短的时间内恢复患者的骨骼功能。
这种技术适用于骨折的治疗和骨肿瘤的修复。
在骨肿瘤修复中，骨水泥可以填充肿瘤空腔，固定受损的骨骼，并有效减轻疼痛。
总的来说，骨水泥具有以下优点：首先，它具有良好的生物相容性，能够与周围的骨组织紧密结合，减少了植入物被人体排斥的风险；其次，骨水泥固化速度快，可以迅速修复骨折和骨缺损，缩短了患者的康复时间；此外，骨水泥还可以填充肿瘤空腔，减轻疼痛，提高患者的生活质量。
然而，骨水泥也存在一些缺点：首先，骨水泥的刚性较大，缺乏弹性，可能导致植入处的骨骼负荷失衡，增加了骨折附近骨折的风险；其次，骨水泥的耐久性较差，容易发生龟裂和脱落，需定期进行检查和修复。
在使用骨水泥时，医生需要根据患者的具体情况和手术需要，选择合适的骨水泥材料和应用技术。
《骨水泥填塞术》课件
骨水泥填塞术在其他骨科疾病治疗中也有广泛应用，如肿瘤 切除后的骨缺损修复等。
详细描述
在一些复杂的骨科手术中，如肿瘤切除后的骨缺损修复，骨 水泥填塞术也可以发挥重要作用。通过骨水泥的填充，能够 恢复骨骼的结构和功能，为患者的康复打下良好的基础。
04 骨水泥填塞术的 并发症与预防
使用抗生素治疗，严重时需清 创引流。
如何预防骨水泥填塞术的并发症
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术前评估
对患者的身体状况进行全面评 估，特别是心血管和肺功能，
以确定手术风险。
术中监测
密切监测患者的生命体征，特 别是心血管指标，及时发现并
处理异常情况。
严格操作规程
遵循标准的手术操作规程，避 免因操作不当导致的并发症。
骨水泥的作用
骨水泥在填塞术中起到固定、支 撑和稳定骨骼的作用，有助于恢 复骨骼的正常形态和功能。
骨水泥填塞术的操作流程
术前准备
进行必要的影像学检查，确定病变部位和范 围，制定手术计划。
手术切口
根据手术需要，选择合适的切口位置，进行皮 肤切开。
暴露病变部位
通过手术操作，暴露出需要填塞骨水泥的骨骼病 变部位。
它通过向骨折的椎体 内注入骨水泥，达到 加固椎体、缓解疼痛 的目的。
骨水泥填塞术的应用范围
主要适用于骨质疏松性椎体压 缩骨折，尤其是老年患者。
对于保守治疗无效或疼痛持续 加重的患者，可以考虑采用骨 水泥填塞术。
该手术方法也可用于治疗其他 类型的脊柱骨折，如创伤性骨 折、肿瘤转移等。
骨水泥填塞术的发展历程
肺栓塞
骨水泥在注入过程中可能脱落 ，随血液循环进入肺部，导致 肺栓塞。
术中出血
手术过程中可能因操作不当导 致血管破裂出血。
《骨水泥及应用技术》课件
根据患者的具体情况，骨水泥将更加个性化地应用于骨科手术中， 以提高手术效果和患者的康复质量。
骨水泥与其他材料的结合应用
骨水泥将与其他生物材料结合应用，以实现更广泛的骨科手术应用 。
骨水泥的应用前景展望
扩大应用范围
随着骨水泥技术的不断成熟，其 应用范围将进一步扩大，不仅限 于骨科手术，还将应用于其他医 疗领域。
提高治疗效果
骨水泥的应用将进一步提高骨科 手术的治疗效果，缩短患者的康 复时间，提高患者的生活质量。
降低医疗成本
随着骨水泥技术的普及和应用， 医疗成本将逐渐降低，使得更多 的患者能够受益于骨水泥技术的 应用。
骨水泥的研究热点与挑战
骨水泥的生物相容性和安 全性
研究骨水泥的生物相容性和安全性是当前的 重要研究热点之一，需要进一步深入研究和 探索。
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骨水泥在混合后具有一定的黏
稠性和可塑性，可以根据需要
填充和塑形。
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骨水泥在固化后具有良好的抗
压强度和耐磨性，能够承受人
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体重量和活动时的摩擦。
