Костный цемент
 | Эта статья нуждается в более надежных медицинских ссылках для проверки или слишком сильно полагается на первоисточники . ( январь 2022 г. ) |  |
Костные цементы очень успешно используются для фиксации искусственных суставов ( тазобедренных , коленных , плечевых и локтевых суставов ) уже более полувека. Искусственные суставы (называемые протезами) фиксируются костным цементом. Костный цемент заполняет свободное пространство между протезом и костью и играет важную роль эластичной зоны. Это необходимо, поскольку на бедро человека действует нагрузка, примерно в 10–12 раз превышающая вес тела, и поэтому костный цемент должен поглощать силы, действующие на бедра, чтобы искусственный имплантат оставался на месте в течение длительного времени.
Костный цемент химически представляет собой не что иное, как оргстекло (то есть полиметилметакрилат или ПММА). [1] ПММА впервые был использован в клинической практике в 1940-х годах в пластической хирургии для закрытия щелей в черепе. были проведены комплексные клинические испытания совместимости костных цементов с организмом Перед применением в хирургии . Превосходная совместимость ПММА с тканями позволила использовать костные цементы для фиксации протезов головы в 1950-х годах.
Сегодня во всем мире ежегодно проводится несколько миллионов процедур такого типа, и более половины из них регулярно используют костные цементы – и эта доля растет. Костный цемент считается надежным фиксирующим материалом благодаря простоте использования в клинической практике и, в частности, благодаря доказанной длительной выживаемости при вклеенных протезах. Регистры тазобедренного и коленного суставов для замены искусственных суставов, например, в Швеции и Норвегии. [2] наглядно демонстрируют преимущества цементной фиксации. Подобный регистр эндопротезов был введен в Германии в 2010 году. [3]
Синтетический самоотверждающийся органический или неорганический материал, используемый для заполнения полости или для механической фиксации.
Примечание 1: Самоотверждение in situ может быть источником высвобождения реагентов, которые могут вызвать местную и/или системную токсичность, как в случае с мономером, высвобождаемым из костного цемента на основе метакрила, используемого в ортопедической хирургии.
Примечание 2: В стоматологии цементы на полимерной основе применяют также в качестве наполнителей полостей. Обычно их отверждают фотохимически с использованием УФ-излучения, в отличие от костных цементов. [4]
Состав
[ редактировать ]Костные цементы представлены в виде двухкомпонентных материалов. Костные цементы состоят из порошка (т.е. предварительно полимеризованного ПММА и/или ПММА или сополимерных шариков ММА и/или аморфного порошка, рентгеноконтрастного вещества, инициатора) и жидкости (мономера ММА, стабилизатора, ингибитора). Два компонента смешиваются, и свободнорадикальная полимеризация происходит мономера при смешивании инициатора с ускорителем костного цемента . Вязкость со временем меняется от жидкого до тестообразного состояния, которое можно безопасно наносить, а затем, наконец, затвердевает и превращается в твердый затвердевший материал. [5] Время отверждения можно настроить, чтобы помочь врачу безопасно нанести костный цемент в костное ложе для фиксации металлического или пластикового протезного устройства к кости или использовать его отдельно в позвоночнике для лечения компрессионных переломов, вызванных остеопорозом.
Костный цемент нагревается во время экзотермического процесса свободнорадикальной полимеризации, который в организме достигает температуры около 82–86 °C, что превышает критический уровень денатурации белка в организме. Такая низкая температура полимеризации определяется относительно тонким слоем цемента, который не должен превышать 5 мм, а также рассеиванием температуры через большую поверхность протеза и поток крови. [6]
Отдельные компоненты костного цемента также известны в области стоматологических наполнителей. акрилата В этих целях также используются пластмассы на основе . Хотя отдельные компоненты в качестве фармацевтических добавок и активных веществ сами по себе не всегда совершенно безопасны, в качестве костного цемента отдельные вещества либо преобразуются, либо полностью заключаются в цементную матрицу во время фазы полимеризации, от повышения вязкости до отверждения. Согласно современным знаниям, затвердевший костный цемент теперь можно классифицировать как безопасный, как первоначально было продемонстрировано в ходе ранних исследований совместимости с организмом, проведенных в 1950-х годах.
