骨水泥知识及应用
(医学课件)骨水泥知识
骨水泥的使用需要医生具备一定的经验和技巧，操作难度较大。
成本较高
骨水泥的价格相对较高，对于一些患者来说可能难以承受。
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加强过敏预防
对于有过敏或超敏反应风险的患者，应提前进行过敏试验，避免使用引起过敏反应的骨水泥。
加强培训和技术提高
医生应加强学习和培训，提高使用骨水泥的技巧和经验，降低操作难度。
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胸外科
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用于固定颌面部骨折、牙齿矫正等。
口腔颌面外科
用于填充组织缺损、轮廓重塑等。
整形外科
用于子宫肌瘤剔除、卵巢囊肿剥离等手术中固定创面。
妇科
其他领域
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骨水泥的制备与使用方法
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熟化
将混合物放入模具中，在一定温度和压力下熟化，使骨水泥达到需要的物理性质和化学性质。
制备方法
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准备原材料
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未来展望
研究方向
新型骨水泥材料的研发
针对现有骨水泥的不足，研究具有更好生物相容性、更强力学性能的新型骨水泥材料。
骨水泥制备工艺的研究
优化制备工艺，提高骨水泥的可靠性和稳定性，降低生产成本。
骨水泥复合材料的研究
将骨水泥与其他生物材料（如生物玻璃、生物陶瓷等）进行复合，提高其综合性能。
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xx年xx月xx日
骨水泥知识
目录
contents
骨水泥简介骨水泥的应用范围骨水泥的制备与使用方法骨水泥的优点与局限性骨水泥的常见问题与处理方法未来展望
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骨水泥简介
骨水泥是一种用于骨科手术的医用材料，由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和可聚合的甲基丙烯酸甲酯（MMA）组成。
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。
骨水泥及应用技术
VersaBond ( S & N) CMW (Howmedica) Coriplast 3 (Corin) OsteoBond (Zimmer) Osteopal (Biomet) Palacos （Biomet） Simplex P (Howmedica) Sulfix-6 (Sulzer) Zimmer LVC (Zimmer)
▪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。
▪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。
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骨水泥调制的三种方法
♣ 手工搅拌
♣ 离心搅拌
♣ 真空搅拌
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骨水泥的手工搅拌调制
1，调和杯或碗+搅拌棒
2，轻柔搅拌，60次/min
3，注意所用容器和搅拌棒的 材质，以保证在调制过程 中不会有碎屑脱落而混入 骨水泥
骨水泥 及 应用技术
骨水泥在人工关节外科中的作用
▪ 髋关节：10%的髋臼、20%~50%的股骨柄 膝关节：50%~95%的股骨髁、90%的胫骨平台
→ 需要用骨水泥固定
▪ 在以骨水泥固定的人工关节，骨床、假体、骨水 泥三者中，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 置换术后的效果至关重要
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搅拌对空泡形成的影响----显微镜观
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搅拌对空泡形成的影响----X线下观
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搅拌所产生空泡的数量及大小对比
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搅拌对固化骨水泥机械性能的影响
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搅拌对固化骨水泥疲劳寿命的影响
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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 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。
骨水泥及应用技术
实现进一步减少固化骨 水泥中空泡的目的
