丙烯酸酯类骨水泥材料的临床应用与研究进展
混凝土中丙烯酸酯共聚物的应用研究
混凝土中丙烯酸酯共聚物的应用研究一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，具有很好的强度和耐久性。
然而，随着时间的推移，混凝土会出现裂缝和损坏，影响其使用寿命和结构安全。
因此，为了解决这个问题，研究人员开始探索将丙烯酸酯共聚物添加到混凝土中以提高其性能。
二、丙烯酸酯共聚物的特性及应用丙烯酸酯共聚物是一种高分子材料，具有良好的柔韧性、耐久性和耐候性。
它可以通过控制共聚物的化学结构和分子量来调节其性能。
在混凝土中添加丙烯酸酯共聚物可以改善其抗裂性、耐久性和耐化学腐蚀性能，提高其寿命和安全性。
三、混凝土中添加丙烯酸酯共聚物的研究进展1. 抗裂性能的改善混凝土的抗裂性能是影响其使用寿命和结构安全的重要因素之一。
添加丙烯酸酯共聚物可以改善混凝土的抗裂性能。
研究表明，添加5%的丙烯酸酯共聚物可以将混凝土的抗裂性能提高20%以上。
2. 耐久性的提高混凝土在长期使用过程中会受到气候、环境和化学物质的侵蚀，导致其性能下降。
添加丙烯酸酯共聚物可以提高混凝土的耐久性。
研究表明，添加1%的丙烯酸酯共聚物可以将混凝土的耐久性提高30%以上。
3. 耐化学腐蚀性能的提高混凝土在遇到化学物质时容易发生化学反应，导致其性能下降。
添加丙烯酸酯共聚物可以提高混凝土的耐化学腐蚀性能。
研究表明，添加3%的丙烯酸酯共聚物可以将混凝土的耐化学腐蚀性能提高50%以上。
四、丙烯酸酯共聚物添加量的控制在混凝土中添加丙烯酸酯共聚物时，添加量的控制非常重要。
过高的添加量会导致混凝土的性能下降，过低的添加量则无法达到预期的效果。
根据研究表明，适当的添加量为混凝土总重量的2%~5%。
五、结论丙烯酸酯共聚物是一种非常有潜力的混凝土添加剂，可以有效地提高混凝土的性能，延长其使用寿命和提高结构安全性。
在实际应用中，需要根据具体情况控制添加量，以达到最佳效果。
未来，还需要对丙烯酸酯共聚物的性能和应用进行更深入的研究和探索。
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》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。
01 7
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。
7
02
7
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
7
体重量和活动时的摩擦。
03
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。
04
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。
02
骨水泥的应用领域
02
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
骨水泥总结
骨水泥技术任中义骨水泥及其应用技术骨水泥是一种用于填充骨与植入物间隙或骨腔并具有自凝特性的生物材料。
化学名称是聚甲基丙烯酸甲酯(ｐｏlymｅtｈylmethａｃrｙlatｅPMＭA),也称丙烯酸骨水泥。
自从1958年Ｃharney首次应用骨水泥固定股骨假体成功施行全髋关节置换以来,骨水泥己广泛应用于骨科临床,骨水泥固定可保证术后假体的即时稳定,在骨组织-骨水泥-假体界面上无任何微动，允许术后早期负重,疗效肯定。
第一代骨水泥技术假体松动率为２9％-4０%，除了假体设计方面的因素之外,主要是存在于假体和骨质两个界面之间的PMMＡ微粒（直径≥1００ｕm）引起的假体周围骨溶解和骨水泥界面的老化、破裂,最终导致假体的远期无菌性松动,即所谓“骨水泥病”。
采用改进后的第二代骨水泥技术假体松动率为3%(术后3年)，第三代骨水泥技术假体松动率为3%（术后20年)。
非骨水泥固定或称生物固定解决了一些由骨水泥带来的问题,但术后10年的远期随访发现与骨水泥固定相似，同样存在假体周围的骨溶解和松动现象，因此认为,骨水泥身并不是人工关节置换术的薄弱环节,而使用方法不当才是真正的薄弱环节。