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骨水泥的固化时间较短，通常 在混合后数分钟内即可完成固 化。
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骨水泥在固化过程中会产生热 量，但温度不会对人体造成伤 害。
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骨水泥的应用领域
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骨水泥在混合后具有黏稠性和可 塑性，可以填充和固定骨骼与假 体之间的间隙，增强骨骼与假体 的结合力。
骨水泥的组成
骨水泥主要由聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）粉末和液态甲基丙烯酸甲 酯单体组成。
聚甲基丙烯酸甲酯粉末由聚合物微球 和填料组成，而液态甲基丙烯酸甲酯 单体则是无色透明的有机化合物。
骨水泥的物理性质
骨水泥及应用技术
04 骨水泥的优点与局限性
骨水泥的优点
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高粘合性
骨水泥与骨骼之间具有极高的 粘合性，能够提供良好的固定
效果。
快速固化
骨水泥在混合后能够在短时间 内迅速固化，缩短手术时间。
良好的生物相容性
骨水泥与人体骨骼组织相容性 好，不易引发排异反应。
强度高
骨水泥的强度高，能够承受较 大的负重。
骨水泥的局限性
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骨水泥在混合后呈现粘稠的糊状 ，可以注入骨骼或关节腔内，起 到固定、填充或垫高的作用。
骨水泥的组成
骨水泥主要由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）粉末和液态甲基丙烯酸甲酯单体组成。
PMMA粉末由聚合物微球和交联剂组成，交联剂使聚合物微球相互连接，形成网状 结构。
液态甲基丙烯酸甲酯单体是低粘度有机单体，与PMMA粉末混合后发生聚合反应， 形成坚硬的固体。
牙周病治疗
在牙周病治疗中，骨水泥可用于 牙槽骨重建，改善牙齿稳固度。
其他领域
整形外科
在面部整形和修复手术中，骨水泥可 用于填充和固定，如鼻梁、下颌等部 位的整形。
耳鼻喉科
在耳、鼻、喉等部位的手术中，骨水 泥可用于修复骨骼结构和固定植入物 。
03 骨水泥的制备与使用方法
骨水泥的制备
骨水泥的组成
骨水泥由聚甲基丙烯酸甲 酯（PMMA）粉剂和甲基 丙烯酸甲酯（MMA）液体 组成。
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人工关节置换
骨水泥常用于固定人工关 节，如髋关节和膝关节置 换，提高关节稳定性和使 用寿命。
脊柱外科
在脊柱外科手术中，骨水 泥可用于固定椎体，治疗 骨质疏松性压缩骨折和椎 体肿瘤等。
骨水泥技术(精制医学)
继续应用
精制类
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骨水泥
假体
中置器
髓腔栓
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裂 • 假体植入后紧压至水泥骨化 • 冷却单体延长凝固时间
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改善骨水泥分布状况的方法
骨－骨水泥界面 假体中心化技术
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改善骨水泥分布状况的方法
