CPC/PMMA双向骨水泥性能及生物相容性的初步研究

目的 将聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)与磷酸钙骨水泥(CPC)制成一种注射型混合骨水泥,利用各自的特性,优势互补,从而使该混合骨水泥成为理想的椎体成形术及椎体后凸成形术填充材料.方法 实验材料为注射型PMMA骨水泥和注射型CPC骨水泥.首先将PMMA与CPC按质量比1∶2、1∶1、2∶1均匀混合,制成不同比例的混合骨水泥,然后将PMMA、CPC、混合骨水泥(1∶2、1∶1、2∶1)制成标准试件(直径6mm、高12mm),最后对试件进行力学性能、凝固温度、凝固时间、电镜扫描、X线衍射、动物肌肉内植入实验,初步评估混合骨水泥的性能及生物相容性.结果 PMMA与CPC在1∶1比例混合时理化性能满意,其抗压强度较CPC提高约120％,凝固过程中的最高温度低于45℃,凝固时间约12～14 min,微观结构与CPC相似,孔径在100～300μm之间分布最多(约70％),大部分孔与孔之间有10 ～ 20μm小孔贯通.动物肌肉内植入实验显示混合骨水泥(1∶1)的组织相容性满意,但降解速度缓慢.结论 PMMA与CPC在1∶1比例混合能有效克服单一材料缺点,优势互补,从而使该混合骨水泥有望成为理想的椎体成形术及椎体后凸成形术填充材料.     

注射型磷酸钙骨水泥在椎体成形术中的组织学研究

目的 模仿椎体成形术观察注射型磷酸钙骨水泥(CPC)／聚甲基丙烯酸甲（polymethylmethacrylate，PMMA)植入椎体后的微观结构变化。方法 将PMMA和CPC植入到犬椎体，通过X线、CT、光镜、扫描电镜观察二种材料与椎体界面间的微观结构变化。结果 PMMA与椎体之间的结合是单纯的机械连接未能达到生物机械固定，CPC与骨界面间无排异反应的表现，是直接的骨小梁与生物材料之间的生物连接，CPC与椎体之间的结合是生物连接可达到生物机械固定的目的。结论 磷酸钙骨水泥是椎体成形术中治疗胸腰椎爆裂骨折一种比较理想的材料。     

磷酸钙骨水泥在椎体成形术中的实验研究

目的 :模仿椎体成形术观察磷酸钙骨水泥 /聚甲基丙烯酸甲酯植入椎体后与椎体界面间的组织学差异。方法 :将PMMA和CPC植入到犬椎体 ,通过X线、CT、光镜、扫描电镜观察 2种材料与椎体界面间的微观结构变化。结果 :PMMA与椎体之间的结合是单纯的机械连接未能达到生物机械固定 ,CPC与骨界面间无排异反应的表现 ,是直接的骨小梁与生物材料之间的生物连接。结论 :磷酸钙骨水泥是椎体成形术中的一种比较理想的替代材料     

注射型磷酸钙骨水泥和PMMA在椎体成形术中的生物力学研究

目的:模仿椎体成形术观察注射型磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement CPC)/聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)植入椎体后的生物力学改变.方法:将PMMA和CPC通过手术植入到犬椎体,经过8周和16周后分别取材,行X线、CT检查,并测定不同时间椎体的轴向抗压强度和抗扭转强度.结果:(1)植入早期,PMMA的抗压强度明显高于正常椎体和CPC(P＜0.01),CPC的抗压强度明显低于正常椎体和PMMA(P＜0.01).术后8周显示,PMMA的抗压强度有所下降(P＜0.01=0.009),CPC的抗压强度有所上升(P＜0.05=0.034),但与正常椎体相比仍差别显著.术后16周显示PMMA抗压强度继续下降(P＞0.05=0.710),CPC的抗压强度继续上升(P＞0.05=0.648),与正常椎体相比无显著性差异.(2)植入早期,PMMA的抗扭转强度明显高于正常椎体和CPC(P＜0.05=0.03),CPC的抗扭强度明显低于正常椎体和PMMA(P＜0.05=0.02).术后8周显示,PMMA的抗扭强度有所下降,但与正常椎体相比仍差别显著(P＜0.05=0.045),CPC的抗压强度有所上升与正常椎体相比差异不显著(P＞0.05=0.078).术后16周显示PMMA抗压强度继续下降(P＞0.05=0.137),CPC的抗压强度继续上升,与正常椎体相比无显著性差异(P＞0.05=0.847).结论:磷酸钙骨水泥是椎体成形术中治疗椎体压缩性骨折和胸腰椎爆裂骨折一种比较理想的材料,注入到椎体后,其生物力学强度有逐渐增强的趋势,而PMMA是机械固定,其生物力学强度有逐渐减弱的趋势.     