本文对骨水泥的发展历史、骨水泥的特点、骨水泥技术、抗生素骨水泥等与临床应用的相关问题作一复习。
PMMＡ于1927年由Hiｌl和Crawｆoｌd发明,19３7年在医学上首先用于口腔科。
1９53年由Habouｓh首先用于髋关节双杯置换术,195８年经过Ｃharnｌey系统的临床与实验研究被骨科医生广泛接受。
一、组成成份常用的五种品牌骨水泥成份比较见文末附表。
骨水泥包括两部分灭菌包装。
第一部分是PMMＡ颗粒粉剂(直径10-1５0um)，含有10%不透Ｘ线的硫酸钡（BaSO4)或氧化锆(ZrＯ2）、1％二甲基甲苯胺（DMPT)引发剂和微量过氧化苯酰(ＢＰ）抑制剂。
第二部分是甲基丙烯酸甲酯单体的液体,含有3％DMPT和减少单体自发聚合的微量BP。
二、理化性质按照骨水泥单体与粉剂混合后的流动性的流动性、渗透性的高低及聚合后每一时相所占时间的不同,可将骨水泥分为高粘性和低粘性两类。
医用植入材料PMMA骨水泥改性的研究进展
生物骨科材料与临床研究O rthopaedic B iomechanics M aterials A nd C linical S tudy2020年 12月第17卷第6期doi:10.3969/j.issn. 1672-5972.2020.06.017文章编号:swgk2019-05-00103医用植入材料PMMA 骨水泥改性的研究进展傅炫健'利春叶*陈扬'［摘要］由于传统聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)骨水泥材料的临床效果明显，其在骨科 手术的应用已有60余年的历史，帮助骨科医师成功开展人工关节置换、脊柱经皮穿刺椎体成形术(percutaneous vertebroplasty, PVP)、球囊扩张椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty, PKP)等多种手术。
但在临床应用中，人们发现PMMA 反应温度高、单体具有细胞毒性、与骨组织结合性差、力学强度过大、缺乏生物活性等缺 点，在一定程度上影响了临床医师的选择。
因此，科研工作者通过对PMMA 骨水泥进行改性，加入其他材料， 改善了 PMMA 的力学性能和赋予其生物活性，此方法为目前骨组织生物材料的研究热点方向。
本文将对PMMA改性方面的研究现况及进展进行综述。
［关键词］聚甲基丙烯酸甲酯；骨水泥改性；力学性能；生物活性［中图分类号］R681.5 ［文献标识码］AResearch progress on modification of PMMA bone cement for medical implant materialsFuXuanjian 1, Li Chunye 2, Chen Yang 3. 1 Graduate School of G uangdong M edical University, Zhanjiang Guangdong, 524023; 2 Upper Limb Microsurgery, Shenzhen Bao'an Clinical Medical College of Guangdong Medical University(The P eople's Hospital o f S henzhen Bao 'an), Shenzhen Guangdong, 518101; 3 Department of O rthopaedics, The FirstPeople's Hospital of F oshan (Affiliated F oshan Hospital of S un Yat-sen University), Foshan Guangdong, 528000, China[Abstract] Due to the clinical effect of t raditional polymethyl methacrylate (PMMA) bone cement material, it has beenused in orthopedic surgery for more than 60 years, helping orthopedic surgeons