Костный цемент использование для

а) Терминология:
• Назначение: различные методы, используемые для заполнения дефектов, восстановления структуры и силы, что обеспечивает каркас для роста кости

• Рентгенография оптимальна для оценки положения трансплантата и статуса внедрения

• Для оценки внедрения или его нарушения требуются серийные снимки

(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: состояние после фиксации перелома большеберцовой кости. Измельченный костный трансплантат размещен внутри и вокруг промежутка. Фрагменты трансплантата относительно отдельные, что указывает на их недавнее размещение.
(Справа) Рентгенография в боковой проекции: состояние после протезирования позвонка цементом. Цемент имеет однородную плотность и распределен между трабекуламишз, а также в дисковое пространство. При таком применении цемент может быть принят за очаг минерализации или окостенения. (Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: состояние после кюретажа и цементирования образования дистального отдела бедренной кости. Визуализируются области слабовыраженного неровного просветления в области соприкосновения, что свидетельствует о рецидиве опухоли; признаки подтверждаются наличием мягкотканного образования.
(Справа) КТ, реконструкция сагиттального среза: определяется двухуровневое сращение тел позвонков бикортикальными трансплантатами. Кортикальный слой трансплантата обеспечивает структурную поддержку. Положение трансплантата обеспечивает контакт между обработанной концевой пластинкой и трансплантатом костною мозга кости, что увеличивает вероятность сращения.

• Методы заполнения дефектов:
о Костный цемент:
— Просветление 2мм после замещения сустава считается разрыхлением или частичным заболеванием
— Неровное просветление после кюретажа и цементации опухоли свидетельствует о рецидиве
— От цемента определяется пустотный сигнал на всех последовательностях МРТ
о Губчатый трансплантат:
— Может изначально имитировать опухолевый матрикс или минерализацию
— Со временем подвергается резорбции по мере того, как новая кость врастает в трансплантат
о Кортикальный трансплантат: поддерживает крупные дефекты:
— Может быть структурным или неструктурным
о Костные аутотрансплантаты:
— Аутотрансплантат: из собственных тканей, содержит элементы костного мозга
— Первоначально отмечаются схожие признаки на визуализации, как и у нормальной кости/костного мозга
— Промежуточная фаза с образованием грануляционной ткани
— При успешном внедрении со временем отмечается картина нормального костного мозга
о Костные аллотрансплантаты:
— Аллотрансплантат: отсутствие костномозговых элементов; высокий риск осложнений
— Первоначально отмечается ↓ Т1 и ↓ Т2, вследствие отсутствия костномозговых элементов
— Постоянный гипоинтенсивный сигнал указывает на неудачу внедрения

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 18.6.2021

Источник

Цементный или бесцементный эндопротез тазобедренного сустава?

Отличие цементных и бесцементных моделей эндопротезов тазобедренного сустава заключается в принципе их фиксации. Бесцементные компоненты эндопротеза покрыты пористым или гидроксиапатитовым покрытием, устанавливаются в кость по методу «плотной посадки» и впоследствии кость врастает в поверхность импланта. Цементные эндопротезы фиксируются в кости специальным полимерным цементом, изготовленным из полиметилметакрилата.

Цементные и бесцементные компоненты эндопротеза тазобедренного сустава отличаются. Цементные ножки эндопротеза гладкие, а бесцементные – шероховатые. Цементные чашки изготавливаются из высокомолекулярного поперечно-связанного медицинского полиэтилена, а бесцементные делают из металлических сплавов с шероховатой наружной частью. Подробнее о том, какие бывают компонентны эндопротеза тазобедренного сустава вы можете прочитать в отдельной статье на нашем сайте (щелкните мышкой, чтобы перейти к этой статье).

Есть два компонента эндопротеза тазобедренного сустава, которые фиксируются к кости – ножка и чашка. Оба эти компонента могут быть цементными или бесцементными. Если один из них цементный, а другой – бесцементный, то такой эндопротез называют гибридным или реверс-гибридным.

Что такое костный цемент?

