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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。
骨水泥用途嘿，朋友们！今天咱来聊聊骨水泥这玩意儿。
你说骨水泥像啥呢？就好比是建筑工人盖房子用的水泥呀！它在咱们的医疗领域可是有着大用处呢！咱人这身体啊，有时候就像一台用久了的机器，骨头可能会出些问题。
比如说骨折啦，或者骨头里面长了啥不好的东西，这时候骨水泥就能派上大用场啦！它可以把那些破碎的骨头给粘起来，让它们重新变得坚固。
你想想，要是没有骨水泥，那我们的骨头可怎么恢复呀！骨水泥还能用来填充那些骨头缺损的地方呢。
就好像是给一个坑洼的路面填上平整的材料，让它重新变得光滑好走。
而且啊，它的效果那可是立竿见影的，很快就能让病人感觉好一些。
你说神奇不神奇？骨水泥就这么小小的东西，却能给人们带来这么大的帮助。
很多病人在接受了骨水泥的治疗后，都能重新站起来，能走路，能像以前一样生活。
这难道不是很了不起吗？它就像是一个默默无闻的小英雄，在背后为我们的健康努力着。
有时候我们可能都不知道它的存在，但它却一直在那里发挥着重要的作用。
有人可能会问啦，那骨水泥就没有啥缺点吗？嘿，这世界上哪有十全十美的东西呀！骨水泥也不是万能的，它也有它的局限性。
但总体来说，它的好处那可是大大的呀！咱再想想，要是没有骨水泥，那些骨头有问题的人该咋办呢？难道就只能躺在床上忍受痛苦吗？那可不行！所以说呀，骨水泥真的是太重要啦！咱可得好好感谢那些发明和研究骨水泥的人，是他们让我们有了这样一个好帮手。
让我们在面对骨头问题的时候，不至于那么无助和无奈。
总之呢，骨水泥这东西真的是很神奇，很有用。
它在医疗领域的地位那可是不可小觑的呀！它为无数的病人带去了希望和健康，让他们能重新过上正常的生活。
难道我们不应该为它点个赞吗？。
骨水泥安全界限
骨水泥是一种用于骨科手术中的材料，它由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和骨粉组成。
在骨科手术中，骨水泥被用于填充骨骼之间的空隙，以增加骨骼的稳定性。
然而，骨水泥的使用也存在一定的风险，因此需要掌握一定的安全界限。
首先，骨水泥的使用需要严格遵守手术操作规程。
在手术前，需要对患者的病史和身体状况进行全面评估，以确定是否适合使用骨水泥。
同时，在手术过程中，需要严格遵守无菌操作原则，以避免感染等并发症的发生。
其次，骨水泥的使用需要掌握适当的剂量和浓度。
如果剂量过大或浓度过高，可能会导致骨水泥在骨骼中分布不均，从而影响骨骼的稳定性。
因此，在手术前需要对骨水泥的剂量和浓度进行精确计算，以确保其在骨骼中的分布均匀。
此外，骨水泥的使用还需要注意患者的个体差异。
不同患者的骨骼结构和身体状况不同，因此在使用骨水泥时需要根据患者的具体情况进行调整。
例如，对于骨质疏松患者，需要适当增加骨水泥的剂量和浓度，以增加骨骼的稳定性。
最后，需要注意的是，骨水泥的使用并不是万能的。
在某些情况下，如骨折、感染等情况下，骨水泥的使用可能会受到限制。
因此，在使用骨水泥时需要根据患者的具体情况进行评估和选择。
总之，骨水泥的使用需要严格遵守手术操作规程、掌握适当的剂量和浓度、注意患者的个体差异以及根据具体情况进行评估和选择。
只有这样才能够确保骨水泥的安全使用，并达到最佳的治疗效果。
骨水泥规格1. 引言骨水泥是一种用于医疗领域的特殊材料，主要用于骨折修复和人工关节置换手术中，以填充骨空隙并固定骨块。
骨水泥规格是指该材料在制备、性能和使用方面的标准要求。
本文将详细介绍骨水泥规格的相关内容。