to successfully perform artificial joint re placement, spinal percutaneous vertebroplasty and percutaneous kyphoplasty. However, in clinical applications, it has been found that PMMA has high reaction temperature, monomeric cytotoxicity poor binding to bone tissue, excessivemechanical strength, and lack ofbiological activity which also affects the choice of c linicians to some extent. Therefore,researchers have modified the PMMA bone cement, added other materials, improved the mechanical properties ofPMMA and imparted its biological activity, which is the hot research direction ofbone tissue biomaterials. This paper will review the current status and progress ofPMMA modification.[Key words] Polymethyl methacrylate; Bone cement modification; Mechanical properties; Biological activity聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate , PMMA) 骨水泥20世纪30年代首次被医生应用为牙科医用材料屈。
改性PMMA骨水泥的临床研究进展_梁佩清
图１ 生物活性的 ＨＡ／ＰＭＭＡ 骨水泥的合成及理化性能
Ｆｉｇ １Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｂｉｏａｃｔｉｖｅ ＨＡ／ＰＭＭＡ ｂｏｎｅ ｃｅｍｅｎｔ 研究表 明，经 Ｐ（ＰＭＭＡ－ｃｏ－ＭＰＳ）［３１］、多 巴 胺［３５］ 强 度、抗 弯 强 度 与 抗 弯 模 量 可 分 别 达 到 １２４．７，
１．２ β－ＴＣＰ／ＰＭＭＡ β－磷酸三钙（β－ＴＣＰ）是 另 一 种 大 量 存 在 于 骨 骼 中
的 活 性 组 分 ，具 有 良 好 的 生 物 相 容 性 、生 物 活 性 以 及 生
４２ ＭＰａ（高于商业产品３０ ＭＰａ），而 其 弹 性 模 量、放 热
与固化时 间 等 性 质 不 会 受 到 影 响。Ｄａｌｌ’Ｏｃａ 等 将 β－ ＴＣＰ／ＰＭＭＡ 多孔骨水泥植 入 新 西 兰 白 兔，８ 周 后，微
研究表明，向 ＰＭＭＡ 骨水泥中掺入 ５％～３０％ 的 ｎａｎｏ－ＨＡ，可在一定 程 度 上 提 高 其 拉 伸 强 度、硬 度、弹 性模量、弯曲模 量、冲 击 韧 性 等 机 械 性 能［２２］。Ｆｅｒｒｅｉｒａ 等 将 ［２３］ ２５％ 的 ＨＡ 加入 ＰＭＭＡ 骨水泥中，使得其弯 曲模量（可 达 ３．５ ＧＰａ）与 生 物 活 性 得 到 了 较 大 的 改 善；同时聚合时间 增 加，聚 合 温 度 迅 速 下 降，为 临 床 应 用提 供 了 方 便。Ｈｅｒｎａｎｄｅｚ等 利 ［２４］ 用 ６６μｍ ｍｉｃｒｏ－ ＨＡ 与 长 径 比 ６６ ｎｍ／１９ ｎｍ ｎａｎｏ－ＨＡ 共 混 后 改 良 ＰＭＭＡ 骨水泥，研究发现，３０％ＨＡ 不仅使 ＰＭＭＡ 骨 水 泥 力 学 性 能、聚 合 温 度 （不 高 于 ５０．８ ℃）达 到 ＩＳＯ５８３３ 的 要 求 ；而 且 还 可 降 低 其 细 胞 毒 性 ，加 速 诱 导 磷酸钙在骨水泥 的 表 面 沉 积，表 现 出 良 好 的 体 外 生 物
医用骨黏合剂的发展及应用进展