Костный цемент используется в медицине уже более 50 лет, и он находит себе применение не только в эндопротезировании для фиксации компонентов эндопротеза к кости, но и в других специальностях (для пластики тел позвонков, в стоматологии и т.д.). Костный цемент заполняет пространство между эндопротезом и костью и формирует эластичную зону, которая работает не только как амортизатор, поглощающий удары, но и равномерно распределяет нагрузку по всей кости, окружающей эндопротез. Равномерное распределение нагрузки от эндопротеза к кости особенно важно для ножки эндопротеза тазобедренного сустава, которая, как правило, имеет неидеальную адаптацию своей формы к форме канала бедренной кости, что приводит к появлению зон повышенной и сниженной нагрузки (неравномерное распределение сил).

Костный цемент по своей химической сути является плексигласом, или, точнее, полиметилметакрилатом. Иногда костный цемент называют акриловым цементом. Впервые полиметилметакрилат в медицине применили в 1940-х годах для заполнения дефекта костей лицевого черепа. Оказалось, что полиметилметакрилат прекрасно уживается с тканями человека (тканевая совместимость), другими словами, ученые наконец-то нашли материал, который можно успешно использовать в костной хирургии, а ведь попытки найти такой материал велись еще в конце 19 века.

В настоящее время в мире ежегодно выполняется несколько миллионов цементных эндопротезирований суставов и такой способ фиксации эндопротеза очень надежен, а сама конструкция – долговечна.

Костный цемент, который используется для эндопротезирования тазобедренного сустава, поставляется в коробке, внутри которой есть пакетик с порошком (преполимеризованный полиметилметакрилат в смеси с аморфным порошком-инициатором) и ампула с жидкостью (метилметакрилат мономер, стабилизатор, ингибитор).

Две дозы костного цемента: ампулы с жидкостью (метилметакрилат мономер, стабилизатор, ингибитор) и порошок, высыпанный из двух пакетов (преполимеризованный полиметилметакрилат в смеси с аморфным порошком-инициатором)

На операции жидкость из ампулы выливают в порошок и перемешивают, после чего начинается процесс полимеризации – цемент сначала становится жидким, как тесто, а через 5-8 минут он твердеет. На ощупь затвердевший цемент напоминает камень, но в опытах с большой нагрузкой он ведет себя как твердая резина, т.е. обладает свойствами эластичности, амортизируя нагрузки.

Костные цементы различаются по вязкости (низкая, средняя и высокая).

Во время полимеризации костный цемент разогревается, причем чем толще слой цемента, тем выше эта температура. В эксперименте температура полимеризации достигает 120-140 градусов, но в теле человека она обычно повышается до 70-80 градусов за счет того, что толщина цементной мантии редко превышает 5 мм и, кроме того, цемент охлаждает кровь.

Важной особенностью костного цемента является то, что в него до полимеризации можно добавить порошок антибиотика, который в некоторых случаях снижает вероятность развития инфекционных осложнений.

Костный цемент выпускают те же фирмы, что и эндопротезы тазобедренного сустава (Zimmer, DePuy, Stryker, Smith&Nephew, Biomet, Aesculap и др.).

Крайне редко в процессе полимеризации цемента в организме может возникнуть грозное осложнение – синдром имплантации костного цемента, который проявляется в резком падении артериального давления, аритмии. К счастью, вероятность этого осложнения очень мала и по научным данным составляет 0,06-0,1%. Подробнее об этой проблеме интересующиеся могут почитать в статье Британского Журнала Анестезии.

Какой эндопротез тазобедренного сустава лучше? Цементный или бесцементный?

Сейчас, к сожалению даже от многих хирургов можно услышать, что цементный эндопротез это плохо, а бесцементный – хорошо. На самом деле это не так. Цементные и бесцементные эндопротезы тазобедренного сустава неодинаковы, и каждый из ниж имеет свои плюсы и минусы. И если хирург говорит о том, что цементный эндопротез это плохо, то он либо лукавит, либо вообще не разбирается в эндопртезах. Во-первых, цементное и бесцементное эндопротезирование тазобедренного сустава зарождалось, формировалось и совершенстовалось практически обособленно друг от друга, цементное эндопротезирование преобладает в Европе (особенно Швеция, Норвегия, Великобритания), а бесцементное преобладает в США. В последние 10-15 лет эти шкаолы эндопротезирования смешиваются и в в Европе стали активнее использовать бесцементное эндопротезирование, а в США – цементное.