假体－骨水泥界面
• 骨水泥预涂技术 • 假体－骨水泥结合强度增加1倍 • 将假体－骨界面转化为骨水泥－骨
水泥界面，结合强度提高1.35-11倍 • 空泡率减少70％以上
精制类
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第三代骨水泥技术
• 保持第二代技术 • 改进假体柄－骨水泥界面
– 粗糙面假体 – 骨水泥预涂型假体
• 改进搅拌方法降低孔隙率：真空 离心 加压 • 假体中心化技术 • 髋臼使用珠状隔离体，骨水泥均匀分布 • 骨水泥加压罩
精制类
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接负压
真空搅拌器
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真空搅拌器
接负压
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手搅拌与真空搅拌比较
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提高骨水泥理化性能
• 改进调配技术 • 液体倒入粉剂，湿润为度，
单体多，放热多，毒性大 • 如为手工搅拌不宜过快，减
少气泡
精制类
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改进充填方法
• 骨水泥枪 • 手填加用减压管
精制类
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改进充填方法
• 骨水泥枪
精制类
• 手填加用减压20管
髓腔栓的使用及发展
• 骨栓 • 聚乙烯栓 • 可吸收髓腔栓
• 抗生素和阻光剂
磷酸钙骨水泥技术要求
磷酸钙骨水泥技术要求一、引言磷酸钙骨水泥是一种广泛应用于骨科和牙科领域的生物材料，具有优良的物理性能和生物学特性。
本文将详细介绍磷酸钙骨水泥在各个方面的技术要求，以确保其在临床应用中的安全性和有效性。
二、材料的物理性能1.黏稠度：磷酸钙骨水泥应具有适宜的黏稠度，以便于操作和填充。
2.固化时间：固化时间应适中，以满足临床应用的需求。
通常需要在几分钟至几十分钟内完成固化。
3.抗压强度：磷酸钙骨水泥应具有一定的抗压强度，以支撑身体重量和活动。
4.弹性模量：与周围骨组织相匹配的弹性模量，降低应力遮挡效应。
三、生物相容性磷酸钙骨水泥应具有良好的生物相容性，不引起明显的免疫排斥反应或毒性反应。
在长期体内植入应用中，应保持与周围组织的相容性。
四、生物活性磷酸钙骨水泥应具备一定的生物活性，促进与周围骨组织的结合以及新骨的形成。
这有助于提高材料的骨整合效果，降低排异反应和炎症反应。
五、安全性磷酸钙骨水泥在生产、储存和使用过程中应无毒、无致畸、无致突变等不良反应，保证临床应用的安全性。
六、稳定性磷酸钙骨水泥在体内应具有良好的稳定性，不易被降解或吸收，以维持长期的植入效果。
同时，材料应具备抗腐蚀、耐磨损等特性，以适应体内环境的变化。
七、填充效果磷酸钙骨水泥应具有良好的填充效果，能够充分填充缺损部位，与周围骨组织形成良好的接触，支撑和固定作用。
填充后的材料应具备良好的形态和尺寸稳定性，不易变形或移位。
八、操作便捷性磷酸钙骨水泥应具有简便的操作流程，方便医生在手术过程中进行混合、搅拌和注射等操作。
同时，材料应具备良好的可塑性和适应性，以适应不同形状和大小的骨缺损。
九、持久性磷酸钙骨水泥在体内应具有良好的持久性，能够维持长期的有效植入，满足临床治疗的需求。
在长期的体内应用中，材料应保持稳定，不易出现老化、降解或失效等问题。
十、结论磷酸钙骨水泥作为一种重要的生物材料，在骨科和牙科等领域具有广泛的应用前景。