医用骨黏合剂的发展及应用进展肖海军【摘要】应用骨黏合剂固定骨折越来越受到关注.寻求具有良好生物相容性、可降解、无不良反应作用、在常温下能实现快速粘合以及不影响骨折愈合特性的骨黏合剂已成为医学和生物材料领域的研究重点.医用骨黏合剂的发展经历了早期的α-氰基丙烯酸酯类和聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥,发展为近年来具有生物活性的骨水泥以及多糖类骨黏合剂,它们的性能得到了不断改善.现就这些医用骨黏合剂的粘接机制、理化和生物学特性、骨折应用等方面进行综述.%The application of medical bone adhesives fixing bone fracture is drawing more and more attention.Finding ideal bone adhesives with good biocompatibility, degradability, rapid adhesion in normal temperature,no adverse effect and no influence on fracture healing features has become the research focus in the field of medical and biological materials.The performance of medical bone adhesives in its development history had improved from initial α-cyanoacrylate glues and polymethylmethacrylate to bioactive bone cement and polysaccharid glues in the past few years.Here is to review the medical bone adhesives in the aspect of adhesive mechanisms, physichemical and biological characteristic, applications in fractures fixation, and so on.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2011(017)010【总页数】4页(P1510-1513)【关键词】骨黏合剂;骨折;骨水泥【作者】肖海军【作者单位】上海市奉贤区中心医院骨科,上海,201400【正文语种】中文【中图分类】R680.944高能量损伤导致的粉碎骨折越来越多见，这在一定程度上给临床医师的治疗带了困难，例如四肢的粉碎骨折，特别是近关节的粉碎骨折，较小的碎骨片很难固定，如果去除过多势必导致骨缺损，影响骨折的愈合。
丙烯酸乳液在水泥混凝土中的应用
丙烯酸乳液在水泥混凝土中的应用丙烯酸乳液在水泥混凝土中的应用1. 引言丙烯酸乳液作为一种重要的建筑材料添加剂，已经在水泥混凝土领域得到广泛应用。
其优异的性能和多功能性使其成为改善混凝土性能的理想选择。
本文将深入探讨丙烯酸乳液在水泥混凝土中的应用，并分析其在不同方面的作用和影响。
2. 成分和性能丙烯酸乳液主要由丙烯酸单体、乳化剂、稳定剂等组成。
丙烯酸乳液具有良好的分散性、粘度控制能力和成膜性，可以增加混凝土的抗裂性能、改善耐磨性和降低水泥的收缩性。
3. 抗裂性能丙烯酸乳液作为粘结剂添加到水泥混凝土中，可以增加材料的延性和黏性，提高混凝土的抗裂性能。
这主要是因为丙烯酸乳液可以填补混凝土内部的微裂缝，并形成柔性膜层，防止裂缝的扩展。
丙烯酸乳液还可以减少混凝土中的内应力，提高混凝土的抗拉强度和耐久性。
4. 耐磨性能水泥混凝土的耐磨性是评价其使用寿命和使用效果的重要指标。
丙烯酸乳液添加可以有效提高混凝土的耐磨性。
丙烯酸乳液可以填充混凝土中的孔隙，形成坚固的膜层，增加混凝土表面的硬度和耐磨性。
丙烯酸乳液还可以防止水泥颗粒与外界因素的接触，减少颗粒的破碎和脱落，提高混凝土结构的稳定性和耐久性。
5. 收缩性控制水泥混凝土在早期和干燥过程中会产生收缩现象，这可能导致混凝土的开裂和变形。
