丙烯酸樹脂骨水泥及其在壓縮松質(zhì)骨滲透過程中的流變學(xué)研究.pdf

1、骨質(zhì)疏松癥是最常見的代謝性骨病，其發(fā)病率隨著年齡急劇上升。骨質(zhì)疏松癥的特征是骨量丟失或多孔度增加，骨結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，小于日?；顒?dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松性骨折。骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折(OVCFs)最為常見，通常引起背痛。大量回顧性與前瞻性研究表明經(jīng)皮椎體成形術(shù)(PVP)及球囊擴(kuò)張椎體后凸成形術(shù)(PKP)在治療癥狀性O(shè)VCFs時(shí)臨床療效顯著，可有效緩解疼痛、提高生活質(zhì)量。 PVP治療目的是強(qiáng)化目標(biāo)椎體，術(shù)中骨水泥的黏度相對(duì)較低，所

2、需注射壓力較高；PKP治療目的是強(qiáng)化塌陷椎體，盡可能恢復(fù)其正常高度，術(shù)中骨水泥黏度相對(duì)較高，所需注射壓力較低。丙烯酸樹脂骨水泥在PVP與PKP應(yīng)用廣泛，然而關(guān)于骨水泥在椎體內(nèi)彌散時(shí)的流變學(xué)行為所知甚少，相關(guān)研究也有限。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑檠芯勘┧針渲撬嗟牧髯儗W(xué)行為，探討特定時(shí)間內(nèi)標(biāo)本骨密度與骨水泥滲透性、標(biāo)本壓縮率與骨水泥滲透性(消除骨密度影響)的關(guān)系。 第一部分丙烯酸樹脂骨水泥的流變學(xué)行為研究 目的:從理論及實(shí)驗(yàn)上研究室

3、溫下(22℃)丙烯酸樹脂骨水泥的流變學(xué)行為。 方法:丙烯酸樹脂骨水泥(合材所，天津)由粉料與液料組成，將2g粉料置于一個(gè)20ml注射器內(nèi)，1ml液料置于一個(gè)1ml注射器內(nèi)。將1ml液料注入20ml注射器內(nèi)，用力震蕩；在注射液料的瞬間，秒表計(jì)時(shí)。混合后約1<'1>/2分鐘后，骨水泥通過排氣孔注入實(shí)驗(yàn)裝置中的5ml注射器針筒內(nèi)，調(diào)節(jié)生物材料實(shí)驗(yàn)機(jī)(MTS 858)，使多余的骨水泥及空氣排出。混合后2<'1>/2分鐘后，生物材料實(shí)驗(yàn)機(jī)

4、以0.3mm/s速度推動(dòng)注射器活塞，使骨水泥在針筒里恒速流動(dòng)，得到壓力．位移曲線。 結(jié)論:實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示當(dāng)預(yù)示丙烯酸樹脂骨水泥流體流動(dòng)時(shí)必須考慮流動(dòng)歷史。在PVP與PKP操作中，丙烯酸樹脂骨水泥均通過工作通道被注入目標(biāo)椎體內(nèi)，骨水泥的流變學(xué)行為非常復(fù)雜，其黏度隨流過工作通道的距離而變化。 第二部分骨水泥在壓縮松質(zhì)骨內(nèi)滲透性的理論研究 目的:從理論上研究骨水泥在壓縮松質(zhì)骨內(nèi)滲透時(shí)的流變學(xué)行為。 方法:制取圓柱

5、形松質(zhì)骨標(biāo)本，使其直徑與實(shí)驗(yàn)裝置(與實(shí)驗(yàn)第一部分類似)中注射器針筒內(nèi)直徑相同。置于針筒底部的標(biāo)本壓縮后，使骨水泥以恒定速度在標(biāo)本骨微結(jié)構(gòu)間流動(dòng)。實(shí)驗(yàn)在室溫下操作(22℃)。 結(jié)論:骨水泥在松質(zhì)骨中滲透過程的相關(guān)研究中，理論上建立的函數(shù)有三層意義：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中消除骨水泥的影響，可以研究壓縮松質(zhì)骨骨微結(jié)構(gòu)的效應(yīng)；實(shí)驗(yàn)中消除壓縮松質(zhì)骨骨微結(jié)構(gòu)的影響，可以研究骨水泥自身性質(zhì)的效應(yīng)：實(shí)驗(yàn)中控制骨水泥與壓縮松質(zhì)骨骨微結(jié)構(gòu)的影響，則可以研究骨水

6、泥在不同流動(dòng)速度下滲透性的變化規(guī)律。這部分實(shí)驗(yàn)建立的函數(shù)、實(shí)驗(yàn)裝置為進(jìn)一步研究PVP與PKP中壓縮松質(zhì)骨骨微結(jié)構(gòu)的效應(yīng)及評(píng)價(jià)不同骨水泥的流變學(xué)性質(zhì)提供了理論支持。 第三部分丙烯酸樹脂骨水泥在壓縮松質(zhì)骨內(nèi)滲透性的實(shí)驗(yàn)研究 目的:研究規(guī)定時(shí)間內(nèi)標(biāo)本骨密度與骨水泥在壓縮標(biāo)本骨小梁內(nèi)滲透性的關(guān)系。 方法:從冰凍胸腰椎椎體制取圓柱形松質(zhì)骨標(biāo)本(r=6.06mm)，測量其骨密度。根據(jù)骨密度值的分布篩選出24個(gè)標(biāo)本，分為兩組。

7、A組有12個(gè)標(biāo)本，骨密度值分散明顯，范圍(0.1682～0.2919)g/cm<'2>，用于第三部分實(shí)驗(yàn)。A組標(biāo)本壓縮40％后，以與第一部分相同的實(shí)驗(yàn)方法，獲得骨水泥在壓縮松質(zhì)骨中滲透時(shí)的壓力．位移曲線。根據(jù)第二部分實(shí)驗(yàn)函數(shù)計(jì)算出規(guī)定時(shí)間內(nèi)骨水泥彌散過程的平均滲透系數(shù)。 結(jié)論:在經(jīng)皮椎體強(qiáng)化技術(shù)(PVP和PKP)治療癥狀性O(shè)VCFs時(shí)，骨密度有可能是一個(gè)評(píng)估骨水泥滲漏風(fēng)險(xiǎn)的參數(shù)。 第四部分丙烯酸樹脂骨水泥在骨密度近似、壓

8、縮率不同標(biāo)本滲透性的實(shí)驗(yàn)研究 目的:在排除骨密度影響的條件下，研究規(guī)定時(shí)間內(nèi)標(biāo)本壓縮率與滲透性的關(guān)系。 方法:在第三部分篩選出的另一組12個(gè)標(biāo)本(B組)，其骨密度值近似，范圍(0.2523～0.2678)g/cm<'2>。B組標(biāo)本隨機(jī)分為兩小組(組Ⅰ和組Ⅱ)， 6個(gè)標(biāo)本(組I)無壓縮，組Ⅱ標(biāo)本壓縮10％。與第三部分相同的實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算出規(guī)定時(shí)間內(nèi)骨水泥彌散過程的平均滲透系數(shù)。 結(jié)論:在PKP治療癥狀性O(shè)VCFs時(shí)，