2. 骨水泥的制备方法骨水泥由粉末和液体组成，粉末包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和陶瓷颗粒（通常是氧化锆或氧化铝），液体则为单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）和引发剂。
制备过程包括以下几个步骤：1.粉末预处理：将陶瓷颗粒进行球磨处理，以获得所需的颗粒尺寸分布。
2.液体预处理：将单体甲基丙烯酸甲酯与引发剂混合，并在适当温度下储存。
3.混合：将粉末和液体按一定比例混合，通常为粉末：液体=2：1。
4.搅拌：用搅拌器将混合物搅拌均匀，直至形成均质的骨水泥浆状物。
5.充填：将骨水泥充填到空隙中，并迅速固化。
3. 骨水泥规格的重要性骨水泥规格对于保证材料的质量和使用效果至关重要。
合理的规格能够确保骨水泥具有良好的工艺性能、机械性能和生物相容性，从而提高手术成功率和患者康复效果。
以下是几个常见的骨水泥规格要求：3.1 物理性能•粉末颗粒尺寸分布：粉末颗粒应具有适当的尺寸分布，一般在40-100μm之间。
•液体黏度：液体黏度应适中，既方便混合又易于充填。
•刚度：骨水泥在固化后应具有适当的刚度，以提供足够的支撑力。
3.2 机械性能•抗压强度：骨水泥的抗压强度应达到一定标准，以确保固化后能够承受正常的生理负荷。
•弯曲强度：骨水泥的弯曲强度也是评估其机械性能的重要指标。
3.3 生物相容性•细胞毒性：骨水泥应具有良好的细胞毒性测试结果，以确保其对周围组织没有不良影响。
•生物降解性：骨水泥在体内应具有适当的生物降解性，以允许新生骨组织逐渐替代。
4. 骨水泥规格标准目前，国际上常用的骨水泥规格标准主要有以下几种：4.1 ISO 5833ISO 5833是国际标准化组织（ISO）发布的关于医疗器械和体内植入材料的规范。
该标准详细规定了骨水泥制备、性能和使用方面的要求，包括粉末颗粒尺寸、液体黏度、刚度、抗压强度、弯曲强度、细胞毒性和生物降解性等。
骨水泥主要成分-回复骨水泥是一种常用的医用材料，主要用于修复和加固骨骼。
它由几种主要成分组成，其中最常见的是粉状骨水泥和液态骨水泥。
这篇文章将逐步回答关于骨水泥主要成分的问题，并深入探讨其在骨科医学中的应用。
第一步，讨论粉状骨水泥的主要成分。
粉状骨水泥主要由两种重要的化合物组成：三钙磷酸盐和二钙磷酸盐。
三钙磷酸盐是一种由钙磷酸树脂形成的无定形粉末，而二钙磷酸盐是其部分晶化形式。
这两种物质在混合后可形成一种可塑性的骨水泥。
第二步，探讨液态骨水泥的主要成分。
液态骨水泥一般是由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）组成的。
PMMA是一种属于聚合物的有机物，具有良好的生物相容性和可塑性。
在制备液态骨水泥时，MMA被加入到PMMA中并与其反应，从而形成一种具有粘稠度的液态浆状物质。
第三步，讨论骨水泥中其他可能的成分。
除了以上提到的主要成分外，骨水泥还可能包含一些辅助剂，如抗生素、抗乳化剂和防氧化剂等。
抗生素可以预防或治疗术后感染，抗乳化剂可以确保混合材料的均匀性，而防氧化剂则可保护材料免受氧化的损害。
第四步，讨论骨水泥在骨科医学中的应用。
由于其优异的机械性能和生物相容性，骨水泥被广泛用于骨折修复和人工关节置换手术等骨科手术中。
在骨折修复中，骨水泥可以填充骨折部位，加固骨骼以促进骨折愈合。
在人工关节置换手术中，骨水泥可用于固定人工关节的金属组件，并提供额外的稳定性。
第五步，深入探讨骨水泥的局限性和潜在风险。
尽管骨水泥在骨科手术中有着广泛的应用，但它仍存在一些局限性和潜在风险。
例如，骨水泥可能会引起温升，这可能会导致周围组织的热损伤。
此外，一些研究表明，长期使用骨水泥可能会导致骨质疏松或骨折。
