| 可注射骨充填剂 |
injectable bone filler |
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凝胶型可注射充填剂有如胶原、磷酸钙颗粒／或胶原复合物和磷酸钙颗粒-甲基纤维素复合物等。这些凝胶体系构成的可注射骨充填剂具有较好的可注射性，植入体内后由于凝胶的黏性植入物可保持在注射部位并与周围组织形成良好结合，随后高分子成分逐渐降解吸收，而磷酸钙颗粒等则留在原处并可与周围组织形成良好生物活性结合或逐渐骨化。但是，这类体系初始强度较差，降解速率较快，难以起到支架作用。自固化型可注射骨充填剂包括固化前有较低黏度并保持良好流动性的磷酸钙生物活性骨水泥、聚甲基丙烯酸甲酯类骨水泥，以及聚甲基丙烯酸甲酯与羟基磷灰石或生物玻璃复合骨水泥。其原理是将处于流动状态的骨水泥浆料注入病变或骨缺损部位，利用其在位固化能力以及固化后的一定强度达到增强或修复骨缺损的目的。
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以流动态注入修复部位，达到增强或修复的目的。其特点是材料以流动态注射进入植床，可以较小创口实现骨缺损修复或增强，避免造成大的手术创伤，是适应当今微创伤手术发展的重要骨修复材料。 |
包括凝胶型注射充填剂和自固化型可注射充填剂。 |
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"将PMMA骨水泥注射入骨质疏松病人的松质骨如脊柱中达到增强骨密度，减轻疼痛的目的。也有将复合抗生素或具有治疗功能药物的骨水泥注射到骨缺损部位以提高骨修复愈台能力。良好的可注射骨充填剂要求具有适当的可注射时间以保证手术的顺利实施和在位填充后固化，以及足够的固化后强度，从而起到支架作用；良好的生物活性以实现材料与周围骨组织间的生物活性结台；恰当的可降解性以适应新骨的生长速率。可注射骨充填材料也常常作为药物或生长因子、细胞的载体材料，作为骨组织工程的支架或控释载体材料。分子构架材料是一种新型可注射骨填充剂。将可注射聚合物前体注入骨缺损腔，快速固化为多孔结构，初期作为骨长入支架并诱导新骨细胞长入其中，随着新骨长入,支架降解并为新生组织替代。与基因治疗结合是当代骨水泥研究的一个新热点。如与带有能产生BMP-2基因的腺病毒转染骨髓基质细胞结合，可增强骨愈合能力。与含有可促进自然骨再生的副甲状腺素基因密码的DNA螺旋片段的质粒结合，可使植入体周围细胞获得其DNA序列并在6个星期内表达质粒的DNA序列，可增强骨愈合能力。" |
材料科学与工程手册，师昌绪，2004年版 |
| 聚丙烯酸类骨水泥 |
"polymethylmethacrylate bonecement" |
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主要是聚甲基而烯酸甲酯(PMMA)。阻聚剂防止液体在光和热的影响下聚合，促进剂在聚合开始后提高聚合速度，抵消阻聚剂的作用。固相粉体主要是聚甲基丙烯酸甲酯粉体以及聚合剂（过氧化物如过氧化苯甲酰）。粉末中有足够的聚合剂克服阻聚剂的影响以保证聚合反应的进行，PMMA等共聚物用以提高骨水泥的韧性。当固液混合后，开始聚合反应，可在5～lOmin内聚合固化。为使骨水泥在X射线透视中显影，配方中常含有抗X射线透射的材料如BaSO4或Zr02。
如图
是几种常用骨水泥的成分。
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有很好的可塑性，聚合固化后有一定强度，与植入体间有一定黏结力，可使植入体与骨壁吻合连接并达到即刻稳固。 |
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"PMMA骨水泥由固相粉体和液相组成。液相主要为甲基丙烯酸甲酯单体，以及少量阻聚剂（如对苯二酚）和促进剂（如N，N’-二甲基对甲苯胺）" |
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1.1～4.l GPa |
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"66～77 MPa" |
"骨水泥本身的抗拉强度为23～45MPa" |
