抗生素骨水泥在骨科的应用
抗生素缓释系统在骨科的应用_栗向东
究，通过狗骨髓炎模型证实其治疗骨髓 成骨能力。Z1,[% 等 C!J D 对混合有 S"" 倍 局部药物浓度为\ 第 J N 达到 #9Q 
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。
万古霉素骨水泥链珠治疗慢性胫骨骨髓炎的手术配合
万古霉素骨水泥链珠治疗慢性胫骨骨髓炎的手术配合摘要】对6例慢性胫骨骨髓炎患者实施髓腔清创，万古霉素骨水泥链珠填塞手术。
平均随访1—2年，髓腔感染均得到控制。
提出术前访视患者时增强其手术治疗信心，术中密切观察生命体征的变化，及时提供各种冲洗液，制备万古霉素骨水泥链珠，严格无菌操作是手术成功的重要保障。
【关键词】慢性胫骨骨髓炎髓腔清创万古霉素骨水泥填塞手术中配合慢性胫骨骨髓炎是骨科系统常见的疑难病症之一，因其病程长，缠绵难愈，患者经济负担重，给生活带来极大痛苦。
使用含有万古霉素骨水泥链珠间隔填塞髓腔，不但可以消灭清创后的缺损，还可以使局部抗生素达到最高的浓度，而全身给药非常少。
我院2011年1月至2013年3月用万古霉素骨水泥链珠治疗6例慢性胫骨骨髓炎患者，取得较好的效果，手术护理配合总结如下。
1 临床资料1.1 一般资料本组6例，其中男性5例，女性1例，年龄18—50岁。
感染部位：胫骨上段2例，胫骨下段4例；开放性损伤5例，闭合性损伤1例。
所有患者均有窦道形成，均予创口分泌物培养，其中金黄色葡萄球菌5例，混合感染1例。
发病到本院治疗时间6个月到6年不等。
多采用对病灶周围缺血的软组织、死骨、硬化骨进行彻底清除引流换药及全身抗生素治疗；入院固定方式：钢板固定3例，外固定架2例，无固定装置1例。
合并症：骨缺损4例，皮肤软组织缺损4例；1次手术3例，2次手术2例，3次以上手术1例。
1.2 手术方法患者采用腰硬联合麻醉，有植入物的患者沿原手术切口取出内固定物，彻底扩创，切除创口周围瘢痕及肉芽组织，去除死骨。
胫骨缺损处彻底去除坏死组织，用3%双氧水及0.9%生理盐水反复冲洗腔隙，最后用0.5%碘伏液浸泡至少5分钟，再以0.9%生理盐水冲洗干净。
创面处理完毕后，更换手套及器械，按每20g骨水泥给予万古霉素1.5g比例配置做成万古霉素骨水泥链珠，再将万古霉素骨水泥链珠植入骨髓腔内或病变清除后的骨床上，放置引流管；链珠从深层至浅层依次放置；最后一个链珠放在伤口外，以利拔出，伤口逐层缝合，皮肤软组织缺损面积大采用间断缝合凡士林纱布覆盖无菌纱布包扎。
抗菌药物骨水泥在关节置换术中的研究进展_孙长鲛
１．１ 关节置换术后感染的特点 关 节 置 换 术 后 深 部 感 染 与 普通感染不同，假体植入后，在其表 面 会 产 生 一 层 生 物 膜 ，此 生物膜受到聚 多 糖－蛋 白 质 复 合 物 的 保 护 ，发 展 成 一 个 免 疫 无应答的区域。同样的细菌，处于 自 由 浮 动 的 状 态 易 被 抗 菌 药物杀死，而嵌入生物膜的细 菌 则 更 易 产 生 耐 药 性［３］。 静 脉 应用抗菌药物治疗关节置换术后感染通常是无效的。而抗 菌药物骨水泥由于其可以长期有效 释 放 抗 菌 药 物，使 局 部 的 抗菌药物浓度比单独静脉应用高的 多，因 此 在 关 节 置 换 感 染 的治疗中发挥着巨大作用。关节置换感染的致病菌多为葡 萄球菌属和大肠 埃 希 菌，而 且 存 在 大 量 的 复 合 性 感 染，这 可 能与耐药菌株的增多有关。全髋置 换 感 染 的 病 原 菌 中，金 黄 色葡萄球菌 和 表 皮 葡 萄 球 菌 是 最 常 见 的 感 染 细 菌 ，比 例 ＞ ５０．０％。全膝置换术 后 早 期 感 染 最 常 见 的 病 原 菌 是 金 黄 色 葡萄球菌。 １．２ 治疗 关节置换术后慢性感 染 的 治 疗 方 式 主 要 包 括 一 期翻修及应用抗菌药物骨水泥占位器的二期翻修。我们注 意到一期翻修在 欧 洲 更 受 欢 迎，而 二 期 翻 修 在 美 国 更 流 行。 二期翻修术由 Ｉｎｓａｌｌ于 １９８３ 年 首 次 描 述，它 证 明 了 取 出 假 体、骨水泥并进行 抗 菌 药 物 治 疗 彻 底 控 制 感 染 的 必 要 性，这