Например, в Швеции в 2005 году более 90% всех эндопротезирований тазобедренного сустава выполняется с использованием костного цемента, а в 2009 – более 80%. В Великобритании сейчас около 70% устанавливаемых эндопротезов являются цементными, и только 30% — бесцементными.

Согласитесь, что если в Великобритании и в Швеции цементное эндопротезирование используется так часто, то, скорее всего, оно не так уж и плохо, и не стоит так ругать цементные эндопротезы и думать что они плохие.

Данные шведского регистра эндопротезирования, который ведется с 1967 года. Используются цементные, бесцементные эндопротезы, гибридные (цементная ножка и бесцементная чашка), реверс-гибридные (цементная чашки и бесцементная ножка) и поверхностное (замена только части головки бедренной кости с сохранением шейки бедренной кости).

Еще раз повторимся, что у цементных и бесцементных эндопротезов есть свои сильные и слабые стороны, свои плюсы и минусы, и выбирать цементный или бесцементный эндопротез стоит индивидуально.

Возраст. Чем старше пациент, тем более предпочтительно цементное эндопротезирование. С возрастом прочность кости постепенно снижается (появляется остеопороз), и в таком случае лучше цементная фиксация.Четких границ, которые бы говорили о том, что, например, всем старше 60 лет нужно цементное эндопротезирование, не существует. В некоторых случаях цементный эндопротез будет оптимальным и у 40-летнего, а в другом случае и в возрасте 80 лет может подойти бесцементный эндопротез.

Пол. Прочность кости сильнее снижается у женщин из-за послеменопаузального остеопороза, поэтому цементный эндопротез предпочтителен женщинам после менопаузы. С другой стороны, если эндопротезирование выполняется на фоне артроза, то как правило, плоность кости в таком случае наоборот повышена.

Форма канала бедренной кости. Чем шире канал и чем тоньше стенки бедренной кости, тем более предпочтительно цементное эндопротезирование.

Чаще цементное эндопротезирование выполняется при переломах шейки бедра у пожилых, еще более оно актуально при несросшихся переломах шейки бедренной кости, незаменимо цементное эндопротезирование и в том случае, если оно выполняется на фоне инфекционных процессов, например, после остеомиелита (гнойного поражения кости), так как в цемент можно добавить антибиотик.

Три типа формы канала бедренной кости и качества стенок. Тип А- узкий канал с толстыми стенками («бутылка шампанского»), тип В – широкий канал и средние по толщине стенки. Тип С – тонкие, хрупкие стенки и широкий канал. Цементный протез предпочтителен при типе С.

Конечно же, определять предпочтительный способ фиксации (цементный или бесцементный) в каждом индивидуальном случае должен врач.

Плюсы

Минусы

Цементный

эндопротез

Дешев;
Меньше стресс-шилдинг, равномернее распределяет нагрузку;
Меньше риск перелома кости;
В цемент может быть добавлен антибиотик для профилактики осложнений;
Лучше подходит к деформированной бедренной кости.

Нет вариантов выбора пары трения – только металл-полиэтилен;
Сложнее выполнять ревизионные операции.

Бесцементный

эндопротез

Есть возможность выбрать пару трения;
Легче выполнять ревизионные операции;
Теоретически более долговечен за счет врастания кости.

Дорог;
Больше стресс-шилдинг;
Больше риск перелома кости при операции;
Риск недопогружения чашки.
Больше вероятность инфекционных осложнений у пациентов с факторами риска (ревматоидный артрит, сахарный диабет, анемия и др.)

Автор статьи – кандидат медицинских наук Середа Андрей Петрович

У Вас появились вопросы

Напишите, я обязательно отвечу

Отзывы

Всем здравствуйте . хочу поблагодарить Андрея Юрьевича за проведенную операцию по протезированию тазобедренных суставов . Все было проведено на высочайшем уровне после операции я через месяц вышел на работу а работаю я спасателем . Прошло уже два года после операций веду полный активный образ жизни занимаюсь спортом не ощущаю что у меня стоят протезы . спасибо вам Андрей Юрьевич огромное .

Сертификаты

Квалифицированный врач ортопед обладает профессиональными знаниями по оказанию первой медицинской помощи при повреждениях и заболеваниях опорно-двигательного аппарата. А также травматолог-ортопед использует в своей работе современные методики обеспечения неподвижного состояния переломов.