丙烯酸乳液的添加可以有效控制混凝土的收缩性。
丙烯酸乳液可以形成柔性的聚合物膜层，防止水分的迅速蒸发和混凝土的收缩。
通过控制混凝土的收缩性，丙烯酸乳液可以减少混凝土表面的裂缝，并提高混凝土的整体性能和使用寿命。
6. 结论丙烯酸乳液在水泥混凝土中的应用可以明显改善混凝土的性能和耐久性。
其抗裂性能、耐磨性能和收缩性控制等方面的作用使其成为一种理想的混凝土添加剂。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大，丙烯酸乳液的应用前景将更加广阔，为建筑行业带来更多的创新和发展机会。
参考文献：[1] Zhou, Z., Wu, Y., Zhu, H., & Ding, Y. (2018). Effects of acrylic acid dispersion on properties of concrete. Journal of BuildingMaterials, 21(5), 925-931.[2] Jiang, X., Li, C., Li, Q., & Zhang, X. (2017). Influence of Acrylic Acid on Performance of Cement Mortar. Advanced Materials Research, 198-199, 226-232.[3] Li, X., Tang, X., Ai, T., & Zhou, Y. (2019). Effects of acrylic acid on the properties of cement-based composites. Concrete, 111,7-10.根据上述三篇文章的研究结果，可以得出以下结论：1. 有机酸乳液对混凝土性能的影响在第一篇文章中，作者通过研究有机酸乳液对混凝土性能的影响发现，有机酸乳液可以显著改善混凝土的抗压强度和抗渗性能。
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·综述·丙烯酸酯类骨水泥材料的临床应用与研究进展R e s e a r c ha d v a n c e s a n d c l i n i c a l a p p l i c a t i o n o f a c r y l i c b o n e c e m e n t m a t e r i a l s陈德敏1,2(1.上海交通大学医学院附属第九人民医院/上海生物材料研究测试中心,上海 200011;2.上海倍尔康生物医学科技有限公司,上海 201203) 【摘 要】 丙烯酸酯类骨水泥材料作为替代、修复人体硬组织的材料在骨外科、整形外科、脑外科及口腔科等领域得到广泛的应用。
虽然在临床上已有50多年的应用历史,但也存在不少的问题,人们一直试图通过各种技术手段来加以改进。
本文就丙烯酸酯类骨水泥材料各种性能改良技术的研究进展以及临床应用状况作一综述。
【关键词】 丙烯酸酯 骨水泥 临床应用基金项目:上海市科委发展基金资助项目(0607H 1294);上海市重点学科建设资助项目(S 30206)1 前言自1960年英国的C h a r n l e y J 接受了曼彻斯特大学T u r n e r 齿科学院S m i t h D 的建议,首次成功地将自凝型聚甲基丙烯酸甲酯(P M M A )材料从齿科引用到人工髋关节置换手术中,P M M A 骨水泥材料开始引起矫形骨外科医生们的极大关注,他们充分利用此种骨水泥材料具有易塑形、室温下固化快的特点,将其作为骨植入体,应用于人工关节固定、骨缺损充填、固定脊柱和一些特殊类型的骨折。
国际标准化组织(I S O )于1979年公布了国际标准I S O 5833/1-1979(E )《外科植入物-丙烯酸类树脂骨水泥-第1部分:骨科应用》。
近50年来,关节置换术得到了快速性的发展,其中丙烯酸酯类有机骨水泥作为替代、修复人体硬组织材料在骨外科、整形外科、脑外科及口腔科等领域也得到了广泛的应用。
丙烯酸树脂类骨水泥材料通常由固、液相双组份构成,在室温下调和后可以随意地塑形,5～20m i n 内快速固化,同时放出热量。
