Koštani cement

Koštani cement je dvokomponentni medicinski materijal prvobitno razvijen za upotrebu u stomatološkoj hirurgiji,^[1] koji se sastoji od praha i tečnosti.^[2] Uprkos naizgled jednostavnom sastavu ove dve komponente, koštani cementa su zapravo složen sistem materijala koji obavlja brojne funkcije na mestu u telu nakon implantacije. Glavni zadatak ovog cementa je da fiksira implantante i prenosi sile koje deluju sa implantata na kost i obrnuto. Ova karakteristika koštanog cementa određuje dugoročnu stabilnost implantanta.^[3] Ono što je posebno važno jeste preplitanje kosti i cementa, što je, između ostalog, određeno stanjem sunđerastog sloja pacijenta. Hemijski, to je polimerni metil metakrilat (PMMA).^[3] Kako bi se sprečile moguća infekcija koštanom cementu se dodaje antibiotik gentamicin. Prilikom implantacije endoproteza nakon infekcija zglobova, koštanom cementu se mogu dodati mešavine antibiotika posebno prilagođenim pacijentu. U ovom slučaju, PMMA koštani cementi preuzimaju i funkciju lokalnog nosača antibiotika (kao sistem za isporuku lekova).

Da bi se cement mogao radiološki prikazati, metodom snimanja, tokom i nakon hirurške intervencije, meša se sa kontrastnim sredstvom ( kao što su cirkonijum dioksid ili barijum- sulfat) čijim dodavanjem se cement može učiniti vidljivim na rendgenskim snimcima ili u kompjuterskoj tomografiji.

Generalno, koštani cement je neophodan za fiksiranje veštačkih zglobova. Koštani cement stvara najveću moguću primarnu stabilnost između površine proteze i kosti . Prednost upotrebe koštanog cementa u hirurgiji proteza je brza remobilizacija pacijenata; Umetnuta endoproteza je potpuno elastična nakon operacije. Nedostatak je što uklanjanje koštanog cementa može biti teško prilikom promene implantanta.^[4] Međutim, ovo se odnosi i na implantante koji su fiksirani bez cementa i dobro urastu s kosti. Obe vrste fiksiranja rezultuju oštećenjem kosti, pa čak ikod perioperativnih preloma kada se implantant eksplantira. Zbog toga se sve više praktikuju primena revizije cementa u cementu kako bi oštećenje kosti bilo što manje moguće.^[5]

Opšte informacije

Koštani cementi se veoma uspešno koriste za ankerisanje (fiksiranje) veštačkih zglobova (kukova, kolena, ramena i laktova) više od pola veka. Teško da danas postoje rutinske procedure u hirurgiji koje su uspešnije od ankerisanja veštačkih zglobova ( proteza) koštanim cementom. Sam koštani cement ispunjava slobodan prostor između proteze i kosti i preuzima važnu ulogu kao neka vrsta elastične zone. Ovo je neophodno jer ljudski kuk nosi otprilike 10 do 12 puta veću telesnu težinu i stoga koštani cement mora da ublaži sile koje deluju na kuk tako da se veštački implantant zadržava duže vreme.

U dugoročnim posmatranjima skandinavskih endoprotetičkih registara nađene su razlike između cementiranih i necementiranih ankera, npr. zglob kuka se može prikazati u odnosu na vreme stajanja i/ili komorbiditete. U Norveškoj, na primer, stopa preživljavanja cementiranih proteza je veća od one bez cementa. I u Švedskoj je procenat postupaka u kojima nije bila potrebna revizija veći kod fiksiranja cementom.

Primena

Pomešane komponente koštanog cementa stvrdnjavaju seza oko 9 do 13 minuta, u zavisnosti od temperature okoline. Kako se polimerizacija povećava, temperatura se takođe povećava, i do 70°S, što može oštetiti okolno tkivo. Telo bi počelo da razgrađuje oštećeno tkivo. Dugo vremena, kratkoročni temperaturni vrh tokom procesa očvršćavanja smatran je glavnim razlogom za septičko labavljenje. Ovo se može popraviti hirurškim zahvatom koji je što precizniji tako da se moraju koristiti samo vrlo tanki slojevi cementa, tako da se stvara manje toplote.

Materijal je prvi put korišćen klinički 1940-ih u plastičnoj hirurgiji da bi se zatvorile praznine u krovu lobanje . Ovoj hirurškoj primeni prethodile su opsežne kliničke studije o toleranciji tela na koštane cemente. Zbog optimalne tkivne kompatibilnosti PMMA, koštani cementi su korišćeni za fiksiranje proteza za glavu 1950-ih .

