骨水泥一针2016 骨水泥在骨科手术中的使用及展望
种涛 赵斌 张中华 黄凌岸
[摘要] 骨水泥作为一种具有自凝特性的生物资料，已经在临床医学多学科多范畴得到广泛的运用。本文经过查阅许多文献，论说骨水泥在伤口外科、脊柱外科、关节外科三个方面的运用展开，为骨水泥在骨科手术中的运用供给理论依据，并为其进一步展开做出展望。
[关键词] 骨水泥；骨残缺；椎体骨折；骨髓炎；关节置换
[中图分类号] R715.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2018）10-0159-05
Application and prospect of bone cement in orthopedic surgery
CHONG Tao ZHAO Bin ZHANG Zhonghua HUANG Ling'an
Department of Orthopedics， the Second Hospital of Shanxi Medical University，Taiyuan 030000， China
[Abstract] Bone cement， a biomaterial with self-solidifying properties， has been widely used in many fields of clinical medicine. This article reviews a large number of literatures and discusses the application of bone cement in traumatic surgery， spinal surgery and joint surgery. It provides a theoretical basis for the application of bone cement in orthopedic surgery and makes a prospect for its further development.
[Key words] Bone cement； Bone defect； Vertebral fracture； Osteomyelitis； Joint replacement
骨水泥是一类具有自凝特性的生物资料，可填充于骨与内植物之间、潜在的骨空隙等来发挥特定效果。Wahlig等[1]在20世纪60年代初度运用骨水泥固定股骨假体成功施行髋关节置换术，骨水泥已广泛运用于骨科临床手术中，如骨残缺、缓慢骨髓炎的医治，骨质疏松引起的脊柱紧缩性骨折、椎弓根钉道强化，关节置换中抗生素骨水泥的运用，现在运用较为广泛的有PMMA骨水泥和碳酸钙骨水泥，本文经过查阅许多文献，对近年來骨科外科手术中骨水泥的运用及展望进行总述。
1 伤口外科手术中骨水泥的运用
1.1 骨折后骨残缺的运用
1.1.1 骨残缺的医治现状 骨残缺常由杂乱的伤口引起，给患者构成巨大的苦楚，而且医治进程绵长，20世纪50年代以来，自体骨的移植、血管化腓骨移植术、Ilizarov技能、肢体缩短术等都曾用来处理各种长度的骨残缺，关于小规模骨残缺，有软安排杰出的掩盖，可用骨代替物或松质骨进行植骨，可是关于大段骨残缺，超越5 cm时，不管是否伴有杰出的软安排掩盖，都大大添加了其医治难度。近年来，Masquelet技能[2]经过一期运用骨水泥填充残缺并构成诱导膜，二期切开诱导膜，并行松质骨填充，被证实为一种有潜力的医治办法，而且在兼并感染的状况下，联合运用抗生素骨水泥，往往能获得很好的效果。
1.1.2 骨水泥在骨残缺运用的优势 血管化骨移植技能[3]需求精密的契合血管，对术者的显微外科技能要求高，手术耗时久，供区和植骨区并发症多，而Ilizarov技能每天一般延伸1 cm左右，医治周期长，外固定架佩带会影响患者的正常日子并有或许引起应力性骨折[4]。
