【四肢关节骨科】骨水泥是”水泥”？

时间：2020-03-11 来源：四肢关节骨科编辑：中心医院

对于关节外科医生来说，骨水泥是必不可少的神器，但我们在沟通病情的时候，患者一听“水泥”，反应往往很大，觉得用水泥固定假体实在可怕，患者将骨水泥与建筑水泥联系一起，我们需花费很长时间才能说明白。今日我们将向大家科普一下骨水泥到底是何方神圣。

图1 左边是建筑水泥，右边是骨水泥

骨水泥化学成分：主要由聚甲基丙烯酸甲脂（粉剂）和单体丙烯酸甲脂（液剂）聚合而成，包括两部分灭菌包装，如图1、2所示。第一部分是PMMA颗粒粉剂。PMMA无气味，性能稳定。粉剂包装在塑料或纸质袋中。第二部分是甲基丙烯酸甲酯单体的液体MMA为无色液体，有刺鼻的气味，易挥发性、易燃性、亲脂性、并有细胞毒性。在一定条件下能自行聚合固化成聚合体PMMA。为了安全考虑，液体装入安瓿中。

作用机理：骨水泥不是粘合剂，也不发生化学反应，只有填充作用，依靠在面团期塑形特点，通过足够骨水泥容积性填充固定（机械性固定）获得良好固定，骨水泥与多孔的松质骨进行咬合牢固把假体固定在髓腔内形成微锁机制。如图3所示。

依据骨水泥粘度不同，可将骨水泥分成高粘、中粘、低粘。每一种骨水泥都具备4个不同的粘度阶段，即骨水泥的四个期，如图4所示。不同粘度的骨水泥四个期时间是不同的。以德国Heraeus为例，无论哪一种骨水泥混合期搅拌时间是30秒；R高粘度骨水泥几乎不需要等待、工作时间长、固化时间长；MV中粘度骨水泥需要等待1分钟、工作时间类似于高粘度骨水泥；LV低粘度骨水泥等待时间比较长，而工作时间短、固化快。R高粘度骨水泥适用于膝关节、MV中粘度骨水泥适用于髋关节和膝关节、LV低粘度骨水泥适用于小关节。水泥髋关节需要配合骨水泥注射器，MV最合适。目前有些地区用LV做膝关节手术，是非常不建议的，因为医生为了更充足的时间来操作，会在粘丝期（等待期）就将骨水泥植入髓腔，在粘丝期骨水泥的聚合反应不充分，会有大量多余的单体MMA存留，这时把骨水泥植入会造成病人较大的单体反应，更可能引起骨水泥栓塞，危险性较大！

1.混合期：又称粥状期/搅拌期：匀浆化，液体状

注：聚合体在单体中的溶解膨胀刚刚开始，单体的聚合也仅仅处于起步阶段，既感觉不出温度的变化，也看不到粘度的变化。粉末与液体依然彼此分开，粉末沉在底部，透明的单体浮在上面。经不断搅拌后，骨水泥呈灰白色，稀粥状。

2.粘丝期：又称等待期/出丝期，混合物变稠，牵拉出丝

注：在不断的搅拌下，混合物开始变粘稠，单体与聚合体的界限变得不清了，但尚无明显的温度变化，并逐渐成为浆糊状，用搅拌棒将骨水泥挑起时，可抽出细丝，细丝越来越多，预示即将成团。

3.成团期：又称面团期/工作期/应用期：开始不粘手套，温度增高，填充骨水泥，置入假体

注：出丝期的骨水泥，可粘附在手套上，经过一段时间揉槎，变成表面光滑，不粘手套的面团状。此时聚合反应速度加快，开始产热，应尽快将骨水泥置入骨面与人工假体之间进行粘合。

4.固化期：又称硬化期/凝固期：温度急剧升高，假体固定，骨水泥硬化

注：面团状的后期，聚合反应剧烈进行，温度明显升高，在1-2min之间温度可上升到100℃左右（温度达峰值）。整个聚合反应接近结束，单体所剩无几，温度逐渐下降，骨水泥已经固化成形，使人工假体与骨水泥坚实固定。室温越高，骨化越快。

发展至今，骨水泥技术由一代发展至四代，技术日益成熟。骨水泥成功关键①离心真空搅拌可以减少气泡的产生，有效的降低骨水泥空隙率，从而使骨水泥起到良好的填充能力；②使用脉冲冲洗，清理松质骨里的一些骨屑、油脂、血液等物质，改善骨床的填充效果，从而使骨水泥起到良好的固定能力。

目前人工关节置换中膝关节置换绝大部分是使用骨水泥固定，而髋关节置换早期有生物型固定倾向趋势，但临床随访结果显示髋关节骨水泥假体固定生存率更有优势，目前仍有一部分骨科医生坚持使用骨水泥固定。股骨骨水泥假体由以往的粗糙面设计，逐渐改为抛光面、锥形设计，以Exeter这一款假体为代表（图6），临床效果更加显著。

随着医学技术的发展，骨水泥的使用已远远超出关节外科的使用，目前还使用在骨感染或关节感染使用抗菌素骨水泥Spacer填充旷置、骨感染骨诱导膜、肿瘤填充、椎体压缩性骨折PKP、骨质疏松性骨折使用骨水泥加强把持力等。当然使用骨水泥也有一定风险，如骨水泥反应、骨水泥渗漏，但目前骨水泥技术非常成熟，这种并发症已非常少，合理使用骨水泥是一种非常好的武器。