较高的浓度，特 卡 西 林 的 释 放 性 能 则 较 差。 在 一 项 对 ４０ 例 患者体内抗菌药物骨水泥析出情况 进 行 的 研 究 中 发 现 ，有 效 浓度的抗菌药物 在 术 后 ４ 个 月 仍 然 存 在。 在 一 项 动 物 实 验 中发现持续超声波治疗增加了抗菌药物骨水泥的释放和抗 菌性能，使万古霉素的局部 最 高 峰 值 增 加 了 ４７．６ ｍｇ／ｍｌ，尿 液中 增 加 了 １０９．５６ ｍｇ［１１］。Ｈｓｉｅｈ 等 对 ［１２］ ４２ 例 ＴＨＡ 术 后 感染进行二期翻修的患者进行研究，他 们 将 液 体 庆 大 霉 素 加 入骨水泥占位器中，发现药物得到有 效 的 释 放 并 没 有 全 身 并 发症发生，他们得出结论使用液体庆 大 霉 素 骨 水 泥 可 以 治 疗 骨关节感染并节省大量成本。 ２．２ 抗菌药物骨水泥的力学特性 抗 菌 药 物 骨 水 泥 的 机 械 强度受多种因素 影 响，包 括 抗 菌 药 物 的 类 型 和 剂 量、骨 水 泥 的类型、骨水泥的混 合 方 法 以 及 准 备 的 标 准 化 程 度 （如 掺 和 的时程和频率）。有研究 发 现，抗 菌 药 物 骨 水 泥 与 普 通 骨 水 泥 相 比 ，其 抗 压 强 度 无 明 显 改 变［１３］，这 意 味 着 加 入 适 量 的 抗 菌药物不会削弱 其 机 械 强 度，同 时 该 研 究 发 现，抗 菌 药 物 骨 水 泥 会 减 少 无 菌 性 松 动 的 发 生 。 国 内 周 勇 刚 等 在 ［１４］ 临 床 中 发现，当 每 ４０ｇ 骨 水 泥 加 入 的 抗 菌 药 物 ＞４ｇ 后 （通 常 应 用 ６ｇ），再加入单体骨水泥其 黏 度 明 显 下 降，呈 砂 粒 状，无 法 成 团，不能制作成稳定牢固的占位 器。 抗 菌 药 物 的 类 型 会 影 响 骨水泥的机械强度，例如骨水泥的机 械 强 度 基 本 不 会 受 到 超 细粉末的万古霉素的影响，而冻干的 万 古 霉 素 则 会 显 著 降 低 机械强度。应尽量避免使用水剂抗菌药物骨水泥固定假体， 因其可导致骨水泥脆性增加，降低骨 水 泥 的 抗 拉 强 度 和 弹 性 模量，显著降低骨水泥的机械强 度。 水 泥 的 混 合 方 法 也 会 影 响骨水泥的力学性能。与商业骨水 泥 相 比，手 工 制 作 骨 水 泥 的抗菌药物释放会减少，原因可能是 人 工 混 合 的 抗 菌 药 物 的 分布不均匀。 ２．３ 析出特点及影响析出的因素 骨 水 泥 的 聚 合 性 质 允 许 生理体液的进入，这 有 利 于 抗 菌 药 物 从 骨 水 泥 中 析 出，但 是 骨水泥的相对疏水性使 得 只 有 １０％ 的 抗 菌 药 物 可 以 从 骨 水 泥中有效析出。大多数抗菌药物的 释 放 发 生 在 ９ 周 之 内，随 着裂隙的发展可能会有持续的低剂 量 释 放，有 证 据 表 明 在 植 入后的很多年以后在断裂的骨水泥鞘中仍能释放出相当剂 量的抗菌药物。抗菌药物的析出受 到 多 种 因 素 影 响，包 括 抗 菌药物的种类、数量、加入几种抗菌 药 物、骨 水 泥 的 种 类 和 孔 隙率以及占位器 的 表 面 积、制 作、表 面 性 质 及 抗 菌 药 物 的 品 种 数 量、添 加 物 以 及 其 他 方 法 的 影 响 。 当 环 境 温 度 ２０～４０ ℃时，析出 率 与 温 度 变 化 关 系 不 大 。 骨 水 泥 的 种 类 不 同，其洗脱特点不同，与 Ｓｉｍｐｌｅｘ骨水泥和 ＣＭＷ 骨水泥相 比，Ｐａｌａｃｏｓ骨水 泥 更 利 于 局 部 药 物 释 放 。 ［１５］ 在 与 Ｓｉｍｐｌｅｘ、 Ｚｉｍｍｅｒ ＬＣＶ 等骨水泥的对 照 研 究 中 也 得 出 了 相 似 的 结 果 。 不同的抗菌药物也有不同的洗脱特 点，妥 布 霉 素 的 析 出 浓 度 比万古霉素高，同 时 妥 布 霉 素 的 洗 脱 速 度 比 万 古 霉 素 更 快。 多种抗菌药物之间也会有交互作用，万 古 霉 素 的 析 出 会 因 妥 布霉素量的 增 加 而 增 加，而 妥 布 霉 素 的 析 出 与 万 古 霉 素 无 关。抗菌药物从骨水泥中释放与骨水泥的面积和孔隙率有 关 。 一 项 研 究 显 示 ，将 骨 水 泥 的 面 积 增 加 ４０．０％ 会 使 万 古 霉 素 的 释 放 增 加 ２０．０％ 。 由 于 抗 菌 药 物 主 要 从 骨 水 泥 表 面 、孔