Danas se u svetu svake godine uradi nekoliko miliona ovakvih zahvata, a koštani cement se rutinski koristi u više od polovine njih. Zbog praktičnog i lakog rukovanja koštanim cementima u kliničkoj praksi, a posebno zbog dokazano dugog veka trajanja cementiranih proteza, koštani cement se smatra pouzdanim materijalom za ankerisanje. U Nemačkoj je 2011. godine uveden i registar endoproteza.

Novija primena koštanog cementa je stabilizacija slomljenih pršljenova kod osteoporoze ili u slučaju metastaza malignih bolesti.

U Berlinu medicinski tehničari i lekari trenutno rade na implementaciji kliničke primene koštanog cementa koji je vidljiv i na tomografu magnetne rezonance u okviru projekta koji finansiraju Berlinska tehnološka fondacija i EU ( ERDF ) , tako da će buduće operacije u kojima se koristi koštani cement biti moguće izvoditi bez izlaganja (rendgenskom) zračenju pacijenta, lekara i drugo osoblje.

Satav i karakteristike

Hemijski, koštani cement je dvokomponentni sistem praha i tečnosti koji sadrži PMMA. Koštani cement je čvrsti materijal nalik staklu koji se od tada koristi na razne načine kao pleksiglas (= polimetil metakrilat (PMMA) ).

Koštani cementi se isporučuju kao dvokomponentni materijali, koji se sastoje od praha i tečnosti. Ove dve komponente se mešaju zajedno i stvara se homogeno testo. Ova cementna mešavina se zatim naliva na kost. Zatim se proteza pažljivo ugrađuje u cementnu masu. Viskoznost cementne paste se zatim povećava sve dok se materijal ne stvrdne u čvrstu matricu. Ova vrsta ankerisanja trajno fiksira novi veštački zglob – protezu.

Kao što je poznato, u toku ovog postupka oslobađa se energija u obliku toplote kako se cement stvrdnjava. Ova toplota polimerizacije dostiže temperaturu od približno 42–46°S u telu. To znači da je razvoj temperature ispod kritičnog opsega za telesne proteine. Razlog za ovako nisku temperaturu polimerizacije u telu je relativno tanak sloj cementa, koji ne bi trebalo da prelazi 5 mm, kao i distribucija temperature preko velike površine proteze i krvotoka.

Pojedinačne komponente koštanog cementa uključuju: poznat materijal iz oblasti primene materijala za ispunu zuba, kao što je plastika na bazi akrilata. Dok pojedinačne komponente nisu uvek bezopasne kao farmaceutski pomoćni i aktivni sastojci, u koštanom cementu korišćene supstance se ili pretvaraju ili potpuno zatvaraju u cementnom matriksu tokom faze polimerizacije od povećanja viskoziteta do očvršćavanja. Stvrdnuti koštani cement se stoga može klasifikovati kao bezopasan iz današnje perspektive, što su već pokazala rana istraživanja o toleranciji tela iz 1950-ih.

Neželjena dejstva

U literaturi je opisan takozvani sindrom koštanog cementa. Dugo se verovalo da je nepotpuno pretvoreni monomer oslobođen iz koštanog cementa uzrok cirkulatornih reakcija i embolija . Međutim, pokazalo se da se ovaj monomer (rezidualni monomer) dokazano metaboliše preko respiratornog lanca i deli na ugljen-dioksid i vodu i tako izlučujeiz organizma. Embolije se mogu javiti prilikom ankerisanja veštačkih zglobova kada se materijal ubaci u prethodno uklonjenu butnu kost, jer tada dolazi do povećanja intramedularnog pritiska.

Prema sadašnjim saznanjima, ako postoji dokazana alergija na komponente koštanog cementa, koštani cement ne treba koristiti za fiksiranje proteza. Alternativno, ankerisanje se može obaviti bez implantacije i bez cementa drugim metodama.

Revizija proteza fiksirane cementom

Revizija proteze je hirurškametoda kojom se vrši zamena proteza koja su prethodni ugrađene u telo drugom (novom) protezom. U poređenju sa početnim operacijama, revizije su često složenije (operacije) i teže, jer se zdrava koštana supstanca prirodno gubi sa svakom revizijom. Revizijske operacije podrazumevaju i veće troškove kako bi se postigao zadovoljavajući hirurški rezultat. Krajnji cilj je stoga uvek izbegavanje revizije dobro urađenom operacijom i korišćenjme proizvoda sa dobrim (dugoročnim) rezultatima.

Danas se revizije ne mogu uvek izbeći, i one mogu biti prema uzroku:

Septičke revizije, ako se implantat septički olabavi, kod ove revizaaije cement se mora radikalno ukloniti.

Aseptičke revizije, ako implantant treba da se promeni bez dokaza o infekciji (aseptično) onda se prvobitni cement na uklanja potpuno.

Prema trenutnim saznanjima, uklanjanje cementa je lakše postići nego uklanjanje dobro postavljene proteze bez cementa iz koštanog ležišta. Konačno, za stabilnost revidirane proteze, važno je otkriti moguće popuštanje inicijalnog implantanta u ranoj fazi kako bi se očuvala što je moguće više zdrava kost.