注射型磷酸钙骨水泥和PMMA在椎体成形术中的生物力学研究

目的模仿椎体成形术观察注射型磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement CPC)/聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)植入椎体后的生物力学改变.方法将PMMA和CPC通过手术植入到犬椎体,经过8周和16周后分别取材,行X线、CT检查,并测定不同时间椎体的轴向抗压强度和抗扭转强度.结果(1)植入早期,PMMA的抗压强度明显高于正常椎体和CPC(P＜0.01),CPC的抗压强度明显低于正常椎体和PMMA(P＜0.01).术后8周显示,PMMA的抗压强度有所下降(P＜0.01=0.009),CPC的抗压强度有所上升(P＜0.05=0.034),但与正常椎体相比仍差别显著.术后16周显示PMMA抗压强度继续下降(P＞0.05=0.710),CPC的抗压强度继续上升(P＞0.05=0.648),与正常椎体相比无显著性差异.(2)植入早期,PMMA的抗扭转强度明显高于正常椎体和CPC(P＜0.05=0.03),CPC的抗扭强度明显低于正常椎体和PMMA(P＜0.05=0.02).术后8周显示,PMMA的抗扭强度有所下降,但与正常椎体相比仍差别显著(P＜0.05=0.045),CPC的抗压强度有所上升与正常椎体相比差异不显著(P＞0.05=0.078).术后16周显示PMMA抗压强度继续下降(P＞0.05=0.137),CPC的抗压强度继续上升,与正常椎体相比无显著性差异(P＞0.05=0.847).结论磷酸钙骨水泥是椎体成形术中治疗椎体压缩性骨折和胸腰椎爆裂骨折一种比较理想的材料,注入到椎体后,其生物力学强度有逐渐增强的趋势,而PMMA是机械固定,其生物力学强度有逐渐减弱的趋势.     

聚甲基丙烯酸甲酯与磷酸钙骨水泥在骨质疏松性胸腰椎压缩骨折中的临床疗效分析

目的 观察经皮椎体成形术(PVP)应用2种不同充填材料治疗骨质疏松性胸腰椎压缩骨折(OVCF)的临床疗效.方法 回顾性分析采用PVP治疗OVCF 78例,分为充填材料为聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA)组(A组)42例,充填材料为新型注射型自固化磷酸钙骨水泥(CPC)组(B组)36例.比较A、B组术前、术后伤椎椎体前、后缘高度比,脊柱后凸Cobb角,疼痛视觉模拟评分(VAS)等指标.结果 术后A、B组上述指标较术前均有明显改善(P＜0.05);术后1周,A组对疼痛改善程度要优于B组(P＜0.05);术后1个月及3个月时,A、B组间各项指标比较,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 经皮椎体成形术中应用PMMA与CPC均能够有效缓解OVCF引起的疼痛,但使用PMMA组近期止痛效果略优于CPC组.     