（1）Masquelet技能的操作关键[5]：一期完全清创，铲除坏死和感染安排，骨水泥填充残缺，诱导生物膜生成，二期取出骨水泥并进行植骨，在置疑有感染时运用抗生素骨水泥，大段的骨残缺，可因状况运用外固定架，髓内针及钢板等刚强固定。Aho等[6]研讨骨残缺修正中诱导膜效果机制，发现诱导膜1个多月时相关于2个月有更强的成骨才能，提示咱们在进行第二阶段手术的最佳时刻。
（2）Masqulet技能的机制：诱导膜能分隔周围软安排与松质骨[7]，使骨重吸收削减，诱导膜中生成血管，加速松质骨快速血管化及皮质化成骨，骨成长及诱导因子，能促进骨间充干细胞增生及骨分解。
（3）Masqulet技能的改进：①一期手术中，传统的骨水泥填充物是一期全体成形，使骨水泥置入困难，诱导膜简单损害，抗生素开释率较低，国内学者[8]选用体外成形多柱状骨水泥的办法并获得杰出的效果；②二期手术中，植骨资料的挑选，以往多选用自体髂骨松质骨，近年来有用磷酸三钙或羟基磷灰石填充，有些会在松质骨中参加BMP-7[9]等。
1.1.3 其他 跟着此技能运用规模的扩展，诱导膜成分及诱导机制的进一步研讨、植骨资料的优选等，在骨残缺医治中未来会有更深远的运用。
1.2 骨髓炎中的运用
1.2.1 骨髓炎的医治现状 缓慢骨髓炎病程长、医治困难、易复发，简单导致脓肿和死骨构成[10]，医治关键是要完全铲除死骨及感染骨质；高能量敞开骨折往往软安排损害严峻，骨折端常与外界贯穿，细菌易进入髓腔中，而且很难完全铲除，一旦构成感染，会从骨折中心向两头展开，骨哈弗管因感染阻塞发生坏死，在死骨安排外表细菌构成菌膜[11]，细菌在菌膜中推陈出新及繁衍继续低水平，加之部分软安排严峻损害，贴骨瘢痕简单构成，部分血运差。传统的抗生素全身医治部分有用浓度不行[12]，不能起到应有的抗感染效果，静脉长时刻运用抗生素可引起肝肾功用妨碍、静脉炎等并发症。
1.2.2 抗生素骨水泥部分运用的优势 （1）运用剂量较低，避免血液中药物浓度超越毒性水平；（2）不易发生耐药性；（3）直接效果于病灶，部分长时刻开释有用药物浓度，避免耐药菌株发生[13]；（4）清创后留下空腔，抗生素骨水泥起到支架效果，为二期植骨供给预备；（5）病灶周围细菌完全铲除，下降复发率。在欧洲，庆大霉素PMMA水泥链[14]现在已经成为医治伤口性骨髓炎的重要办法，武亮等[15]经过比较传统灌洗冲刷与抗生素骨水泥链珠医治缓慢脊髓炎发现，抗生素骨水泥链医治康复快，出血少。有学者在伤口处VSD继续招引，使骨水泥部分抗生素开释速度加速，并及时将病灶区渗液、脓液、细菌和坏死安排引出体外，有利于肉芽安排的生成。
1.2.3 其他 在缓慢骨髓炎的医治中，跟着新的抗感染资料的不断研讨和展开，会呈现更优的抗生素缓释体系，使骨髓炎得到更科学有用的医治。
2 脊柱外科手术中骨水泥的运用
2.1 脊柱内固定手术中的运用
2.1.1 腰椎退变性疾病手术兼并骨质疏松时的问题 在退变腰椎退变性病变内固定手术中的并发症[16]
有神经性损害、附近节段退变、内固定失利、假关节构成等。在骨质疏松的患者中，骨小梁摆放稀少，周围骨质损坏会下降椎弓根钉的操纵力，简单构成钉道松动导致内固定失利，近端接壤区和远端接壤区失利的发生，关于这些问题，近年来展开的研讨有手术微创、椎弓根钉道体系加强和多节段螺钉固定等。
2.1.2 骨水泥强化椎弓根钉道体系的优势与缺乏 （1）现在首要经过改进螺钉螺纹规划，延伸螺钉直径和长度，骨水泥加强技能等手法增强椎弓根钉道体系，改动螺钉的螺纹等规划会添加椎弓根骨折的危险，而骨水泥加强技能逐步被以为是一种有用办法[17]。传统的骨水泥加强技能骨水泥渗漏危险高，术后椎弓根钉易拔出，近些年来，呈现多孔中空椎弓根螺钉，中空螺钉是在先置入螺钉后推入骨水泥，而以往的骨水泥加强术是先在钉道中灌注骨水泥，然后拧入螺钉。孙浩林等[18]研讨在腰椎内固定手术中当患者伴有骨质疏松时，与传统的椎弓根螺钉骨水泥强化比较，中空椎弓根螺钉能削减近远端接壤区失利的发生，一起并没有添加相关并发症。