抗生素骨水泥填塞治疗慢性骨髓炎
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抗 生 素 骨水 泥填 塞 治 疗 慢 性 骨 髓 炎
姜 星 明 王 红 建 李灏 李卫 国
【摘要 】 目的 对抗 生素骨水泥填塞 治疗慢性 骨髓炎进行分析 。方法 选择 ２０１０年 ３月至 ２０１２年 ６月在安 阳钢铁 集 团公 司职 工总 医院接受 治疗 的 ３０例 慢性骨髓 炎患者 ，彻 底清创后 以万 古霉 素骨水泥填 塞骨髓 炎病 灶空 腔 ，待切 口愈合 ６个月后 二次将骨 水泥取 出，自体 骨植 骨 ，骨不连 用钢板 内固定。结果 接 受抗生素骨水泥填塞治 疗的 ３０例慢性骨髓 炎患者 中，皮肤 未 出现破 溃和红肿 、皮瓣存 活良好 ２５例 ，伤 口裂开 ５例 ，表 现为皮缘 坏死 ，经局 部进行 换药之后使伤 口闭合 。术后 有 ３例 出现局部热 、痛 ，其 余 ２７例 恢复 良好 ，无全 身症状。１年 以后 ，３０例慢性 骨髓 炎患者 中２９例痊愈 ，有效 率达 ９７％ ，１例 跟骨骨髓 炎患者复发 ，复发率 为 ３％。结论 采用抗 生素骨水泥填 塞 治疗慢 性骨髓炎 时间短且 疗效较好 ，是 治疗慢 性骨髓 炎的最佳 选择 。
接受抗生素骨水泥填塞治疗 的 ３０例慢 性骨髓炎患 者都在 术后 ３周进行 拆线 。其 中 ，皮 肤无破 溃 、红 肿 以及 红肿皮瓣 存 活 良好 ２５例 ，伤 口裂 开 ５例 ，表 现为皮缘 坏死 ，局部 换药后 伤 口闭合 。３０例患者术后 出现局部热 、痛 ３例 ，其余 ２７例恢 复 良 好 ，无全身症状 。１年后 ３０例慢性骨髓炎患者 中 ２９例痊愈 ，有 效率达 ９７％ ，１例跟骨骨髓炎患者复发 ，复发率为 ３％ 。 ３ 讨 论
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。
抗生素珠链
抗生素珠链自从Buchholz等于1970首次提出在丙烯酸骨水泥中加入庆大霉素可预防患者人工关节感染的观点，人们开始认识局部给药系统。
从载药骨水泥用于外科预防感染,很快发展成加入高剂量的抗生素局部植入治疗感染假体和骨髓炎使难于治愈的骨感染得到有效的治疗。
抗生素骨水泥作为一种有效的辅助治疗措施，已得到广泛认可，但其预防人工关节感染的应用价值目前还存在争议。
与应用治疗不同，抗生素骨水泥应用于预防的浓度有严格限制，否则会影响骨水泥的机械性能和固定效果，一般认为每40g骨水泥中加载抗生素含量≤1g是安全的[ 1]。
抗生素骨水泥珠链的制备将抗生素粉剂与骨水泥粉按1∶5 比例混匀后加入单体调成半湿状制成直径6～8 mm 的药珠用3股10号丝线将药珠串成珠链植入病灶或骨缺损区消灭死腔[ 2]。
抗生素骨水泥的发展首先局部应用的抗生素是磺胺类药物。
当时用于局部的抗生素种类很有限,主要是青霉素G、四环素、氯霉素,而链霉素和万古霉素被认为毒性过大。
由于新开发的全身性使用的抗生素不断出现,使葡萄球菌和革兰阴性杆菌引起的骨科感染的治疗更有效、方便。
操作烦琐的闭合冲洗和隔离灌注逐渐被淘汰。
近年来，抗生素骨水泥还被用在首次关节置换术中。
对于慢性骨髓炎或开放性骨折导致的骨缺损，将抗生素骨水泥念珠暂时(数周至数月)填入清创后骨的死腔,可提供局部高浓度的抗生素。
必要时，合并使用全身性抗生素，待新鲜肉芽生成后，取出念珠并植骨。
随着抗生素工业的发展，针对致病菌谱的变化和致病菌的敏感性与耐药性, 更多的抗生素被加入骨水泥，并试用于临床。
因此，各种抗生素加入骨水泥后的作用机制、有效性、安全性以及抗生素对骨水泥的物理性质可能造成的影响受到各界的关注[ 3]。