经皮穿刺椎体成形术中骨水泥表面温度变化的观测

目的:了解椎体成形术中注入椎体内骨水泥表面的温度变化情况。方法:对5例(6个椎体)骨质疏松性椎体压缩骨折患者行经皮穿刺椎体成形术(PVP),在治疗过程中用计算机控制热电偶型温度传感穿刺针动态检测骨水泥(PMMA)表面部位温度变化。结果:5例(6个椎体)注射骨水泥平均3.1ml(1.5l～4.8ml),2～3min后骨水泥表面温度开始升高,10～18min恢复正常。峰值温度为38.5～45.0℃,持续峰温时间0.5～2.5min。峰值温度与注射PMMA量呈正相关(r=0.98,P<0.005)。结论:椎体成形术中注射5ml以内PMMA不会产生对椎体组织损害的高温。     

硫酸钙骨水泥在胸腰椎爆裂骨折椎体成形术中的生物力学性能

[目的]评价硫酸钙骨水泥(CSC)椎体成形术在胸腰椎爆裂骨折中的生物力学性能及临床应用价值.[方法]将16具新鲜小牛胸腰椎标本分为4组,A、B、C 3组制成爆裂骨折模型后分别实施CSC磷酸钙骨水泥(CPC)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)椎体成形术,D组为无骨折对照组.测量指标包括:爆裂骨折前、后与复位后及椎体成形术后的椎体前缘高度;达到完全填充时的3种骨水泥的注射量;生物力学检测4组标本的极限抗压强度及刚度.[结果](1)实验组12具标本均形成胸腰椎爆裂骨折模型,平均撞击能量为66.2 J;(2)CSC、CPC、PMMA的注射量分别为:4.4 ml±0.8 ml、3.7 ml±0.7 ml、4.0 ml±0.6 ml,组间无差别(P>0.05);(3)3种骨水泥均能有效充填爆裂骨折椎体复位后遗留的骨缺损,显著恢复了伤椎高度(P<0.01);(4)A、B、C、D组的极限抗压强度分别为:1 659 N±154 N、1 011 N±142 N、2 821 N±897 N及2 439 N±525 N.PMMA能够完全恢复骨折椎的抗压强度,CSC、CPC均只能部分恢复骨折椎的强度,但CSC优于CPC(P<0.01);(5)4组椎体的刚度分别为:(140±40)N/mm、(148±33)N/mm、(236±97)N/mm、(224±38)N/mm.CSC的刚度低于完整椎体68.0%,(P<0.05),但与PMMA、CPC无显著差异(P>0.05).[结论]经CSC椎体成形术的骨折椎强度优于CPC,刚度与PM-MA、CPC相当.将CSC椎体成形术作为一种辅助治疗方式用于胸腰椎爆裂骨折能满足力学要求,手术安全可行.     

胸腰椎爆裂骨折模型中硫酸钙骨水泥椎体成形术的生物力学性能

[目的]评价硫酸钙骨水泥椎体成形术的生物力学性能并探讨用于胸腰椎爆裂骨折的可行性. [方法]16具新鲜小牛胸腰椎标本分为4组,每组4具,A、B、C 3组(实验组)标本在制成爆裂骨折模型后分别实施3种骨水泥(CSC、CPC、PMMA)椎体成形术,D组为无骨折对照组.测量爆裂骨折前、后、复位后及椎体成形术后的椎体前缘高度;测量达到完全填充时的3种骨水泥的注射量;生物力学检测比较4组标本间的极限抗压强度及刚度差别. [结果](1)实验组12具标本均形成胸腰椎爆裂骨折模型,平均撞击能量为66.2 J;(2)CSC、CPC、PMMA的注射量分别为:4.4 ml±0.8 ml、3.7 ml±0.7 ml、4.0 ml±0.6 ml,组间无差别(P>0.05);(3)3种骨水泥均能有效充填爆裂骨折椎体复位后遗留的骨缺损,显著恢复伤椎高度(P<0.01);(4)A、B、C、D组的极限抗压强度分别为:1 659 N±154 N、1 011 N±142 N、2 821 N±897 N及2 439 N±525 N.PMMA能够完全恢复骨折椎的抗压强度,CSC、CPC均只能部分恢复骨折椎的强度,但CSC优于CPC(P<0.01);(5)4组椎体的刚度分别为:140 N/mm±40 N/mm、148 N/mm±33 N/mm、236 N/mm±97 N/mm、224 N/mm±38 N/mm.CSC的刚度低于完整椎体(62.5%,P<0.05),但与PMMA、CPC差异无统计学意义(P>0.05). [结论]经CSC椎体成形术的骨折椎的强度优于CPC,刚度与PMMA、CPC相当.将CSC椎体成形术作为一种辅助治疗方式用于胸腰椎爆裂骨折能满足力学要求、手术安全可行.     