因此，在使用骨水泥时，医生需要权衡其益处与风险，并根据患者的具体情况决定是否使用。
综上所述，骨水泥是一种由粉状和液态骨水泥组成的医用材料。
它主要由三钙磷酸盐和二钙磷酸盐组成，并含有辅助剂。
骨水泥在骨科医学中有着广泛的应用，但仍存在一些潜在的风险和局限性。
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。
第一章绪论1.1 前言生物医学材料[i]（biomedical materials）又称为生物材料。
是用以和生物系统接合，以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。
它可以是天然产物，也可以是合成材料，或者是它们的结合物，还可以是有生命力的活体细胞或天然组织与无生命的材料结合而成的杂化材料。
与生物系统直接接合是生物医学材料最基本的特征，如直接进入体内的植入材料，人工心肺、肝、肾等体外辅助装置等与血液直接接触的材料。
生物医学材料除应满足一定的理化性质要求外，还必须满足生物学性能要求，即生物相容性要求，这是它区别于其他功能材料的最重要的特征。
生物医用材料可以按多种方法分类。
根据材料的组成和性质，可以分为医用金属及合金、医用高分子材料、生物陶瓷，以及它们结合而成的生物医学复合材料。
根据在生物环境中发生的生物化学反应水平，可分为近于惰性的、生物活性的以及可生物降解和吸收的材料。
1.2 骨水泥的产生与发展目前生物活性陶瓷作为骨填充、修复材料已经在临床上大量应用，但由于这些材料都是高温烧结后的块状或颗粒状，不具有可塑性。
医生在手术过程中无法按照病人骨缺损部位任意塑型，而且不能完全充填异形骨空穴。
另一方面，人工关节的固定、不稳定性骨折的内固定等同样也需要一种新的生物医用材料。
因此，一种新型的生物材料－骨水泥成为了人们关注的热点。
生物骨水泥在发展过程中形成了两大体系：生物相容性较差的PMMA骨水泥和生物相容性良好的磷酸钙骨水泥。
1.2.1 PMMA 骨水泥以聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(polymethyImethacrylate cement, PMMA)，为代表的传统丙烯酸酯类骨水泥是一种由粉剂和液剂组成的室温自凝粘结剂[ii]。
但PMMA属于生物惰性材料，不能与宿主骨组织形成有机的化学界面结合，另外凝固聚合过程中产生热量、单体的细胞毒性作用、可操作时间有限等不足也限制了其临床应用[iii]。
1.2.2 CPC骨水泥磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement, CPC)最早由美国的Brown和Chow于20世纪80年代提出[iv]，CPC是由一种或几种磷酸钙盐粉末的混合物与调和用的液相发生水化发应，在生理条件下能自固化，如：在温度(37 ℃)、湿度(100 %)条件下发生水化反应得到与人体骨组织相近的固化产物－羟基磷灰石或透钙磷灰石，因此具有一定的可降解性和良好的生物相容性[v]。
常见的磷酸钙盐见表1-1所示。
表1-1主要磷酸钙盐种类名称分子式缩写Ca/P一水磷酸二氢钙无水磷酸二氢钙二水磷酸氢钙无水磷酸氢钙α-磷酸三钙β-磷酸三钙羟基磷灰石氟磷灰石磷酸四钙Ca(H2PO4)2·H2OCa(H2PO4)2CaHPO4·2H2OCaHPO4α-Ca3(PO4)2β-Ca3(PO4)2Ca10(PO4)6(OH)2Ca10(PO4)6FCa4(PO4)2OMCPMMCPADCPDDCPAα-TCPβ-TCPHAP或HAFAPTTCP0.500.501.001.001.501.501.671.672.01.3 磷酸钙骨水泥1.3.1 磷酸钙骨水泥的种类CPC固相由各种磷酸钙和钙盐组成，其组成可随预期生成物性质（Ca/P比等）的不同而变化。