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固化后的聚甲基丙烯酸骨水泥与骨的黏结抗剪切强度为 2～28MPa；骨水泥本身的抗剪切强度为29～41MPa |
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丙烯酸类骨水泥的聚合反应是放热反应，反应热约540kJ/kg单体，可使聚合过程中内部温度高达70℃左右。温度升高主要取决于以下几个因素：骨水泥用量、周围的传热面积及骨水泥的厚度等。如3mm厚骨水泥层包围股骨可使温度达到60℃，而6mm厚骨水泥层则可使温度达到100℃。这些温度相对很高，因为蛋白质的变性温度是60℃，且骨组织在47℃就要坏死，因此PMMA骨水泥固化过程中的聚合放热会对周围组织产生破坏。 |
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"polymethylmethacrylate bonecement" |
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骨水泥植入后，聚合反应不完全，可能导致单体释放，这些单体会降低吞噬细胞的功能，进入血液循环后还可导致血压下降甚至心脏骤停。此外，固化后的骨水泥与周围组织间缺乏生物活性结合，力学性能与骨和植入体不匹配等，均是丙烯酸类骨水泥应用的主要问题，也是导致骨水泥固定人工髋关节松动失效的主要原因之一。 |
影响PMMA骨水泥的力学性能的主耍因素包括混合过程的操作工艺，以及抗生素的加入等。真空混合可降低骨水泥中的气泡率，从而增加骨水泥的强度；抗生素的加入可能降低骨水泥的力学强度，近年的研究着重于增加PMMA骨水泥的韧性和生物活性，如为增加其韧性发展了颗粒增强或纤维增强骨水泥，又如将生物玻璃或羟基磷灰石与PMMA骨水泥复合可望增加PMMA骨水泥的生物活。 |
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按照丙烯酸类骨水泥的黏性可以有两种使用方式：生面团状（高黏度）和可注射状（低黏度）。其性能取决于分子量及其分布。聚甲基丙烯酸类骨水泥可在位固化，固化后吸水率低，尺寸稳定、机械强度较高，广泛用于骨折固定，骨缺损修复，人工髋关节固定等，近年来也将其用于骨质疏松增强等方面。 |
材料科学与工程手册，师昌绪，2004年版 |
| 生物活性骨水泥 |
bioactive bone cement |
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具有在位固化性能的一类非陶瓷型磷酸钙骨水泥(CPC)，也包括生物活性玻璃类骨水泥。
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生物活性骨水泥可克服陶瓷型羟基磷灰石(HA)或玻璃陶瓷整形困难，以及聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥聚合温度高、释放单体、不具生物活性等缺点。具有制备容易、使用方便、能与周围骨组织形成骨键合而表现出生物活性等优点。磷酸钙骨水泥是20世纪80年代中期由美国的BRrown和Chow研制出的自固化(self-setting)非陶瓷型羟基磷灰石(HAP)类骨修复材料。由于最终产物为HA，因此与HA陶瓷相似具有良好的生物活性，但与HA陶瓷相比，具有制备简便、塑形容易和缓慢降解等优点，但由于力学性能较差，主要适合于非负重或低负重部位的骨缺损腔的充填或修复。 |
表征磷酸钙生物活性骨水泥的材料特性指标主要有：固化时间、温度、固化后强度、孔隙率以及溶解度等。目前报道磷酸钙生物活性骨水泥的固化时间从5～60min不等，固化后的抗压强度10～55MPa，固化温度与人体温度相当。 |
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由磷酸钙粉末与固化液（水或磷酸盐溶液）组成。二者调和后，在室温或体内环境下自行固化，最终产物为HA或其他形式的磷酸盐。 |
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固化后的抗压强度10～55MPa |
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"骨修复材料，作为药物缓释载体，" |
材料科学与工程手册，师昌绪，2004年版 |