三种骨水泥应用于椎体成形术的生物力学比较

目的:评价硫酸钙(CSC)、磷酸钙(CPC)与聚甲基丙烯酸酯(PMMA)3种骨水泥用于椎体成形术的生物力学性能。方法:将16具小牛胸腰段(T11～L1)标本分为4组,A、B、C组制成T12爆裂骨折模型,D组为无骨折对照组,测量爆裂骨折前、后和复位并分别注射CSC(A组)、CPC(B组)、PMMA(C组)行椎体成形术后椎体前缘高度,达到骨水泥完全填充时的骨水泥注射量;生物力学检测4组标本的极限抗压强度及刚度。结果:12具标本均形成胸腰椎爆裂骨折模型,平均撞击能量66.2J;CSC、CPC、PMMA注射量分别为4.35±0.80ml、3.72±0.73ml及3.95±0.63ml,3组间无显著性差异(P>0.05);3种骨水泥均能有效充填爆裂椎体复位后残留的骨缺损及恢复伤椎高度(P<0.01);A、B、C及D组的极限抗压强度分别为1659±154N、1011±142N、2821±897N及2439±525N,C组能完全恢复椎体的抗压强度,A、B组可部分恢复,但A组优于B组(P<0.01);4组标本的刚度分别为140±40N/mm、148±33N/mm、236±97N/mm及224±38N/mm,A组刚度低于D组(68.0%,P<0.05),但与B、C组无显著性差异(P>0.05)。结论:3种不同成分骨水泥中,PMMA的强度最高,CSC次之,CPC的强度最差,刚度方面三者间无明显差别;CSC用于椎体成形术能满足对椎体填充材料的生物力学要求,可作为椎体成形术中填充材料的选择之一。     

经皮椎体成形术治疗骨质疏松性椎体骨折的初步观察

目的：探讨经皮椎体成形术治疗严重骨质疏松性椎体骨折的临床效果。方法：采用新型注射材料磷酸钙骨水泥（cacium phosphat cement,CPC)对6例严重骨质疏松性椎体骨折病人（共14个椎体），在C型臂X线机透视下行经皮经椎弓根CPC注入椎体成形术，平均随访3个月。结果：所有病人腰背痛症状均在术后8-24h基本缓解。5例术前因疼痛不能坐立的病人术后卧床24h后均能坐起，随访2-4个月病情稳定。结论：采用CPC经皮椎体成形术治疗骨质疏松性椎体骨折操作简单，较安全，可有效缓解疼痛。     

椎体成形术中骨水泥量对椎体机械性能的实验研究

目的探讨聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和自固化磷酸钙骨水泥(CPC)的不同用量对骨质疏松性椎体强度和硬度的影响,明确恢复椎体强度及硬度所需的最小骨水泥用量。方法取5具老年女性(65～73岁)48个脊椎标本(T6～L3),分解后压缩并测量其强度和硬度,将3、5、7ml PMMA和CPC注入压缩后的椎体,再测其强度和硬度,并与原来的强度和硬度进行比较。结果所有椎体注入骨水泥后强度都得到恢复,注入5ml、7ml骨水泥后强度明显增加;注入PMMA后硬度都得到恢复,而注入CPC 5ml、7ml才能恢复椎体硬度。结论骨质疏松性椎体骨折后,注入骨水泥可有效恢复椎体的强度和硬度,此结果可有利于指导椎体成形术的临床应用。     

椎体成形术或后凸成形术生物活性充填材料的体内降解

目的 观察磷酸钙骨水泥(CPC)和硫酸钙骨水泥(CSC)在椎体内的演变过程,为椎体成形术或后凸成形术中寻找更为合适的充填材料.方法 对24只成年雌性绵羊的L2～L5椎体制作骨缺损,随机注入CPC、CSC和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),其中剩余的椎体作为空白对照,并以L6椎体作正常对照.术后2周、12周和24周分别随机处死其中8只绵羊,进行大体观察、生物力学测试、不脱钙组织学分析.结果 CSC组和CPC组椎体被填充材料明显增强,但CSC组椎体力学性能自2～12周呈现下降趋势,而到24周时又出现回升.CPC组椎体力学性能自2～24周呈上升趋势.12周时3组新骨形成量差异不明显,CSC已被大部分吸收;植入24周时新骨形成量CSC组＞空白组＞CPC组,CPC出现了明显的吸收,而CSC仅有少量残留.结论 CSC与CPC初期均能明显增强椎体;随着时间的推移,CSC在体内降解迅速,而CPC在体内降解缓慢.     