为了确保其安全性和有效性，需要严格遵守各项技术要求，从材料的物理性能、生物相容性、生物活性、安全性、稳定性、填充效果、操作便捷性和持久性等方面进行全面评估和控制。
骨水泥增强技术研究新进展
骨水泥增强技术研究新进展摘要老年人群中，骨质疏松症是一种常见的健康问题，增加了骨折和骨科手术的难度。
本文综述了骨水泥增强技术的最新研究进展，特别是在皮质骨轨迹（CBT）螺钉中的应用。
研究表明，骨水泥增强技术通过提升螺钉的稳定性和拔出强度，在骨质疏松患者中展现出显著的临床和生物力学优势。
创新的螺钉设计和新材料的结合进一步提升了固定效果，降低了并发症的风险，为骨质疏松患者提供了更安全和有效的固定方案。
传统固定技术对于骨质疏松患者，选择合适的固定技术尤为重要。
骨水泥增强技术通过填充骨孔和裂隙，提供了额外的支撑，从而提升螺钉的稳定性和拔出强度。
水泥增强技术1.Vicryl网布增强：Vicryl网布结合骨水泥显著提高了螺钉的拔出强度，并减少了水泥外溢的风险。
2.磷酸钙水泥（CPC）增强：CPC增强技术提升了椎弓根螺钉的稳定性，拔出强度随时间逐渐增加。
创新螺钉设计1.骨水泥桥接螺钉系统：新型骨水泥桥接螺钉系统提供了更好的稳定性，降低了水泥松动或位移的风险，相比传统的固定方法效果更佳。
2.可扩展椎弓根螺钉：可扩展椎弓根螺钉结合水泥在骨质疏松骨中提供了显著更大的保持力。
机械优势研究表明，滞后螺钉的水泥增强可提高固定稳定性，维持压缩力，并允许重新拧紧而不影响固定。
新型骨水泥桥接螺钉系统Wang等开发了一种新型骨水泥桥接螺钉系统，用于治疗骨质疏松相关疾病。
研究显示，这种系统在与传统固定术结合使用时，骨水泥的稳定性显著提高，松动或位移的风险最低。
皮质骨轨迹螺钉（CBT）增强1.CBT增强的临床效果：在治疗骨质疏松相关疾病的研究中，新的骨水泥桥接螺钉系统与传统固定术结合使用，显著增加了骨水泥的强度，避免了松动和位移。
2.水泥增强CBT螺钉在脊柱中的应用：Wang等研究了使用CBT螺钉在腰椎邻近节段退变翻修手术中的可行性，结果显示CBT螺钉在不同腰椎节段的准确性和成功率较高。
生物力学研究1.骨水泥增强CBT螺钉的生物力学性能：Wang等进行了一项研究，评估了骨水泥增强CBT螺钉在骨质疏松脊柱中的有效性。
骨水泥原理
骨水泥原理
骨水泥的原理是通过凝固产生强度。
骨水泥是一种粘固剂，具有很高的粘稠性。
在骨科手术中，骨水泥被用来固定人工关节，或者用于填充骨骼与假体之间的空隙。
当骨水泥被注射到骨骼与假体之间后，它会迅速凝固，产生强度，从而起到固定和支撑的作用。
除了提供强度支撑外，骨水泥还可以改善骨骼与假体之间的摩擦性能，减少假体与骨骼之间的磨损，从而延长人工关节的使用寿命。
在骨科手术中，骨水泥的应用范围非常广泛，包括人工关节置换、脊柱外科手术、创伤修复等。
通过使用骨水泥，医生可以更加精确地固定假体，提高手术的成功率和患者的康复效果。
要注意的是，骨水泥虽然具有很多优点，但也有一些潜在的风险和并发症。
例如，骨水泥可能引起过敏反应、炎症反应等，因此在手术前需要进行充分的评估和准备。
同时，手术后的康复也非常重要，需要遵循医生的建议进行康复训练和护理。
骨水泥是一种重要的骨科手术材料，通过凝固产生强度和改善摩擦性能，为骨科手术提供了更加稳定和可靠的固定方式。
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骨水泥
假体
中置器
髓腔栓
改进充填方法
• 骨水泥枪 • 手填加用减压管
改进充填方法
• 骨水泥枪
• 手填加用减压管
髓腔栓的使用及发展
• 骨栓 • 聚乙烯栓 • 可吸收髓腔栓
成份： 猪凝胶 甘油 水 羟基苯甲酸甲酯
可吸收髓腔栓
六种不同规格
专用器械插入髓腔远端
完全降解吸收时间：3小时 吸收80%，几天内完全吸收
Harris认为，使用现代骨水泥技术， 可保持人工髋关节臵换术后25年 以上的稳定性
I级医学材料检测项目
美国检测和材料协会（ASTM）