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搅拌对空泡形成的影响----显微镜观
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搅拌对空泡形成的影响----X线下观
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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 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
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第一代骨水泥技术
骨水泥应用及技术
1
骨水泥在人工关节外科中的作用
髋关节：10%的髋臼、50%的股骨柄 膝关节：90%的股骨髁、90%的胫骨平台 → 需要用骨水泥固定
在以骨水泥固定的人工关节，骨床、假体、骨水 泥三者中，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 的效果至关重要
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国外产品
CMW (Howmedica)
Coriplast 3 (Corin)
OsteoBond (Zimmer)
Osteopal (Biomet) Palacos （Biomet）
Simplex P (Howmedica)
Sulfix-6 (Sulzer)
Zimmer LVC (Zimmer)
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休克： 肺栓塞 心肌梗死和猝死。
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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。
骨水泥知识及应用
第五页，共19页。
骨水泥特点
• 抗压强度等同或略低于皮质骨
• 抗剪切应力、拉伸应力、扭曲应力 和弯曲应力比皮质骨低
第六页，共19页。
聚合过程
• PMMA :Polymethylmethacrylate
– 聚甲基丙烯酸甲酯 • 通过聚合的过程, 成为高分子链
第七页，共19页。
主要考虑的因素
• 混合操作技巧 • 影响粘度和使用时间的因素 • 机械力学因素 • 病人和医生
第十五页，共19页。
手术技术
• 股骨髓腔:
– RASP扩随
– 刷除碎屑
– 冲洗以暴露松质骨腔隙
– 充分干燥
– 髓腔远端塞:假体远端2-3厘米 – 骨水泥加压:充分渗透入松质骨腔隙,加强连接
第十六页，共19页。
骨水泥附件
• 真空搅拌器:
– 一步驱除空气 – 减少骨水泥工作时间
– 减少污染
– 骨水泥强度增加5倍
骨水泥知识及应用
第一页，共19页。
介绍
• 早在60年代即被广泛应用
• 骨水泥是 填充物 ，而非 粘合剂 • 机械的锁定: 松质骨/骨水泥,骨水泥/假体
• CPT类假体可以在骨水泥套中下沉
第二页，共19页。
骨水泥术语
• 工作时间/ working time:
– 低粘期和面团期的总和
• 使用时间/ set time:
Oxygen can react with free radicals 氧可以与自由基发生反应
第九页，共19页。
Osteobond骨水泥
• Osteobond骨水泥低粘期较长，使混合 的空气大大减少，增加了骨水泥的强度。
第十页，共19页。
标准条件
骨水泥及应用技术课件
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混合与搅拌
将骨水泥的粉末和液体部分按 照比例混合，使用搅拌器搅拌 均匀，直至无颗粒状物质。
填充与塑形
将搅拌好的骨水泥填充到需要 固定的部位，并根据需要进行
塑形。
固化与固定
骨水泥在人体内会逐渐固化， 形成稳定的固定结构。
注意事项
使用骨水泥时应避免接触水、 血液等物质，以免影响固化效
果。
的压力。
骨水泥的局限性
易脆
骨水泥的脆性较大，容易在受到外力时发生 断裂。
可能引起过敏反应
极少数人可能对骨水泥中的某些成分产生过 敏反应。
难以塑形
骨水泥的塑形性较差，难以适应复杂的骨骼 形状。
不适合所有骨折类型
骨水泥并不适用于所有骨折类型，如粉碎性 骨折等。
如何克服局限性
配合使用其他固定材料
在骨水泥的基础上，可以配合使用钢 丝、钢板等其他固定材料，提高骨折 固定的稳定性和适应性。
骨水泥的强度和韧性等性能还 有待进一步提高，以满足更复 杂、更高要求的手术需求。
骨水泥与生物活性物质的结合 将是未来的一个重要研究方向 ，以提高植入物的生物相容性 和长期稳定性。
06
CATALOGUE
案例分析
成功案例一：骨水泥在骨科手术中的应用
总结词
骨水泥在骨科手术中应用广泛，成功案例多，效果显著。
详细描述
骨水泥在骨科手术中主要用于固定人工关节和骨折复位，其 良好的粘附性和抗压性能够提供稳定的支撑和固定效果，促 进骨骼愈合。通过合理的手术操作和骨水泥选择，可以有效 地提高手术成功率，减少并发症。
成功案例二：骨水泥在牙科手术中的应用
总结词
骨水泥在牙科手术中应用广泛，能够提高牙齿修复的稳定性和效果。
关于骨水泥的文章
关于骨水泥的文章摘要：一、骨水泥的概述二、骨水泥的分类与性能三、骨水泥的应用领域四、骨水泥的制备与使用方法五、骨水泥的优缺点分析六、我国骨水泥产业的发展现状与前景正文：一、骨水泥的概述骨水泥是一种特殊的水泥，其主要成分是氧化钙、硅酸盐等，具有与骨组织相近的力学性能和生物相容性。
