تحقیق وپژوهش سيمان استخوان
سيمان استخوان
دراين تحقيق برخي مقالات كه از سال 1996 به بعد در ارتباط با سيمان هاي استخوان مختلف ارائه شده است مورد بررسي قرار گرفته اند.
به طور كلي چهار نوع سيمان استخوان براي كاربردهاي ارتوپدي و دندانپزشكي موجود است كه دو تاپايه پليمري و دوتاي ديگر سراميكي دارند كه عبارتند از:
- سيمان هاي اكريليكي يا سيمان هاي با پايه پلي متيل متاكريلات PMMA))
- سيمان هاي با پايه پلي پروپيل فومريت (PPF)
- سيمان هاي فسفات كلسيم (CPBCS)
- سيمان هاي گلاس يونومر (glass inomer)
هر كدام از اين چهار نوع سيمان خود داراي تركيبات و فرمولاسيونهاي متفاوت بوده كه هر كدام خواص مختلف با يكديگر دارند.
سيمان استخوان PMMA براي كاربردهاي كلينيكي وبه منظور اطمينان از تثبيت عضو مصنوعي مفصل در تعويض مفصل ران و زانو مصرف شده است. سيمان استخوان در اصل از پودر پلي متيل متاكريلات و مايع مونومرمتيل متاكريلات تهيه مي شود.
| بخش مايع (20 ميلي ليتر) | |
| متيل متاكريلات (مونومر) | 4/97 درصد حجمي |
| ان وان دي متيل پلي تولوئيدن | 6/2 درصد حجمي |
| هيدوركئينون | 1575 قسمت در ميليون |
| بخش پودر جامد (40 گرم) | |
| پلي متيل متا كريلات | 15 درصد وزني |
| كوپليمر متيل متاكريلات – استيرن | 75 درصد وزني |
| باريم سولفيد | 10 درصد وزني |
| دي بنزوئيل پراكسيد | درحد بسيار اندك |
هيدور كئينون از پليمريزاسيون سريع جلوگيري مي كند. پليمريزاسيون سريع تحت شرايط خاصي به وقوع مي پيوندد. مثلاً قرار گرفتن در معرض نور بالارفتن درجه حرارت و امثال آن مي تواند سبب پليمريزاسيون نابهنگام شود.
ان وان دي متيل- تولوئيدين براي ترويج يا شتاب بخشيدن عمليات اصلاح سازي سرد به تركيب نهايي اضافه مي شود. (عامل پخت cold curing). واژه اصلاح سازي سرد به اين منظور به كار مي رود كه تفاوت شرايط اجراي عمليات باوضعيت كار در دماي بالا و فشار زياد (مثل روش قالب گيري تحت فشار و دماي بالا جهت ساخت اجزاء دنداني در دندانسازي ها) مشخص گردد. قسمت مايع از طريق گذراندن از صافي به خوبي سترون مي شود. بخش جامد ماده نيز پودري سفيد و بسيار ريز است.
هنگامي كه پودر و مايع با يكديگر مخلوط مي شوند مايع مونومر از طريق فرايند پليمريزاسيون اضافي، عمل پليمريزاسيون را انجام مي دهد. دي بنزوئيل پراكسيد كه نقش فعال كننده را به عهده دارد با پودر مخلوط شده و با مونومر واكنش انجام مي دهد تا يك راديكال مونومر را تشكيل دهد. اين راديكال مونومر سپس به مونومر ديگري هجوم مي برد تا يك راديكال ديمر تشكيل دهد. فرايند ادامه مي يابد تا مولكولهاي زنجير- طويل توليد شود. مايع مونومر سطح ذرات پودر پليمر را خيس مي كند و آنها را پس از پليمريزاسيون به يكديگر مرتبط و متصل مي سازد و يك حالت خميري به وجود مي آيد كه به حفره تزريق مي شود. و پوتوز روي سيمان همانند شكل (1) جداداده مي شود.
خواص سيمان استخوان مي تواند توسط عوامل داخلي و خارجي تحت تأثير قرار گيرد كه شامل:
عوامل داخلي :
تركيب مونومر و پليمر
اندازه، شكل و توزيع ذرات پودر : درجه پليمريزاسيون
نسبت مايع به پودر
عوامل خارجي
محيط مخلوط كردن: درجه حرارت ، رطوبت، نوع ظرف
روش مخلوط كردن: آهنگ و تعداد زدن با همزن (كاردك)
محيط اصلاح سازي: درجه حرارت، رطوبت، فشار، سطح تماس، (بافت، هوا، آب و….)
مهمترين عامل تعيين كننده خواص سيمان استخوان اكريليكي را مي توان تخلخل ايجاد شده در خلال عمليات اصلاح سازي دانست، حفره هاي بزرگ (با قطر چند ميليمتر) سبب تضعيف خواص مكانيكي مي شود. بخار مونومر و هواي محبوس شده در خلال مخلوط كردن دو دليل بروز تخلخل در مخلوط است . با استفاده از اعمال خلاء و قرار دادن مخلوط مونومر و پودر تحت نيروي گريز از مركز (سانتريفوژ) خلال مخلوط كردن مي توان تخلخل را كاهش داد. در هر حال هر دو روش مذكور معايبي را مثل دشواري مخلوط كردن هنگامي كه خلاء اعمال مي شود و جدايش اجزاء مخلوط وقتي كه نيروي گريز از مركز به كار مي رود و دربر دارد و گذشته
از آن نياز به تجهيزات اضافي نيز وجود دارد. تخلخل همچنين مي تواند با كاهش دماي توليد شده حين پليمريزاسيون كاهش يابد.(1)
به طور كلي وظيفه اصلي سيمان توزيع تنش روي نواحي تماس بين استخوان و پروتز است در واقع به عنوان يك فاز بينابين پروتز فلزي با مدول بالا و استخوان است. و براي انتقال و توزيع بارهاي وزن بدن و بارهاي سيكلي به خاطر حركت هاي حين راه رفتن از پروتز به استخوان به كار مي رود.(17). مونومرهاي اكريليكي بسيار واكنش پذير بوده و حين پليمريزاسيون گرماي زيادي آزاد مي كند. ميزان آستانه (حد) براي آسيب حرارتي بافت، در اطلاعات مستند در محدده زير تا بالاي براي استخوان مي باشد. دانسته شده است كه اكريليك سبب مرگ سلولهاي استخوان در محل كاشت به خاط گرماي پليمريزاسيون يا اثرات موضعي منومر متيل متا كلريلات كه از مواد خارج مي شود، مي شود. سمي بودن اثر ديگر در زمان كاشت مي باشد كه شامل ارگانهاي مثل شش و قلب مي شود. برخي تغييرات تنفسي قلب در بشر و حيوانات آزمايشي تشريح شده و عمدتاً به خاطر اثرات گردش منومر متيل متا كريلات است. (15)
آمين هاي حلقوي نوع سوم خيلي سمي هستند و تركيب سرطانزا محسوب مي شوند، آنها پس از واكنش با بنزوئيل پراكسيد (BPO) اكسيده شده و به آمينهاي نوع دوم و اكسيدهاي آمين بدل مي شود. به علاوه برخي آمينهاي تغير نيافته رها خواهند شد.
مشكل ديگر سيمان هاي اكريليكي لق شدگي در محل فصل مشترك سيمان- پروتز است. همچنين سيمان اتصال خوبي با استخوان نداشته
تحقیق وپژوهش سيمان استخوان