從4方面詳解骨水泥

本文包括骨水泥的組成、作用機理、分類、4個期等四方面。

組成

骨水泥主要由聚甲基丙烯酸甲脂（粉劑）和單體丙烯酸甲脂（液劑）聚合而成，包括兩部分滅菌包裝，如圖1所示。第一部分是PMMA顆粒粉劑。PMMA無氣味，性能穩定。 粉劑包裝在塑料或紙質袋中。

第二部分是甲基丙烯酸甲酯單體的液體。MMA為無色液體，有刺鼻的氣味，易揮發性、易燃性、親脂性、並有細胞毒性。在一定條件下能自行聚合固化成聚合體PMMA。為了安全考慮，液體裝入安瓿中。

作用機理

我們知道骨水泥在骨與假體之間既沒有粘合作用，也不發生化學反應，它僅僅靠麵糰期的塑形特點，將骨水泥壓入骨與假體之間固化，與多孔松質骨進行咬合牢固形成微觀交鎖和容積填充兩種機制，如圖2、圖3所示。

圖2

圖3

微觀絞鎖固定指骨水泥浸入松質骨內形成界面上的嵌入。有助於將骨水泥與骨表面間的剪切應力轉化為壓應力，使界面強度明顯提高，還可避免假體在界面上的微動。容積填充是將骨水泥完全均勻分布在假體與骨質之間，起到應力傳導作用。如果沒有骨水泥，假體與骨床之間通過少數點狀接觸傳導載荷，將造成接觸部位的局部應力增高。

實現微觀絞鎖需要滿足下面三個條件：（1）骨表面保留縫隙（骨小梁或微孔）。（2）低粘性骨水泥 。（3）維持加壓。

骨水泥容積充填要滿足下列條件:（1）徹底清洗髓腔。（2）減少髓腔出血。（3）均勻、充分填充。

分類

骨水泥因粘度不同分為高粘、中粘、低粘。骨水泥的粘度是它本身的硬度和流動性結合。不同粘度的骨水泥水粉混合要求不同。其中，高粘度骨水泥混合順序是先液劑後粉劑，並且成形時間短，工作期長。適合用在膝關節假體置換手術中，不使用骨水泥槍。低粘度骨水泥混合順序是先粉劑後液劑，麵糰期時間短，適合用在椎體成形術及椎體後凸成形術中。中粘度骨水泥適合用在髖關節假體置換中。

每一種骨水泥都具備4個不同的粘度階段，即骨水泥的四個期，如圖4所示。

一、混合期

又稱粥狀期/攪拌期：勻漿化，液體狀

註：聚合體在單體中的溶解膨脹剛剛開始，單體的聚合也僅僅處於起步階段，既感覺不出溫度的變化，也看不到粘度的變化。粉末與液體依然彼此分開，粉末沉在底部，透明的單體浮在上面。經不斷攪拌後，骨水泥呈灰白色，稀粥狀。

二、粘絲期

又稱等待期/出絲期，混合物變稠，牽拉出絲

註：在不斷的攪拌下，混合物開始變粘稠，單體與聚合體的界限變得不清了，但尚無明顯的溫度變化，並逐漸成為漿糊狀，用攪拌棒將骨水泥挑起時，可抽出細絲，細絲越來越多，預示即將成團，如圖5所示。此時，將骨水泥從容器中取出，放在手套上。

三、成團期

又稱麵糰期/工作期/應用期：開始不粘手套，溫度增高，填充骨水泥，置入假體

註：出絲期的骨水泥，可粘附在手套上，經過一段時間揉槎，變成表面光滑，不粘手套的麵糰狀。此時聚合反應速度加快，開始產熱，應儘快將骨水泥置入骨面與人工假體之間進行粘合。

四、固化期

又稱硬化期/凝固期：溫度急劇升高，假體固定，骨水泥硬化

註：麵糰狀的後期，聚合反應劇烈進行，溫度明顯升高，在1-2min之間溫度可上升到100℃左右（溫度達峰值）。整個聚合反應接近結束，單體所剩無幾，溫度逐漸下降，骨水泥已經固化成形，使人工假體與骨水泥堅實固定。室溫越高，骨化越快。

不同粘度的骨水泥四個期時間是不同的。以德國Heraeus為例，無論哪一種骨水泥攪拌時間是30秒；高粘度骨水泥幾乎不需要等待、工作時間長、固化時間長；中粘度骨水泥需要等待1分鐘、工作時間類似於高粘度骨水泥；低粘度骨水泥等待時間比較長，而工作時間短、固化快。R高粘度骨水泥適用於膝關節、MV中粘度骨水泥適用於髖關節和膝關節、LV低粘度骨水泥適用於小關節，如：手指、肘、肩，較狹窄的骨髓腔。水泥髖關節需要配合骨水泥注射器，MV最合適，也會有醫生將LV用於髖關節手術！

LV低粘度骨水泥需要注意：LV在剛攪拌完畢時呈現「非常稀」狀態，這時候可以把骨水泥從攪拌碗移送到套筒，但一定要等，等到粘絲期（等待期）過渡，大概是三分鐘，轉到工作期才可以把骨水泥推出，植入髓腔。目前有些地區用LV做膝關節手術，是非常不建議的，因為醫生為了更充足的時間來操作，會在粘絲期（等待期）就將骨水泥植入髓腔，在粘絲期骨水泥的聚合反應不充分，會有大量多餘的單體MMA存留，這時把骨水泥植入會造成病人較大的單體反應，更可能引起骨水泥栓塞，危險性較大！

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