骨水泥在医疗、建筑、雕塑等领域具有广泛的应用，尤其在骨科手术中，骨水泥可以作为人工关节、骨折内固定等治疗的材料。
二、骨水泥的分类与性能根据骨水泥的化学成分和性能，可以将其分为以下几类：1.氧化钙基骨水泥：以氧化钙为主要成分，具有良好的生物相容性和力学性能。
2.硅酸盐基骨水泥：以硅酸盐为主要成分，具有较高的抗压强度和耐磨性。
3.生物活性骨水泥：在传统骨水泥的基础上添加生物活性物质，如羟基磷灰石、生物玻璃等，具有良好的生物降解性和骨传导性。
三、骨水泥的应用领域1.骨科手术：骨水泥在骨科手术中应用广泛，如人工关节置换、骨折内固定等。
2.口腔种植：骨水泥在口腔种植领域也有广泛应用，如牙科种植体、修复缺牙等。
3.整形外科：骨水泥可用于修复骨折、畸形矫正等。
4.建筑领域：骨水泥在建筑领域作为粘结剂，用于粘结瓷砖、大理石等。
四、骨水泥的制备与使用方法1.制备：根据不同应用领域和需求，选择合适的骨水泥类型进行制备。
制备过程主要包括配料、混合、固化等步骤。
2.使用方法：根据具体手术或操作要求，将骨水泥调至适当的稠度，涂抹或填充至需要修复的部位，然后进行固化。
在使用过程中，注意骨水泥的剂量控制和操作时间。
五、骨水泥的优缺点分析优点：1.生物相容性好：骨水泥与骨组织相近，有利于骨折愈合和减少排斥反应。
2.力学性能优良：骨水泥具有较高的抗压强度和耐磨性，能够满足骨科手术的需求。
3.操作简便：骨水泥使用方便，可根据手术需要进行调整和修复。
缺点：1.生物降解性较差：传统骨水泥生物降解性较差，可能需要二次手术更换。
2.使用范围受限：部分骨水泥类型不适用于所有部位和手术。
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混合时间/mix time: 粉末和水剂混合后,成为液态物
• 低粘时间/low viscosity time: •从混合时间末到面团期
•面团时间/dough time: •从骨水泥不黏手套始,到变硬 •由温度,湿度和混合技术决定
•这阶段骨水泥必须注射入髓腔
骨水泥特点
抗压强度等同或略低于皮质骨
• 中粘抗生素水泥
• Depuy SmartSet 白色
• 低粘非抗生素骨水泥
• Zimmer Osteobond
• Stryker Simplex
• S&N Versabond
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应用
不能使用 髓腔注射 髋臼/膝
不能使用
混合 低粘期
面团期
0分钟 1分钟
3分钟
6分钟
工作时间
使用时间
凝固期
凝固结束 8-12分钟
•影响因素:
室温: warm make faster reaction/ 19至22°C 湿度: more humid make faster reaction/ 50% 有效期 有无增加混合物:例抗菌素,美蓝,血液,盐水 水泥混合物量的增加/减少
标准条件 Osteobond骨水泥
室温
19至 22°C 湿度
50%
不同阶段 搅拌碗 真空搅拌
混合期 低粘期 面团期 工作时间 使用时间
0:45-1:00 1:00-3:00 3:00-5:00
4分钟 8:30-10:00
0:45-1:00 1:00-2:00 2:00-4:00
3分钟 7:15-7:45
骨水泥附件.
真空搅拌器: 一步驱除空气 减少骨水泥工作
时间 减少污染 骨水泥强度增加
第三代骨水泥技术
髓腔充分准备: 冲洗，干燥 骨水泥塞 真空搅拌器 骨水泥枪 近端加压 远、近端中置
市面上常用骨水泥
• 高粘抗生素水泥
• Link
Palacos
绿色
• Biomet Refobacin 绿色
温度越高，湿度越低，凝固越快，反之，凝固就慢。增加 混合物，凝固时间缩短
•机械力学因素:
骨水泥预涂: 加强连接 减少骨水泥中的气泡 气泡造成薄弱点 使用真空搅拌 手术技术 髓腔须精心处理 骨水泥套 须为一致的均匀的厚度---RASP打造出符合假体
的腔
•病人和医生:
抗剪切应力、拉伸应力、扭曲应 力和弯曲应力比皮质骨低
聚合过程
PMMA :Polymethylmethacrylate 聚甲基丙烯酸甲酯 通过聚合的过程, 成为高分子链
主要考虑的因素
混合操作技巧 影响粘度和使用时间的因素 机械力学因素 病人和医生
•操作技巧特点:
Open Bowl Mixing 使用开放式搅拌可减缓骨水泥反应时间 Vacuum Mixing 使用真空泵搅拌可加速骨水泥反应时间
骨水泥知识
介绍
早在60年代即被广泛应用
骨水泥是填充物 ，而非 粘合剂
机械的锁定: 松质骨/骨水泥,骨水泥/假体 CPT类假体可以在骨水泥套中下沉
骨水泥术语
工作时间/ working time: 低粘期和面团期的总和 • 使用时间/ set time: •从开始混合到骨水泥完全变硬
感染预防（庆大，林可，万古） 骨/骨水泥/假体表面 病人的个体反应:心血管反应 单体未充分混合 脂肪栓塞 血容量不足 骨水泥聚合反应释放的能量造成骨坏死
手术技术
髋臼: 锉磨髋臼至合适的尺寸 彻底清洗准备 填充缺损 彻底干燥
手术技术
股骨髓腔: RASP扩随 刷除碎屑 冲洗以暴露松质骨腔隙 充分干燥 髓腔远端塞:假体远端2-3厘米
Vacuum promote re free radicals react with MMA 真空搅拌让自由基充分与甲基丙烯酸甲酯反应
Oxygen can react with free radicals 氧可以与自由基发生反应
Osteobond骨水泥
Osteobond骨水泥低粘期较长，使混合 的空气大大减少，增加了骨水泥的强度。