Совсем недавно костный цемент стал использоваться в позвоночнике при процедурах вертебропластики или кифопластики . Состав этих типов цемента в основном основан на фосфате кальция, а в последнее время и на фосфате магния. Разработана новая биоразлагаемая, неэкзотермическая, самозатвердевающая ортопедическая цементная композиция на основе аморфного фосфата магния (АМФ). Проникновения нежелательных экзотермических реакций удалось избежать за счет использования АМФ в качестве твердого предшественника. [7]
Важная информация по использованию костного цемента
[ редактировать ]В литературе описано так называемое синдром имплантации костного цемента (BCIS). [8] Долгое время считалось, что не полностью преобразованный мономер, высвобождаемый из костного цемента, является причиной реакций кровообращения и эмболии . Однако теперь известно, что этот мономер (остаточный мономер) метаболизируется в дыхательной цепи, расщепляется на углекислый газ и воду и выводится из организма. Эмболии всегда могут возникнуть при фиксации искусственных суставов, когда материал вводится в предварительно очищенный бедренный канал. Результатом является повышение интрамедуллярного давления, потенциально приводящее к попаданию жира в кровообращение.
Если известно, что у пациента есть аллергия на компоненты костного цемента, согласно современным данным, костный цемент не следует использовать для фиксации протеза. Альтернативой является фиксация без цемента – установка имплантата без цемента.
Новые рецептуры костного цемента требуют характеристики в соответствии с ASTM F451. [9] В этом стандарте описаны методы испытаний для оценки скорости отверждения, остаточного мономера, механической прочности, концентрации пероксида бензоила и выделения тепла во время отверждения.
Редакции
[ редактировать ]Ревизия – это замена протеза. Это означает, что ранее имплантированный в тело протез удаляется и заменяется новым протезом. По сравнению с первоначальной операцией ревизии часто бывают более сложными и трудными, поскольку каждая ревизия влечет за собой потерю здорового костного вещества. Операции по пересмотру также обходятся дороже при удовлетворительном результате. Поэтому наиболее важной целью является избежать ревизий, используя хорошую хирургическую процедуру и продукты с хорошими (долгосрочными) результатами.
К сожалению, не всегда удается избежать доработок. [2] [5] Причины ревизии также могут быть разными, и существует различие между септической и асептической ревизией. [10] Если необходимо заменить имплантат без подтверждения инфекции (например, в асептических условиях), цемент не обязательно удаляют полностью. Однако если имплантат расшатался по септическим причинам, цемент необходимо полностью удалить, чтобы устранить инфекцию. При современном уровне знаний легче удалить цемент, чем освободить хорошо закрепленный бесцементный протез из костного участка. В конечном счете, для стабильности измененного протеза важно как можно раньше обнаружить возможное расшатывание первоначального имплантата, чтобы сохранить как можно больше здоровой кости.
Протез, зафиксированный костным цементом, обеспечивает очень высокую первичную стабильность в сочетании с быстрой ремобилизацией пациентов. Цементированный протез можно полностью нагрузить очень скоро после операции, поскольку ПММА набирает большую часть своей прочности в течение 24 часов. [10] Необходимая реабилитация сравнительно проста для пациентов, которым был имплантирован цементный протез. Суставы можно снова нагружать очень скоро после операции, но по соображениям безопасности все равно необходимо использовать костыли в течение разумного периода времени.
Костный цемент оказался особенно полезным, поскольку определенные активные вещества, например, антибиотики к порошковому компоненту можно добавлять . Активные вещества высвобождаются локально после установки имплантата в новый сустав, т.е. в непосредственной близости от нового протеза, и было подтверждено, что они снижают опасность заражения. Антибиотики действуют против бактерий именно в том месте открытой раны, где они необходимы, не подвергая организм в целом неоправданно высоким уровням антибиотиков. Это делает костный цемент современной системой доставки лекарств , которая доставляет необходимые лекарства непосредственно к хирургическому полю. Важным фактором является не то, сколько активного вещества находится в цементной матрице, а то, сколько активного вещества действительно высвобождается локально. Слишком большое количество активного вещества в костном цементе на самом деле может оказаться вредным, поскольку механическая стабильность несъемного протеза ослабляется из-за высокой доли активного вещества в цементе. Местные уровни действующих веществ в костных цементах промышленного производства, полученных с использованием костных цементов, содержащих активные вещества, являются приблизительными (при условии отсутствия несовместимости) и значительно ниже рутинных клинических дозировок для системных однократных инъекций.