1、抗生素珠链作用机制通过感染骨的组织学和微生物学，可以看出局部使用抗生素能以有效浓度穿透正常组织并能杀死细菌。
有实验证明，荧光素注射到正常骨后，在小管和哈佛(氏)系统(骨)有穿透进的抗生素。
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此后，人们开始关注该疗法在治疗
骨髓炎中的应用。1979年，除了将大量掺
有抗生素的骨水泥放于慢性骨髓炎处外，
Klamm又将掺有庆大霉素的骨水泥制成念珠，
暂时性地填入感染骨清创后的死腔中，128
例慢性骨髓炎，他报道的治愈率为91.4%。
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对于慢性骨髓炎或开放性骨折导致
骨缺损的患者，抗生素骨水泥念珠被暂时
历史回顾
局部使用抗生素，预防和治疗骨科 感染由来已久。第一次世界大战时， Alexander Fleming就观察到局部使用抗 生素对慢性感染性 创伤的辅助治疗作 用。首先用于该疗法的抗生素是磺胺类 药物。1939年已有报道：对开放性骨折， 清创、止血、缝合、固定后，局部缓慢
滴注磺胺药可降低感染率。
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• 新开发的抗生素对葡萄球菌和革兰氏阴性 杆菌引起的骨科感染更有效，包括抗葡萄 球菌抗生素和广谱的合成青霉素族、林可 霉素、氨基糖甙类、头孢菌素类，后来还 有环丙氟哌酸和一些新合成的抗生素。万 古霉素也被精制纯化而不再被认为是高毒 性的。
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• 随着关节置换的广泛开展，局部应用抗生 素防治骨科感染在德国重新被接受，用于 处理择期手术的并发症，而不再仅仅局限 于创伤。1970年，Buchholz和Engelbrecht 报道：将青霉素、红霉素、庆大霉素 联合掺入骨水泥，用于全髋假体表面，抗 生素可持续释放入周围组织达数月之久， 减少了术后感染 。
（数周至数月）填入清创后骨的死腔，提
供局部高浓度的抗生素。必要时，同时使
用全身性抗生素，待新鲜肉芽生成后，取
出念珠并植骨
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抗生素骨水泥的制备
• 骨水泥一般为聚合的多聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）,使用前分为粉末状骨水泥聚合体 和水剂的甲基丙烯酸甲酯，两者调和5-10 分钟聚合成粘性物质。合用抗生素时，须 在加水剂前将抗生素粉与骨水泥粉混合调 匀。将骨水泥模铸成直径3-10毫米的小球， 即为念珠。念珠可单个或多个以缝线串起 使用 。
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六十年代，开放性创伤一次性缝合后，局 部冲洗、引流被广泛应用，以提高局部抗生素浓 度。同时，彻底清创后的隔离灌注用来治疗下肢 骨髓炎。当时用于骨科感染的抗生素种类有限， 主要是青霉素G、四环素、氯霉素；而链霉素和万 古霉素被认为毒性大。随着全身性使用抗生素的 发展，操作烦琐的闭合
• 1、对致病菌有效或广谱； • 2、洗提曲线稳定； • 3、在局部能达到高浓度，以免产生耐药菌
株； • 4、是粉剂且可溶解； • 5、在聚合反中热稳定（耐95-100℃高温）； • 6、对全身或局部无明显不良反应
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• 常用的如：Palacos(Merck KgaA, Darmstadt,Germany),在欧洲常用； Simplex-P(Howmedia,Rutherford,N.J), 在英、美常用。德国有含抗生素（庆大霉 素）的骨水泥（Palacos-Refobacin）和念 珠（Septopal）,美国没有预充抗生素的商 业成品，常在手术室使用前配制 。