磷酸钙骨水泥注射椎体成形术的生物力学研究

目的探讨磷酸钙骨水泥注射椎体成形术后对椎体的力学影响.方法建立前屈方向加载单椎体骨折模型,对新鲜尸体胸腰椎椎体标本行磷酸钙骨水泥(CPC)成形强化,骨折前、成形后分别行屈曲压缩力学实验.结果椎体内注射CPC能明显恢复骨折椎体的力学性质.但其恢复的程度与注入量有关,其强度最高可恢复到原来正常情况下的2倍,而刚度可超过原来的14.70%左右.椎体的强度和刚度分别增加52.38%(P＜0.05)和14.70%(P＜0.05).结论椎体内注射CPC能明显恢复骨折椎体的力学性质.     

CPC/PMMA复合骨水泥在老年椎体后凸成形术中的初步应用研究

目的:从临床应用角度分析磷酸钙骨水泥(calcium phosphate bone cement,CPC)/聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)骨水泥在老年骨质疏松性胸腰椎骨折患者椎体后凸成形术(percutanous kyphoplasty,PKP)治疗中的有效性及可靠性。方法:对2016年2月至2016年12月收治的单椎体胸腰段骨质疏松性压缩骨折接受PKP手术且骨密度≤-3.0 SD的62例患者进行回顾性分析,其中CPC/PMMA复合骨水泥组23例,年龄为(77.6±2.2)岁,PMMA骨水泥组39例,年龄为(77.1±1.1)岁。比较两组患者手术前后疼痛、椎体前缘高度比、局部Cobb角变化、术中骨水泥渗漏及术后邻椎骨折发生情况。结果:两组患者性别、年龄、随访时间以及术前疼痛、椎体前缘高度比、局部Cobb角等基本情况差异无统计学意义(P0.05)。术后1 d两组患者的疼痛、椎体前缘高度比、局部Cobb角均有所改善(P0.05),术后1 d及末次随访疼痛、椎体前缘高度比、局部Cobb角组间比较差异无统计学意义(P0.05),同时新发邻椎骨折、骨水泥渗漏情况组间比较差异也无统计学意义(P0.05)。两组患者术后随访疼痛均有持续改善(P0.05),局部Cobb角略有增加(P0.05);椎体前缘高度比略有下降(P0.05)。随访X线片或CT影像资料无法证实CPC降解及新骨形成长入。结论:CPC/PMMA复合骨水泥用于PKP治疗老年骨质疏松性胸腰椎压缩骨折安全可靠,可以有效缓解疼痛,维持椎体稳定,和PMMA骨水泥疗效相当。但目前尚无直接临床证据支持CPC/PMMA复合骨水泥可降低邻椎骨折发生率以及CPC降解、新骨长入骨水泥中,需要进一步研究。     

骨质疏松致椎体压缩性骨折PVP治疗中CPC填充物的应用研究进展

经皮椎体成形术(PVP)可增加椎体强度、解除疼痛,在脊柱疾病治疗中有着广泛的应用,临床研究已证实采用磷酸钙骨水泥(CPC)作为骨填充物是种安全、可靠、生物相容性高的替代材料。但单纯CPC作骨填充物仍不理想,文章从现阶段磷酸钙骨水泥的临床应用出发,总结分析出磷酸钙骨水泥的常用方式及最新的改性研究进展,以期为临床应用提供参考。     