（2）空心侧孔螺钉差异于传统椎弓根螺钉，其特点是螺钉内部为空心结构，侧边有骨水泥灌注孔，有配套推杆设备将骨水泥灌注至特定方位，从而对骨质疏松椎体进行强化。螺钉周围骨水泥使螺钉、骨水泥、螺钉周围锚定成全体[19]，Goldhahn等[20]进一步研讨，术后椎体骨小梁会经过侧孔长入螺钉内部，从而使椎弓根钉的抗拔出力进一步增强。Yazu等[21]研讨骨水泥强化空心侧孔螺钉和一般螺钉的生物力学，发现空心侧孔螺钉抗拔出力大于一般螺钉，国外学者研讨发现空心侧孔螺钉在疲惫应力方面要优于传统螺钉骨水泥强化，Fransen等[22]在研讨骨水泥强化椎弓根螺钉用于医治腰椎退行性疾病中得出，术后随访螺钉未呈现开裂，椎间交融率杰出，且术后VAS评分较术前显着下降。（3）尽管骨水泥强化钉道的技能会显着进步螺钉的抗拔出力，但骨水泥渗漏依然是钉道强化时不可避免的并发症[23]，骨水泥单体具有毒性，进入血管会引起骨水泥植入综合征，而且骨水泥一旦漏入椎管会压榨脊髓、神经根等构成患者术后瘫痪等严峻后果。国外学者[24]比照传统椎弓钉骨水泥强化及空心侧孔螺钉强化的骨水泥渗漏率，发现两组无统计学差异。可是有学者[25]以为骨水泥强化螺钉长时刻会呈现添加接近椎体的骨折危险，原因是固定节段应力会集并加速相邻节段退变。而且由于骨水泥强化后构成结实的骨质-骨水泥-螺钉复合体，一旦呈现内固定失效，将添加翻修时螺钉的取出难度。
2.2 脊柱骨质疏松性紧缩性骨折的医治
2.2.1 脊柱骨质疏松性紧缩性骨折医治现状 晚年骨质疏松症患者椎体紧缩性骨折的发生率越来越高[26]，把改进功用活动、缓解痛苦、防备骨折再发生作为骨质疏松症椎体骨折医治的意图，常将经皮椎体成形术（PVP）和经皮椎体后凸成形术（PKP）作为常用的手术医治办法[27]。
2.2.2 骨水泥技能在脊柱骨质疏松性紧缩性骨折的运用 PVP手术是指经皮经过椎弓根或椎弓根外向椎体内打入骨水泥以添加椎体强度和稳定性，避免陷落，缓解痛苦、康复脊柱生理曲度和使患者前期活动，PKP手术是凭借一种可胀大性球囊，构成脊柱后凸，人为构成椎体空腔再打入骨水泥。PVP及PKP手术的止痛机制：（1）骨水泥支撑紧缩椎体，一起固定细小骨折，削减骨折微动影响痛觉神经末梢；（2）骨水泥在硬化进程中发热使骨水泥周围的安排坏死，痛苦消失或缓解。Eck等[28]研讨关于PVP和PKP手术效果的168篇文献，得出两种术式都可以很好的缓解患者痛苦，但PKP手术能下降骨水泥的渗漏发生率及椎体再骨折的发生。
2.3 脊柱搬运瘤的医治
2.3.1 脊柱搬运瘤的医治现状 脊柱是临床常见的恶性肿瘤好发和搬运的器官，以搬运性肿瘤居多，且胸腰椎是恶性肿瘤最常见的搬运部位，跟着肿瘤的确诊医治水平的进步，患者生计时刻延伸，为进步患者生质量，对脊柱搬运瘤进行活跃的手术干涉是近年来的趋势，可是关于许多经过原发灶的手术、放化疗的患者，一般状况较差，无法耐内固定或椎体切除等手术[29]。近些年来，脊柱搬运瘤的微创技能遭到注重[30]，其优势在于伤口小、出血少、并发症少、不影响患者辅佐医治而且效果较好，首要有经内窥镜辅佐下手术和经皮穿刺手术。
2.3.2 骨水泥技術在脊髓搬运瘤手术的运用 （1）PVP术和PKP术现在运用较为广泛，将骨水泥注入病灶，骨水泥在固化进程中产热使肿瘤安排坏死，一起能损坏神经末梢以缓解痛苦；经过康复椎体高度，康复强度及稳定性，避免椎体进一步陷落压榨脊髓，骨水泥打入经过肿瘤内的压力改动，构成部分微环境缺血，致肿瘤安排坏死。胡侦明等[31]研讨PMMA关于原代肿瘤细胞成长的影响，得出PMMA可有用诱导原代癌细胞凋亡，尤其是骨水泥拉丝期的肿瘤细胞凋亡更显着。（2）Fournry等[32]对21例多发性骨髓瘤和35例脊柱搬运瘤患者引起顽固性痛苦，行椎体成形医治，84%患者术后痛苦明显缓解。Pflugmacher等[33]对31例椎体搬运瘤构成紧缩骨折的患者行PKP手术，患者术后痛苦缓解明显。Leysalle A等[34]更推重PKP术，由于球囊后凸成形术并发症较低，并能更好的回复椎体高度，而且在椎体肿瘤切除术中骨水泥作为承载性资料填充椎体残缺或重建椎体时，骨水泥与上下椎体终板构成面触摸，在骨水泥硬化后，经过钉棒体系的加压，使骨水泥与椎体紧密连接，术后不易呈现下沉并重建脊柱的稳定性。