目前国外的骨水泥产品已形成多品种并系列化,比较知名的有德国产含庆大霉素的P a l a c o s 载药骨水泥,H o w m e d i c a 公司的S i m p l e x P 骨水泥,美国Z i m m e r 的中粘度和低粘度骨水泥,美国捷迈公司、强生公司以及法国、英国、瑞士、意大利等国也都有骨水泥产品进入了中国市场。
国内相关的产品主要有天津市合成材料工业研究所研制生产的T J 骨水泥和上海倍尔康生物医学科技有限公司生产的E H 复合型骨水泥。
传统的甲基丙稀酸甲脂骨水泥作为骨充填体或关节置换固定用黏合剂已在骨科临床中应用了近50年,但存在许多缺陷,骨水泥材料与骨之间的相容性较差,不能和骨表面形成良好的结合,并且单体存在较大毒性,由于游离单体的逸出会产生较强的毒性和千分之几的患者死亡发生率[1,2],以及在固化时形成过高的热积聚温度易造成周围组织及脊髓损伤,因此使P M M A 骨水泥的应用特别是在脊柱损伤中的应用受到限制。
传统治疗脊柱骨折的骨水泥会影响骨细胞生长,无法与骨骼融合,硬固时热积聚温度高达100℃,可使原本骨骼表面的细胞纤维化而形成空隙,甚至可能令骨骼逐渐坏死。
2 丙烯酸酯类骨水泥组分的改进S a d a o M o r i t a 等[3]曾制备了一种改良型丙烯酸酯骨水泥,主要是在M M A 中添加羟乙基均苯三酸4-甲基丙烯酯(4-M E T A )作为促粘剂,同时在固相中添加羟磷灰石(H A )粉末以提高骨相容性。
数据表明未添加4-M E T A 的骨水泥的强度随H A 含量增加明显下降,而添加了4-M E T A 的骨水泥材料强度未受H A 粉末的影响。
P a s c u a l B 等[4]采用乙氧基三缩二乙二醇的甲基丙烯酸甲酯作为骨水泥的改性物。
D u r t a n N 等[5]将聚甲基丙烯酸丁酯微球与聚甲基丙烯酸甲酯共混制备低模量聚甲基丙烯酸甲丁酯(P B M M A )骨水泥,其弹性模量远低于普通P M M A 骨水泥。
与P M M A 相比,P B M M A 的柔性使材料耐磨性能提高,可有效减少磨损粒屑的形成。
聚甲基丙烯酸甲酯类丙烯酸树脂又被称为第1代直接充填树脂,其主要成分为M M A的均聚物或丙烯酸酯类的共聚物以及M M A单体。
而双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(B i s p h e n o l Ag l y c i d y l d i m e-t h a c r y l a t e,简称B i s-G M A)复合树脂被称为是第2代树脂。
1962年B o w e n发明了B i s-G M A并首先应用于口腔领域。
B i s-G M A具有反应活性高,可用自由基引发聚合,固化后机械性能优良等优点,但是也存在吸水率大的不足。
为了克服此不足及提高机械性能,可通过掺杂改性的方法解决。
有研究证实,在B i s-G M A中加入5%的亚甲基丁内酯,可以使树脂单体转化率增加至75%,残留单体量显著降低,可以提高复合树脂的机械性能和生物安全性等。
还有不少研究者采用顺丁烯二酸酐来改性B i s-G M A树脂(简称E A M树脂),可获得优良的综合性能,许多复合树脂均使用了E A M树脂作为树脂基质[6]。
3 P M M A基生物活性骨水泥P M M A广泛用作人工骨替代材料,尽管它有较好的力学性能,但是它不能直接诱导骨组织生长,与宿主骨之间的界面结合力低,长期植入后材料容易老化,引起松动,导致植入失败。
很多研究表明,要在人工替代材料与天然骨组织间建立一种强的化学键合,就要在材料与骨间形成类骨过渡层,由与骨组织成分相似的钙磷沉积层组成。
也就是说,要赋予材料一定的生物活性。
以P M M A作为基质,掺入一定比例的H A粉末,是一种较为有效的,也是众多研究者采用比较多的改善生物活性的方法,因为H A 是人体硬组织的主要无机组分,是生物活性较好的一种无机材料,与骨组织有良好的相容性和亲和力,能诱导其周围骨组织的生长。
要在提高材料生物活性上取得满意的效果,要求H A晶粒应该具有小的尺寸,以及在有机基质中具有良好的分散性。
A m r MM等[7]将幼鼠的颅盖骨造骨细胞与传统P M M A以及P M M A/H A复合材料复合培养,8天以后发现P M M A/H A复合材料表面已有骨形网状组织生成,而P M M A表面则没有,这证明H A确实能够提高骨水泥对骨的诱导作用。