Proteza fiksirana koštanim cementom obezbeđuje veoma visoku primarnu stabilnost u kombinaciji sa brzom remobilizacijom pacijenta. Odmah nakon operacije, cementirana proteza je potpuno elastična. Pacijenti kojima je ugrađena cementna proteza obavljaju potrebnu rehabilitaciju relativno bez problema. Stres na zglobovima je ponovo moguć ubrzo nakon procedure; upotreba pomagala za hodanje i za ublažavanje naprezanja tokom određenog vremenskog perioda što je neophodno iz bezbednosnih razloga.

Koštani cement se pokazao posebno korisnim jer komponenta praha sadrži ciljane aktivne sastojke, npr. a ntibiotike koji se mogu mešati. Nakon implantacije novog zgloba, ovi aktivni sastojci se oslobađaju lokalno, odnosno direktno u neposrednoj blizini nove proteze, i na taj način vidljivo smanjuju rizik od infekcija. Ovo čini koštani cement savremenim sistemom za isporuku lekova - lokalnim nosačem lekova koji se koristi direktno u hirurškom polju.

Međutim, ono što je važno nije koliko je aktivnog sastojka sadržano u cementnoj matrici, već koliko se aktivnog sastojka koji se koristi stvarno oslobađa lokalno. Previše aktivnog sastojka u koštanom cementu bi zapravo bilo štetno, jer je mehanička stabilnost fiksne proteze oslabljena velikim količinama aktivnog sastojka u cementu. Lokalni nivoi aktivnih sastojaka industrijski proizvedenih koštanih cementa, koji se stvaraju kada se koriste koštani cementi koji sadrže aktivne sastojke, su bezopasni (pod uslovom da nema netolerancije) i znatno su ispod kliničkih rutinskih doza za sistemske pojedinačne injekcije.

Anesteziološki aspekti

Sa anesteziološke tačke gledišta, treba napomenuti da prilikom uvođenja koštanog cementa može doći do pada krvnog pritiska i pada zasićenja krvi kiseonikom. Postoje različite teorije o tome šta uzrokuje ove pojave. Smatra se da ovu pojavu uzrokuje:

direktno dejstvo vazodilatacionog efekata koštanog cementa,
stvaranje mikroembousa, što rezultuje padom zasićenosti kiseonikom može se objasniti mikroembolijama,
preraspodele plućnog krvotoka, što povećava zapreminu šanta , odnosno udeo krvi koja napušta pluća bez kontakta sa kiseonikom.

Važno je napomenuti da se ovaj fenomen javlja samo kada se cement polimerizuje (neposredno pre kraja očvršćavanja). Ovo rezultuje termodinamičkom (egzotermnom) reakcijom u kojoj se tokom polimerizacije formiraju vrući gasovi. Oni zatim ulaze u krvotok i izdišu se kroz pluća. Ovo dovodi do opasne vaskularne dilatacije u malom ili plućnom cirkulatornom sistemu, što na kraju može dovesti do akutne insuficijencije desnog srca.

Vidi još

Zubni cement

Izvori

^ Dimitrijević, B., Bengherbia, N., Stefanović, P. (1994) Lečenje traumatskih preloma donjoviličnog ugla. Stomatološki glasnik Srbije, S41: 25-29
^ Vujošević, L., Stamenković, D., Obradović-Đuričić, K., Pavlović, G., Popović, G. (1997) Stomatološki materijali. Beograd: Medicinska knjiga
^ ^a ^b Breusch, S. J.; Kühn, K.-D. (2003-01-01). „Knochenzemente auf Basis von Polymethylmethacrylat”. Der Orthopde. 32 (1): 41—50. ISSN 0085-4530. doi:10.1007/s00132-002-0411-0.
^ Perović, J. (2001) Oralna implantologija. Beograd: Tekom
^ A. B. Imhoff: . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58706-1

Spoljašnje veze

Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje
u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja).

[1] Dimitrijević, B., Bengherbia, N., Stefanović, P. (1994) Lečenje traumatskih preloma donjoviličnog ugla. Stomatološki glasnik Srbije, S41: 25-29

[2] Vujošević, L., Stamenković, D., Obradović-Đuričić, K., Pavlović, G., Popović, G. (1997) Stomatološki materijali. Beograd: Medicinska knjiga

[:0-3] Breusch, S. J.; Kühn, K.-D. (2003-01-01). „Knochenzemente auf Basis von Polymethylmethacrylat”. Der Orthopde. 32 (1): 41—50. ISSN 0085-4530. doi:10.1007/s00132-002-0411-0.

[4] Perović, J. (2001) Oralna implantologija. Beograd: Tekom

[5] A. B. Imhoff: . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58706-1

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]