Источник

Костный цемент — Bone cement

Примечание 1: Самоотверждение in situ может быть источником высвобождаемых реагентов, которые могут вызывать местную и / или системную токсичность, как в случае мономера, высвобождаемого из костного цемента на основе метакриловой кислоты, используемого в ортопедической хирургии.

Примечание 2: В стоматологии цементы на полимерной основе также используются в качестве заполнителей полостей. Обычно их отверждают фотохимическим способом с использованием УФ-излучения, в отличие от костного цемента.

Костный цемент очень успешно используется для фиксации искусственных суставов ( тазобедренных , коленных , плечевых и локтевых суставов ) уже более полувека. Искусственные суставы (называемые протезами) фиксируются костным цементом. Костный цемент заполняет свободное пространство между протезом и костью и играет важную роль эластичной зоны. Это необходимо, потому что на бедро человека воздействует примерно в 10–12 раз больше веса тела, и поэтому костный цемент должен поглощать силы, действующие на бедра, чтобы искусственный имплант оставался на месте в течение длительного времени.

Костный цемент химически представляет собой не что иное, как оргстекло (т.е. полиметилметакрилат или ПММА). Впервые ПММА был использован в пластической хирургии в 1940-х годах для закрытия промежутков в черепе. Перед применением в хирургии были проведены комплексные клинические испытания совместимости костных цементов с телом . Превосходная совместимость ПММА с тканями позволила использовать костные цементы для фиксации протезов головы в 1950-х годах.

Сегодня во всем мире ежегодно проводится несколько миллионов процедур такого типа, и более чем в половине из них регулярно используется костный цемент, и их доля постоянно увеличивается. Костный цемент считается надежным материалом для анкеровки благодаря простоте его использования в клинической практике и, в частности, из-за его доказанной длительной выживаемости с цементированными протезами. Регистры тазобедренного и коленного суставов для замены искусственного сустава, например, в Швеции и Норвегии, наглядно демонстрируют преимущества цементированной фиксации. Аналогичный регистр для эндопротезирования был введен в Германии в 2010 году.

СОДЕРЖАНИЕ

Состав

Костные цементы представлены в виде двухкомпонентных материалов. Костные цементы состоят из порошка (т.е. предварительно полимеризованных шариков сополимера ПММА и / или ПММА или ММА и / или аморфного порошка, радиоактивного глушителя, инициатора) и жидкости (мономер ММА, стабилизатор, ингибитор). Два компонента смешивают и свободный радикальной полимеризации происходит из мономера , когда инициатор смешивают с ускорителем. Вязкость костного цемента со временем изменяется от текучей жидкости до состояния, подобного тесту, которое можно безопасно наносить, а затем, наконец, затвердевает в твердый затвердевший материал. Установленное время может быть адаптировано, чтобы помочь врачу безопасно нанести костный цемент в костное ложе для закрепления металлического или пластикового протезного устройства на кости или использовать его отдельно в позвоночнике для лечения остеопоротических компрессионных переломов.

В процессе экзотермической радикальной полимеризации цемент нагревается. Это тепло полимеризации достигает в организме температуры около 82–86 ° C. Эта температура выше критического уровня денатурации белка в организме. Причиной низкой температуры полимеризации в организме является относительно тонкое цементное покрытие, которое не должно превышать 5 мм, а также рассеяние температуры через большую поверхность протеза и кровоток.

Отдельные компоненты костного цемента также известны в области стоматологических наполнителей. Для этих целей также используются пластмассы на основе акрилата . Хотя отдельные компоненты не всегда совершенно безопасны в качестве фармацевтических добавок и активных веществ как таковых, в качестве костного цемента отдельные вещества либо превращаются, либо полностью заключены в цементной матрице во время фазы полимеризации от увеличения вязкости до отверждения. Исходя из современных данных, отвержденный костный цемент теперь можно классифицировать как безопасный, что было первоначально продемонстрировано во время ранних исследований совместимости с телом, проведенных в 1950-х годах.