不同研究者研制出了不同种类的磷酸钙骨水泥，表1-2列举部分代表性磷酸盐骨水泥[vi]。
表1－2 典型的磷酸钙骨水泥组成[6]序号骨水泥粉末组成简介1 TTCP-DCP 类水泥（1）TTCP +DCPD（2）TCP＋DCPD +HA（3）TTCP＋DCP （1）研制出的第一个CPC 骨水泥（2）加入HA 自凝时间从22 min 降至9 min（3）研究了骨水泥水化反应的机理及制备条件以及对抗压强度的影响2 β-TCP 类水泥（1）β-TCP +MCPM（2）β-TCP +MCPM （1）基于β-TCP 可作为可降解吸收植入材料，与MCPM 研磨后用水调和生成DCPD 水化物凝固；但DCPD 酸性较大，对有机体+CPP + CSH+ CSD （3）β-TCP +DCPD + CC（4）β-TCP +DCP + HA 有刺激作用，另外，凝结时间较快（30 s）（2）配料除β-TCP + MCPM 外，添加CPP，CSH，CSD 最佳组成为64 % TCP，16 % MCPM，15% CSH，5 % CPP（3）1990 年Mirtichi等研究了β-TCP类骨水泥的新体系：β-TCP + DCPD + CC，用DCPD和HA饱和液调和反应中生成的HA晶粒与β-TCP聚集体，起桥连接作用，从而提高了强度；反应中生成的CO2则增加水泥的孔隙度（4）研究了β-TCP粒度对CP骨水泥凝结时间和强度的影响，S/L=1.5，调和液含H3PO4、H2SO4、Na4P2O73 α-TCP 类水泥（2）α-TCP +DCPD（3）α-TCP +DCPD（4）α-TCP +DCPD +TTCP（5）α-TCP +MPCM+CaO + HA（晶种）（6）α-TCP+ MPCM+CaCO3（1）用琥珀酸钠的溶液调和，可控制凝结时间，加入硫酸软骨素易于混合，这种骨水泥在体内与骨组织直接连接，有很好的相容性，并在体内降解吸收（2）为提高α-TCP + DCPD 水泥的硬化体强度，添加TTCP，此种水泥可作为骨替代物、骨水泥或牙科材料（3）用去离子水调和，进行了组分、固液比粉末尺寸大小、HA 加入量等对骨水泥强度的（7）α-TCP＋β-TCP + PHA 影响优化实验（4）Constantz等分析人体骨的矿物是含有碳酸盐的磷灰石[Dahllite，Ca10(PO4)6CO3.H2O]，报导了以α-TCP为基料配以MCPM + CaCO3经干混，用磷酸钠溶液调和几分钟后形成糊剂，注射到修复部位，10 min后由于Dahllite晶化而变硬，初始抗压强度为10 MPa，12 h后材料已含85-95 %的Dahllite，最大抗压强度为55 MPa，抗张强度为2.1 MPa。
Ca/P≈1.67，CO32－含量4.6 %（质量分数）,并含少量Na+，这种组成与天然骨近似4 MCPM＋CaO 混合物最佳Ca/P 比为1.36±0.03，产物为OCP，在骨水泥中加入2 %的HA5 CaO + SiO2+ P2O5+CaF2生物玻璃陶瓷粉研磨至5 μm用磷酸铵溶液调和，糊状料在几分钟内固化，在几周之内能与生物骨形成骨性结合，CaO/SiO2/P2O5的比值极小的变化会导致骨水泥的抗压强度极大的变化。
CaF2的加入将提高骨水泥的抗压强度，相反，MgO的加入会降低骨水泥的抗压强度。