在吴其胜[8]的研究中发现,当H A的掺入量超过10%时,由于无机相破坏了材料的整体性,使骨水泥的拉伸强度、冲击韧性等各项力学性能指标都开始下降。
W e a mF.M o u s a等[9]将硅烷化的磷灰石-灰硅石玻璃陶瓷(A W-G C)粉体与高分子量P M M A粉体混合作为固相(前者占总70%),以M M A为液相制备生物活性骨水泥。
部分试样中加入少量过氧化苯甲酰(B P O)和N,N-二甲基对甲苯胺,其成面团时间不超过4m i n,固化时间小于12m i n。
弯曲强度90M P a～116M P a,压缩强度高达125M P a,拉伸强度35M P a～40M P a,杨氏模量约为918G P a。
在鼠胫骨缺损试验中,8周后骨水泥与骨之间形成骨连接,表现出良好的骨引导性。
在P M M A中加入生物活性玻璃陶瓷可减少单体的数量,从而可减少聚合时放出的热量,减少聚合引起的收缩,增强骨水泥的力学性能,并有较高的通过磷灰石层与骨直接结合的能力。
G o t o K等[10]研究了纳米T i O2颗粒对P M M A基骨水泥的改性情况,用4种样品来检测其性能:①普通P M M A,②含50w t%T i O2的P M M A(T50C),③含50w t%用硅烷处理过的T i O2的P M M A(S T50C),④含60w t%用硅烷处理过的T i O2的P M M A(S T50C)。
他们将这4种样品分别植入鼠的胫骨中,6星期后和12星期后取出观察,发现S T50C和S T60C试样与骨直接长在了一起,而T50C和P M M A却没有。
S T60C的骨诱导性明显要比其他3种试样好,而其抗压强度与P M M A相当。
S a n g H o o nR h e e等[11]用溶胶/凝胶法制备出生物活性好的P M M A/纳米S i O2复合骨修复材料。
体外研究结果显示,复合材料在36.5℃生物模拟液(S B F)中浸泡1星期后表面即产生结晶碳酸羟磷灰石,X射线衍射分析结果显示其产生机理与玻璃陶瓷表面产生结晶碳酸羟磷灰石是一致的。
T i m m i e T L等[12]用钛纤维改性P M M A骨水泥,结果发现,钛纤维的加入使材料的冲击韧性由1.25M P a/c m2提高到2.25M P a/c m2,提高了80%,材料的可塑性并没有因为纤维的加入而变差。
目前用于颅骨缺损修复材料大致可分为:金属类、陶瓷类、高分子类、自体或异体骨等。
单独应用上述材料,均存在一定的不足,临床应用受到限制。
金属材料导热系数高,使用金属材料,患者头部对外界温差反应变得非常敏感,长期温差变化将损伤患者脑组织。
生物活性磷酸钙陶瓷虽然具有骨传导作用,但存在材料可塑性差,材料和骨结合的稳定性较差。
可降解聚合物虽有降解活性,但代谢产物易引发炎症。
高分子材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(P M-M A)、聚碳酸酯和硅橡胶等,其中P M M A为国内外大量采用。
这是因为它与机体的相容性尚可、比重轻、强度较高和加工成型方便[13]。
近年来随着社会老龄人群的增加,骨质疏松性椎体压缩性骨折患者逐渐增多,据不完全统计,美国每年新增70万病例,其中1/3变为慢性疼痛。
有人预言到2050年全世界骨质疏松性骨折的发生率将上升3倍,而50%将发生在亚洲。
骨质疏松性骨折是老年人最常见的脊柱疾患之一。
因骨质随年龄的增加而变脆,即使轻度创伤甚至无创伤也可引发骨折。
按照创伤机理可将骨质疏松性骨折分为前屈性压缩型及轴向压缩型两类。
前者尽管伴有脊柱后凸的增加,但通常可自行愈合且愈后良好,而后者则可因骨折碎片突入椎管而造成脊髓受压。
急性骨折及骨折不愈合可引起疼痛,多节段骨折可导致进行性畸形及身高短缩,而骨折碎片压迫脊髓可造成下肢瘫痪。
为了治疗此类骨质疏松性骨折,90年代临床上出现了一种经皮椎体成型技术。
该疗法针对骨质强度减弱这一导致骨折的最根本原因,通过微创性手术,在影像设备导视下将注射针经椎弓根插入椎体,向椎体内注入骨水泥而对椎体本身进行加固。
整个手术过程可在局麻及镇静药下进行。