綜上所述，椎体成形术关于不能耐受全麻及椎体切除等大伤口手术的脊柱搬运瘤患者，术后可到达减轻痛苦、避免长时刻卧床，进步日子质量。
3 关节外科手术中骨水泥的运用
3.1 初度关节置换中抗生素骨水泥防备性运用
3.1.1 防备关节置换术后感染的现状 研讨发现，手术中细菌在骨水泥和内植物等外表构成的菌膜[35]是人工关节假体感染的首要原因。一起发现，菌膜构成后，能维护细菌免疫调度素等物质对其效果，而且全身用抗生素很难到达部分医治浓度[36]。
3.1.2 防备初度关节置换术后感染抗生素骨水泥的运用 初度关节置换中运用抗生素素水泥的是为了削减术中的污染以及防备术后前期感染。现在，Mahmoud等[37]研讨显现生物膜在开端构成的72 h之内不会到达动态平衡，在这时运用抗生素的灵敏性最高，因此在术中运用抗生素骨水泥关于避免术中关节感染及术后前期感染具有含义，在一项340例初度全膝关节置换术中患者的前瞻性对照实验[38]中，运用抗生素骨水泥的178例没有呈现关节感染，一般骨水泥固定的162例中感染率为3.1%。Block等[39]剖析了22篇在人工关节置换中运用抗生素骨水泥的文献，得出抗生素骨水泥可以下降人工关节置换的深部感染。抗生素骨水泥尽管能防备前期术中构成的感染，却不能防备晚期血源性的感染。
3.2 膝、髋关节置换术后感染翻修的运用
3.2.1 膝、髋关节术后感染翻修的现状 膝、髋关节置换术后感染医治的意图在于去除感染的假体、完全清创，康复关节功用，有必要行一期或二期翻修，关节置换术后感染的金规范[40]是假体去除后抗生素骨水泥占位器植入，其效果有：（1）保持关节稳定性；（2）避免双下肢不等长；（3）部分抗生素医治感染灶。
3.2.2 膝、髋关节置换术后感染翻修手术中骨水泥假体的运用 （1）关节置换术后感染翻修手术的进程：首要取出感染的关节假体，完全清创，将含有抗生素骨水泥（占位器）置入空隙；等感染操控后，取出占位器，并装置正式关节翻修假体。Hsieh等[41]对41例髋关节置换术后假体感染运用骨水泥占位器翻修，整体感染操控率为95.2%。Masri等[42]对24例膝关节置换术后感染运用骨水泥占位器翻修，术后随访感染治愈率达92.0%。常见的并发症有占位器的脱位及占位器的折断，抗生素骨水泥距离物分为两种：非关节（静态型）和关节型（活动性），关节型距离物更契合解剖学根底及力学特性，可答应更大规模的关节活动，改进关节功用，削减瘢痕安排构成。Emerson等[43]比较22例关节型距离物与26例非关节型距离物翻修手术，术后感染率分别为8%、9%，但关节型距离物患者比非关节型均匀关节活动度添加14°。周勇刚等[44]规划关节型抗生素骨水泥占位器的限制模具，使二期翻修时软安排张力削减，骨质吸收削减，利于翻修。（2）咱们发现在防备和医治关节置换术后关节感染时，抗生素性骨水泥的效果是值得必定的。跟着抗生素骨水泥的广泛运用，一起会带来细菌的多重耐药性，未来关于关节感染细菌品种的研讨，以及掺入灵敏抗生素时骨水泥的物理性质等，将会使抗生素骨水泥在关节感染方面有更广泛的运用。
综上所述，尽管现在骨水泥在骨科外科医治中得到广泛的运用，可是骨水泥在运用进程的潜在危险相同要引起咱们的满足注重，研讨发现，在关节置换中，约30%患者会呈现低血压、心率异常、严峻低氧血症、心肌梗死、肺动脉高压、出血、哮喘发生等不良反应[45]，称之为骨水泥植入综合征，严峻时会引起心脏骤停，一起有报导抗生素性骨水泥运用时会呈现严峻的过敏反应[46]，作为临床医师要严厉评价其存在危险，使骨水泥愈加安全有用的运用。
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（收稿日期：2017-12-25）