骨水泥总结

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骨水泥技术

任中义

骨水泥及其应用技术

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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(polymethylmethacrylate PMMA),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。

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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。低粘度骨水泥有利于渗透到骨小梁中，

更好地发挥微观绞锁作用，并且可以提供更多的工作时间。在所有骨水泥产品中，CMW

的粘度最高，以至于难以装入骨水泥枪管中，因此常用于手工填塞骨水泥的浅表部位；

LVC、AKZ 和Sulfix-6 属于低粘度骨水泥，适合用骨水泥枪注入，其中 LVC（Zimmer）的

聚合物颗粒直径小，分子量低，粘度最低，保持液态时间最长；SimplexP 的的粘度中等。

PalacosR 分子量高，意味着含有长链结构，也属于高粘度骨水泥，混合后保持液态时间

相对较短，更适合在面团前期或面团期手法使用。PalacosR 混合后5分钟的硬度是

SimplexP 的2倍、CMW 的1/3。其粉剂颗粒形状不规则有利于添加抗生素后药物的释放。

由于在粉剂中有聚合引发剂，液体（单体）中有激活剂，因而骨水泥聚合及固化过程中不

需要加热和额外压力，属于自固化或称冷固化。骨水泥固化影响因素，固化时间与:品牌,

气温,湿度,单体及粉未的温度,单体与粉未的比例的不同相关

聚合后的骨水泥承受压力的强度大于抗张力或剪力强度。PALACOSR 的弹性模量为 2.3

Gpa（湿润股骨皮质骨的拉伸弹性模量为 17.6Gpa，扭转弹性模量为 3.2Gpa。股骨髓内靠

近皮质处的骨小樑最坚强，因此使用骨水泥时最好距离骨皮质1mm）。

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常用骨水泥的力学性能

品牌压力（MPa）四点弯曲（MPa）

Simplex P 100 74

Zimmer Regular 77 48

Palacos R 84 66

Palacos G 86 61

CMW 87 61

CMW 3 100 65

Sulfix-6 102 66

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有学者对Simplex P(SP)、Osteobond(ZO)、Regular(ZR)和Palacos R(PR)四种品牌的

骨水泥性能进行了比较研究，得出结论如下：PR 有着所有标本中最好的弹性模量；除了

SP 在37 度时，PR 在所有骨水泥中及在任何温度下都有最大的抗拉强度；PR 的断裂韧度

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摘要：

骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯PMMA）是用于骨科的生物材料自1958年首次应用以来已广泛应用于骨科临床能保证术后假体的即时稳定允许术后早期负重。第一代骨水泥技术假体松动率较高改进后的第二代和第三代技术显著降低了松动率。非骨水泥固定虽解决了一些问题但术后同样存在假体周围骨溶解和松动现象因此骨水泥本身不是薄弱环节使用方法不当才是。骨水泥由PMMA颗粒粉剂和甲基丙烯酸甲酯单体液体组成可分为高粘性和低粘性两类固化过程不需要加热和额外压力。其作用机理是通过微观绞锁和容积填充固定假体骨水泥的最佳厚度通常认为不少于2mm。骨水泥技术分三代主要区别在于调制及使用方法第三代技术通过真空或离心调配减少孔隙率提高性能。使用骨水泥时需注意其对全身和局部的影响如血压降低、肺栓塞等应采取相应措施减少风险。为提高骨水泥强度可添加纤维材料或骨粒目前抗生素骨水泥应用广泛。采用骨水泥还是非骨水泥方式固定假体取决于患者个体情况及医生的习惯。

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