В последнее время костный цемент используется в позвоночнике при вертебропластике или кифопластике . Состав этих типов цемента в основном основан на фосфате кальция, а в последнее время — на фосфате магния. Разработана новая биоразлагаемая, неэкзотермическая, самоотверждающаяся ортопедическая цементная композиция на основе аморфного фосфата магния (АМФ). Возникновения нежелательных экзотермических реакций удалось избежать за счет использования АМФ в качестве твердого предшественника.

Важная информация по использованию костного цемента

То, что называется синдромом имплантации костного цемента (BCIS), описано в литературе. Долгое время считалось, что неполностью преобразованный мономер, высвобождающийся из костного цемента, является причиной реакций кровообращения и эмболии . Однако теперь известно, что этот мономер (остаточный мономер) метаболизируется дыхательной цепью, расщепляется на углекислый газ и воду и выводится из организма. Эмболии всегда могут возникать во время фиксации искусственных суставов, когда материал вставляется в предварительно очищенный бедренный канал. Результатом является повышение интрамедуллярного давления, потенциально способствующее попаданию жира в кровоток.

Если известно, что у пациента есть аллергия на компоненты костного цемента, согласно современным представлениям, костный цемент не следует использовать для фиксации протеза. Альтернативой является анкеровка без цемента — установка имплантата без цемента.

Новые составы костного цемента требуют определения характеристик в соответствии с ASTM F451. Этот стандарт описывает методы испытаний для оценки скорости отверждения, остаточного мономера, механической прочности, концентрации пероксида бензоила и тепловыделения во время отверждения.

Редакции

Ревизия — это замена протеза. Это означает, что протез, ранее имплантированный в тело, удаляется и заменяется новым протезом. По сравнению с первоначальной операцией ревизия часто бывает более сложной и трудной, потому что каждая ревизия связана с потерей здорового костного вещества. Ревизионные операции также обходятся дороже для получения удовлетворительного результата. Поэтому самая важная цель — избежать пересмотра, используя хорошую хирургическую процедуру и продукты с хорошими (долгосрочными) результатами.

К сожалению, не всегда удается избежать доработок. Причины ревизии также могут быть разными, и существует различие между септической и асептической ревизией. Если необходимо заменить имплант без подтверждения инфекции — например, в асептических условиях — цемент не обязательно удаляют полностью. Однако, если имплантат расшатался по септическим причинам, цемент необходимо полностью удалить, чтобы избавиться от инфекции. При современном уровне знаний удалить цемент легче, чем отсоединить хорошо закрепленный протез без цемента от костного участка. В конечном счете, для стабильности обновленного протеза важно своевременно обнаружить возможное расшатывание первоначального имплантата, чтобы сохранить как можно больше здоровой кости.

Протез, зафиксированный костным цементом, обеспечивает очень высокую первичную стабильность в сочетании с быстрой ремобилизацией пациентов. Цементированный протез может быть полностью нагружен очень скоро после операции, потому что ПММА набирает максимальную прочность в течение 24 часов. Необходимая реабилитация сравнительно проста для пациентов, которым был имплантирован протез с цементом. Суставы можно снова нагружать очень скоро после операции, но использование костылей по-прежнему необходимо в течение разумного периода времени из соображений безопасности.

Костный цемент оказался особенно полезным, поскольку к порошковому компоненту можно добавлять определенные активные вещества, например, антибиотики . Активные вещества высвобождаются локально после установки имплантата в новый сустав, то есть в непосредственной близости от нового протеза, и было подтверждено, что они снижают опасность инфекции. Антибиотики действуют против бактерий именно в том месте, где они необходимы, в открытой ране, не подвергая организм в целом излишне высоким уровням антибиотиков. Это делает костный цемент современной системой доставки лекарств, которая доставляет необходимые лекарства непосредственно к месту операции. Важным фактором является не количество активного вещества в цементной матрице, а то, сколько активного вещества фактически высвобождается локально. Слишком большое количество активного вещества в костном цементе на самом деле было бы вредным, потому что механическая стабильность фиксированного протеза ослаблена высокой долей активного вещества в цементе. Местные уровни активного вещества в костных цементах промышленного производства, которые образуются с использованием костных цементов, содержащих активные вещества, являются приблизительными (при условии отсутствия несовместимости) и значительно ниже клинических стандартных доз для системных однократных инъекций.

Источник