См. также
[ редактировать ]- Остеопластика – использование костного цемента для уменьшения боли.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кэрролл, Грегори Т.; Киршман, Дэвид Л. (2022). «Портативная установка отрицательного давления уменьшает испарения костного цемента в моделируемой операционной» . Научные отчеты . 12 (1): 11890. Бибкод : 2022NatSR..1211890C . дои : 10.1038/s41598-022-16227-x . ПМЦ 9279392 . ПМИД 35831355 .
- ^ Перейти обратно: а б Халлан, Гейр; Эспехауг, Биргитте; Фурнес, Уве; Ванген, Хельге; Хёль, Пол Дж.; Эллисон, Питер; Хавелин, Лейф И. (2012). «Есть ли еще место для цементированного титанового стержня бедренной кости? 10 108 случаев из Норвежского регистра артропластики» . Акта Ортопедика . 83 (1): 1–6. дои : 10.3109/17453674.2011.645194 . ПМЦ 3278649 . ПМИД 22206445 .
- ^ "О нас" . Регистр эндопротезов Германия . EPRD Немецкий регистр эндопротезов GmbH. Архивировано из оригинала 25 февраля 2016 г. Проверено 22 февраля 2016 г.
- ^ Верт, Мишель; Дои, Ёсихару; Хеллвич, Карл-Хайнц; Хесс, Майкл; Ходж, Филип; Кубиса, Пшемыслав; Ринаудо, Маргарита; Шуэ, Франсуа (2012). «Терминология биородственных полимеров и их применение (Рекомендации ИЮПАК 2012 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 84 (2): 377–410. doi : 10.1351/PAC-REC-10-12-04 . S2CID 98107080 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 марта 2015 г. Проверено 5 июля 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Хавелин, Л.И.; Эспехауг, Б.; Волсет, SE; Энгезетер, Л.Б. (1995). «Влияние типа цемента на раннюю ревизию тотальных протезов тазобедренного сустава Чарнли. Обзор восьми тысяч пятисот семидесяти девяти первичных артропластик из Норвежского регистра артропластики». Журнал костной и суставной хирургии . 77 (10): 1543–1550. дои : 10.2106/00004623-199510000-00009 . ПМИД 7593063 .
- ^ Вайшья, Раджу; Чаухан, Маянк; Вайш, Абхишек (декабрь 2013 г.). «Костный цемент» . Журнал клинической ортопедии и травматологии . 4 (4): 157–163. дои : 10.1016/j.jcot.2013.11.005 . ПМК 3880950 . ПМИД 26403875 .
- ^ Оценка неэкзотермических ортопедических цементов на основе аморфного фосфата магния (AMP), Biomed. Матер. 11 (2016) 055010, https://dx.doi.org/10.1088/1748-6041/11/5/055010 .
- ^ Бр. Дж. Анест. (2009) 102 (1): 12–2дои: 10.1093/bja/aen328
- ^ «Стандартные спецификации для акрилового костного цемента» . www.astm.org .
- ^ Перейти обратно: а б Ван Тол, Александр Франциск; Тибболлс, Джон Э.; Роар Гьердет, Нильс; Эллисон, Питер (2013). «Экспериментальное исследование влияния шероховатости поверхности на прочность соединения кость-цемент-имплантат». Журнал механического поведения биомедицинских материалов . 28 : 254–262. дои : 10.1016/j.jmbbm.2013.08.005 . ПМИД 24004958 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Рекомендации по применению, описывающие, как измерить остаточный мономер в костном цементе.
- Презентация о реологии костного цемента.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