强度变化是由于骨水泥晶界上生成不同量HA的结果备注：TTCP：磷酸四钙[Ca4(PO4)2]；DCPD：二水磷酸氢钙[CaHPO4.2H2O]；DCP：磷酸氢钙[CaHPO4]；β-TCP：β-磷酸三钙[β- Ca3(PO4)2]；CPP：焦磷酸钙[Ca2P2O7]；CSH：半水硫酸钙[CaSO4·0.5H2O]；CSD：二水硫酸钙[CaSO4·2H2O]；CC：碳酸钙[CaCO3]；α-TCP：α-磷酸三钙[α-Ca3(PO4)2]；HA：羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]；OCP ：磷酸八钙[Ca8H2(PO4)6·5H2O] ；SHA：烧结羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2-2x O x] ；PHA ：沉淀羟基磷灰石；MCPM ：一水磷酸一钙[Ca(H2PO4).H2O]1.3.2 磷酸钙骨水泥的特性磷酸钙骨水泥作为一种具有生物活性的生物材料，相比生物陶瓷材料具有以下优良特性或特点。
1.3.2.1 自固化性CPC在人体生理环境下可自行固化，这是由其理化性质决定的，但是固化性能随CPC形成条件不同而表现出一定的差异。
CPC粉剂与液剂调和后为糊状，在几分钟至数小时产生凝结且与骨直接粘结，固化体强度大小与组成有关。
1.3.2.2 形状可塑性CPC调合后呈糊状物，可按要求和骨缺损部位或牙根管缺损部位形状任意塑形，自固化后保持外形不变，克服了HA陶瓷加工难的缺点。
通过固化液的选择，可以得到5 min-30 min[vii]初期硬化的时间，可以有充足的时间使之在骨缺损部位准确塑形，固化后也可以做外形的修整。
1.3.2.3 凝固时间凝固时间，是指从粉剂和液剂调和后至调和物具有一定的强度所需的时间。
临床上对凝固时间的要求与不同外科手术操作相关，如用于牙科的CPC要求凝结时间较短，优选的应在10 min以内，用于骨缺损修复的CPC应控制在30 min 以内[viii]。
凝结时间可衡量实际手术操作的可行性，根据手术部位和硬化条件要求不同，应可以在一定范围内可调节。
1.3.2.4 生物降解性磷酸钙骨水泥具有一定的生物降解性，其生理化学溶解是一种体液介导过程，其溶解速率决定于多种因素，包括周围体液成分和pH 值、材料相组成和结构(磷酸钙盐的溶解度次序：无定型磷酸钙>磷酸氢钙>磷酸氧四钙>α-磷酸三钙>羟基磷灰石)、材料的结晶度和杂质的种类及含量（如镁离子有稳定TCP 的作用）以及材料的溶度积(TCP在水溶液中可形成由羟基磷灰石覆盖的新表面)。
1.3.2.5 生物学性质良好的生物相容性和生物学安全性是骨修复材料必备的基本条件。
CPC具有良好的生物相容性，在人体生理环境下可自行转化为与人体骨结构相似的HA, 植入人体后与自然骨是骨性结合，并且不会改变骨正常的生理过程，无明显的炎症反应，未发现有致畸性及毒性[ix]。
植入试验表明，材料与宿主骨亲和性好，表明CPC能引导新骨的生成，具有骨传导和诱导成骨特性[x,xi]。
1.4 可注射磷酸钙骨水泥CPC良好的生物相容性、骨传导性、可降解性和低放热性, 植入后可以迅速形成骨性结合，能任意塑形及诱导骨组织再生的这些特性使CPC 可以用于粉碎性骨折及掌骨、指骨等不稳定骨折的治疗和骨缺损的充填[xii]，并已于上世纪90 年代末经FDA批准用于临床。
随着临床技术的发展，对手术创口的要求越来越小，逐渐发展微创外科。
在骨缺损和骨折治疗中，有一些手术要求通过注射器和针头经皮穿刺注射的方式来完成对骨缺损的修复和骨折固定。
如骨质疏松症和骨质疏松性骨折的预防和治疗，骨质疏松的病人用螺钉作为内固定时，由于骨床稀疏，骨对螺钉的把持力不够，很容易出现螺钉滑丝、松动、脱出，导致固定失败，这成为医学上急需解决的难题。
如果能够将骨水泥注入椎体内，将会达到增强椎体强度和稳定性，防止塌陷，缓解腰背疼痛，甚至部分恢复椎体高度的目的。
对于一些骨水泥用量少而且需要定位的“小”外科手术(如牙根管充填)，若采用导管插入注射CPC来完成，手术将更方便[xiii]。
