人工关节骨水泥固定的应用现状

2007-06-11 文章来源:admin 点击量:2847   我要说

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     随着外科手术技术、人工假体设计和假体材料的日益完善,影响人工关节长期效果的将是人工关节的固定方法。
  目前人工关节固定分骨水泥固定和非骨水泥的生物学固定两大类。前者是在安装时假体与骨床之间充填有骨水泥,形成假体骨水泥和骨水泥骨两个界面;后者是假体和骨床直接接触,仅有骨假体一个界面。骨水泥固定是Charnley低磨损人工关节的一个有机组成部分,然而骨水泥固定技术应用早期,常常出现人工关节的松动和骨溶解,骨水泥被认为是罪魁祸首,并称之为骨水泥病,这使生物学固定得以发展,似乎有取代骨水泥固定的趋势。但到目前为止,没有肯定的长期随访结果说明生物学固定效果优于骨水泥固定,特别是髋关节假体的股骨侧固定。可以说骨水泥固定目前仍是最常用或者是最常用的方法之一。人工髋关节是人工关节的代表,故本文重点叙述骨水泥在全髋关节应用中的技术问题。
  骨水泥不是粘合剂,它对假体的固定作用是通过大块充填和微观的机械交锁实现,其显著的特点是假体可以获得即刻的固定,其它优点有(1):
   (1) 由于骨水泥向骨小梁中的渗透,松质骨得到加固后可以承受形变力量;
   (2) 使假体-骨之间的应力分布均匀;
   (3) 加大假体应力传导范围;
   (4) 不良应力减小,避免应力集中;
   (5) 对医生技术和骨骼质量允许一定的偏差容限(tolerance)。骨水泥固定后,人工关节长期稳定取决于骨水泥与骨之间的绞锁(interdigitation)维持、骨水泥与假体之间的固定质量和骨水泥的本身强度。任何一个环节的薄弱,将会导致整体的失败。成功的骨水泥固定取决于骨水泥应用技术。
  随着人们应用骨水泥固定的经验积累和对骨水泥生物力学性能的了解增加,骨水泥固定的临床效果也明显提高,表现为松动率的显著下降,它不是骨水泥成分改变引起,而是其应用技术不断提高带来的。骨水泥的应用技术已从70年代的第一代发展到现在的第三代,它是根据股骨柄假体的骨水泥固定技术发展中的技术含量划分的(2),而不是根据应用时间划定的。第一代骨水泥技术包括指压填塞和手工搅拌;第二代骨水泥技术在第一代基础上,应用髓腔栓、髓腔冲洗、水泥枪的应用;第三代技术包括第二代技术、真空搅拌和中位装置的应用。故现代骨水泥技术包括髓腔冲洗、髓腔栓、骨水泥枪、加压固定、假体柄的中心化,真空搅拌。最终目的是提高骨水泥的机械强度包括抗疲劳强度、使假体周围的骨水泥涂布均匀和增加骨骨水泥假体之间的结合力,从而增加骨水泥的固定效果,减少松动率。
  增加骨水泥的强度是提高骨水泥固定效果的有效方法之一,而其强度与骨水泥的厚度、均匀程度和孔隙率有关。人们(3,4)发现骨水泥型全髋的早期松动与骨水泥含有空泡有关,气泡含量增加使松动机会增加,气泡含量降低,松动率也降低;从大量的骨水泥型人工关节返修中,人们发现骨水泥断裂一般先出现在骨水泥薄弱、不全、含有气泡和孔隙处(3)。理想的骨水泥厚度一般应在2-3毫米,骨水泥过薄和过厚都会造成骨水泥断裂,现在的关节假体和其相配套的器械已渗透这方面的理念;确保骨水泥厚度均匀的方法有骨水泥枪的使用和假体的中位技术(centralization),特别是假体的中位技术,它可以有效避免厚薄不均。改进搅拌方法,不仅能成功降低骨水泥中空泡大小和含量,而且能提高骨水泥的机械性能特别是其抗疲劳强度(5)。骨水泥搅拌技术也是影响骨水泥中气泡含量的重要因素,是先加粉剂(聚合部分)或是先加液体部分(单体部分),也没有明确的讲法。现临床上多采用先将粉剂部分倒入碗内,然后加入液体部分。但也有人(1)主张先倒入液体部分,再加入粉剂部分,其理由是这样能滤过粉剂部分中的气泡。真空搅拌是降低骨水泥中空泡的有效方法,Lidegren 等(6)发现真空搅拌后能明显增加骨水泥的抗压和抗弯强度,冷却单体只能降低其粘度而不能降低骨水泥中的空泡含量,不管是手工搅拌或是真空搅拌,皆是如此。但也有文献(7)说明,真空搅拌并不能有效的降低骨水泥假体界面的空泡率和改善骨水泥的机械性能。如果采用真空搅拌,标准粘度骨水泥在1-4℃储藏后,可以在高度真空下进行,而低粘度骨水泥则只能在低度真空(0.55Mpa以下)条件下搅拌(1)。对搅拌后的骨水泥进行离心处理,亦可有效降低骨水泥中气泡,增强其抗疲劳强度(8)。使用骨水泥枪注入骨水泥,一定要把水泥枪的嘴插到髓腔栓,然后边退边注骨水泥,这样可防止空气和血液等掺入骨水泥。改变骨水泥的成分,特别是在PMMA的基础上,掺入生物活性颗粒如HA和生物玻璃等,制成生物活性骨水泥,也是改变骨水泥强度和固定方式的有效途径。国内戴
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