BCC骨水泥椎体成形术强化骨质疏松性椎体压缩性骨折的实验研究

目的 比较新型带负电荷硫酸钙/β-磷酸三钙复合骨水泥(BCC骨水泥)与甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)用于椎体成形术的生物力学性能,探讨BCC骨水泥用于椎体成形术的可能性.方法 采用4具老年男性骨质疏松性尸体胸腰段脊柱标本,建立椎体压缩性骨折的模型,随机分为2组,每组8例,分别以2 ml/min注入BCC组和PMMA组的骨水泥,测试术前、术后椎体的强度和刚度的变化.结果 BCC组和PMMA组骨折前与骨折治疗后最大载荷间的差异具有统计学意(P＜0.05),且两组治疗后的最大载荷均高于骨折前;而BCC组和PMMA组骨折前与骨折治疗后刚度间的差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 BCC骨水泥椎体成形术能强化骨质疏松性椎体压缩性骨折,达到生物力学要求.     

椎体成形术中不同骨水泥容量及位置的生物力学评估

目的利用有限元实体模型来评价植入不同骨水泥的量与部位,以及椎体成形术后椎体的应力分布。方法本研究分为两部分,首先是采用患者的计算机断层影像资料建立L1椎体的三维有限元模型,根据文献中椎体力学测试的力-变形曲线推算出骨质疏松症及骨折后的材料参数。然后分析骨质疏松症椎体、骨折后椎体以及椎体成形术中椎体植入骨水泥后的力学变化,探讨骨水泥的容量、位置对椎体蒙马氏应力及刚度的关系。第二是建立一个五节椎体模型来评价椎体成形术对邻近椎体的影响。结果分析结果得知,椎体植入骨水泥的容量越多,刚度增加越多;单侧(左侧、右侧、中间)与双侧植入骨水泥在同一植入骨水泥容量下差异无显著性意义(P>0.05)。结论若骨折后能矫正恢复原来的外形,则对邻近节段的影响并不大。     

胸腰椎骨质疏松骨折行CPC灌注成形的力学实验

目的探讨磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)注射椎体成形术后对胸腰椎骨质疏松骨折椎体的力学影响。方法建立前屈方向加载单椎体骨折模型,对胸腰椎骨质疏松骨折标本行CPC成形强化,骨折前、成形后分别行屈曲压缩力学实验。结果椎体内注射CPC能明显恢复骨质疏松骨折椎体的力学性质。骨质疏松性胸腰椎标本行CPC灌注成形可以恢复椎体的强度和刚度,分别增加16.92%(P<0.05)和22.31%(P<0.05)。结论椎体内注射CPC能明显恢复骨质疏松骨折椎体的力学性质。     

经皮椎体成形术中骨水泥填充对患者凝血功能的影响

目的:探讨经皮椎体成形术中骨水泥对骨质疏松性椎体压缩骨折患者凝血功能的影响及临床意义.方法:2006年12月至2007年12月,对24例骨质疏松性椎体压缩骨折患者行经皮椎体成形术,男6例,女18例:年龄48～83岁,平均69岁.脊柱骨折部位为T5-L3,共44个椎体,其中胸椎20个椎体,腰椎24个椎体.采用C型臂X线机透视引导下行经皮椎体成形术,注射聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA).分别在注入骨水泥前10min、注入骨水泥后10min、30min、1h、2h及3h时检测患者凝血功能相关指标,包括血浆凝血酶原时间(PT)、活化的部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶时间(TT)、纤维蛋白原(FIB)、鱼精蛋白副凝固试验(3P试验)及血浆D-二聚体(D-D)含量,并进行统计学分析.结果:经皮椎体成形术中注人骨水泥10min后PT缩短、FIB增高、3P试验阳性率升高,D-D含量增高,1h时达到高峰后开始下降.注入骨水泥后10min、30min、1h、2h四个时间点与注入骨水泥前相比较均有显著性差异(P<0.05).活化的部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶时间(TT)在各时间点与注入骨水泥前比较均无显著性差异(P>0.05).3h后骨水泥对这些指标的影响基本消除,各项指标与注入骨水泥前比较均无显著性差异(P>0.05).结论:经皮椎体成形术中骨水泥填充会引起患者一过性血液高凝状态,在注入骨水泥后的3h内需严密监测病情,以防血栓性疾病发生.