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细胞培养毒性 皮肤刺激 肌内植入 血液相容性 溶血反应 致肿瘤性
• 长期植入实验 • 全身反应（急性毒 性实验） • 粘膜刺激 • 过敏反应 • 致畸性 • 致热原性
现代骨水泥效果的评价
• PMMA仍为骨水泥固定的主要应用材料 • 骨水泥病不确切，但骨水泥的副反应存在 • 目前尚无更好的非骨水泥型假体取代骨水 泥型假体 • 骨水泥型假体在一定时期一定范围内还将 继续应用
现代骨水泥技术
北京大学关节病研究所
骨水泥应用历史
70年代以前 THR的主要手术方式，极大地提 高了全髋关节臵换的固定效果
第一代骨水泥技术
• • • • 手搅拌，面团期使用 手指嵌入髓腔 假体无相应变化，有死角存在 骨水泥分布不均匀，中断、有气泡
骨水泥应用历史
90年代以前 • 骨水泥假体下沉、松动问题日益突出
• Microinterlock
– 良好的松质骨骨床 – 低粘度骨水泥（<100Pa· s） – 持续加压至固化
现代骨水泥技术操作要点
• • • • • • • 改善骨水泥分布状况 加强假体－骨水泥界面强度 提高骨水泥质量 合理的假体设计和选材 脉动加压冲洗 拭干、无血、无碎骨 使用髓腔栓
– 骨栓、聚乙烯栓、骨水泥栓
现代骨水泥技术操作要点
冲 洗 枪
髓 腔 刷
改善骨水泥分布状况的方法
骨－骨水泥界面
• • • • • Stem中心化装臵 柄远端2/3始终处于中心 柄周围2mm均匀的骨水泥 避免假体倾斜 骨水泥薄于1mm或厚于3mm均易碎 裂 • 假体植入后紧压至水泥骨化 • 冷却单体延长凝固时间
改善骨水泥分布状况的方法
– 5－10年松动率达24％－30％
• 骨水泥病提出
– 聚合热 单体毒性 磨损颗粒 疲劳强度差
• 非骨水泥假体生物学固定概念提出 • 新一代骨水泥的开发及技术改进
– 骨水泥配方 充填技术的改进
第二代骨水泥技术
• • • • • • • • 手搅拌 湿砂期使用或使用低粘度骨水泥 重视髓腔冲洗 加用髓腔栓 使用骨水泥枪 假体与骨水泥保持压力至固化 人工关节用高级合金 假体工艺形态改变
– 粗糙面假体 – 骨水泥预涂型假体
• • • •
改进搅拌方法降低孔隙率：真空 离心 加压 假体中心化技术 髋臼使用珠状隔离体，骨水泥均匀分布 骨水泥加压罩
接负压
真空搅拌器
接负压
真空搅拌器ห้องสมุดไป่ตู้
手搅拌与真空搅拌比较
手搅拌与真空搅拌比较
现代骨水泥技术原则
• Bulk Filling
– 彻底清洗 – 无血无碎骨 – 充分填充
骨－骨水泥界面 假体中心化技术
改善骨水泥分布状况的方法
假体－骨水泥界面
• 骨水泥预涂技术 • 假体－骨水泥结合强度增加1倍 • 将假体－骨界面转化为骨水泥－骨 水泥界面，结合强度提高1.35-11倍 • 空泡率减少70％以上
提高骨水泥理化性能
• 改进调配技术 • 液体倒入粉剂，湿润为度， 单体多，放热多，毒性大 • 如为手工搅拌不宜过快，减 少气泡
骨水泥应用历史
90年代以后 • 新一代骨水泥型假体与非骨水泥固定型 假体5年松动率明显低于早期骨水泥假体
– 非骨水泥假体减少早期松动 – 骨水泥及使用技术的改进可达到同样效果
• 现代骨水泥型假体THR术后10年随访松 动及翻修率均低于非骨水泥型假体（Harris）
第三代骨水泥技术
• 保持第二代技术 • 改进假体柄－骨水泥界面
骨水泥添加剂及新型骨水泥
• 抗生素和阻光剂 • 陶瓷骨水泥（日本Kamamura）
– 生物相容性好 – 骨化时不产生高温
• 骨粒骨水泥（上海 戴）
– 提高骨长入程度
• TCP、HA、石膏、聚乳酸、新鲜 血、G-P-S可吸收型骨水泥
骨水泥缺点
• • • • • • • 热力损伤 90℃ 单体毒性 异物反应 磨损碎屑 Revision难度大 老化、疲劳断裂 收缩2－4％