Nota 1: El autocurado in situ puede ser la fuente de reactivos liberados que pueden causar toxicidad local y / o sistémica como en el caso del monómero liberado del cemento óseo a base de metacrílicos utilizado en cirugía ortopédica.
Nota 2: En odontología, los cementos a base de polímeros también se utilizan como rellenos de caries. Generalmente se curan fotoquímicamente usando radiación UV en contraste con los cementos para huesos. [1]Los cementos óseos se han utilizado con mucho éxito para anclar articulaciones artificiales ( articulaciones de cadera , rodillas , hombros y codos ) durante más de medio siglo. Las articulaciones artificiales (denominadas prótesis) se anclan con cemento óseo. El cemento óseo llena el espacio libre entre la prótesis y el hueso y juega el importante papel de zona elástica. Esto es necesario porque la cadera humana se ve afectada por aproximadamente 10-12 veces el peso corporal y, por lo tanto, el cemento óseo debe absorber las fuerzas que actúan sobre las caderas para garantizar que el implante artificial permanezca en su lugar a largo plazo.
El cemento óseo químicamente no es más que plexiglás (es decir, polimetilmetacrilato o PMMA). El PMMA se utilizó clínicamente por primera vez en la década de 1940 en cirugía plástica para cerrar los huecos del cráneo. Se realizaron pruebas clínicas exhaustivas de la compatibilidad de los cementos óseos con el cuerpo antes de su uso en cirugía . La excelente compatibilidad tisular del PMMA permitió que los cementos óseos se utilizaran para el anclaje de prótesis de cabeza en la década de 1950.
En la actualidad, cada año se realizan varios millones de procedimientos de este tipo en todo el mundo y más de la mitad de ellos utilizan cementos óseos de forma rutinaria, y la proporción está aumentando. El cemento óseo se considera un material de anclaje confiable por su facilidad de uso en la práctica clínica y, en particular, por su probada tasa de supervivencia prolongada con prótesis cementadas. Los registros de cadera y rodilla para reemplazos de articulaciones artificiales como los de Suecia y Noruega [2] demuestran claramente las ventajas del anclaje cementado. Un registro similar para endoprótesis se introdujo en Alemania en 2010. [3]
Composición
Los cementos óseos se proporcionan como materiales de dos componentes. Los cementos óseos consisten en un polvo (es decir, PMMA prepolimerizado o perlas de copolímero de PMMA o MMA y / o polvo amorfo, radiopacificante, iniciador) y un líquido (monómero de MMA, estabilizador, inhibidor). Los dos componentes se mezclan y se produce una polimerización por radicales libres del monómero cuando el iniciador se mezcla con el acelerador. La viscosidad del cemento óseo cambia con el tiempo de un líquido líquido a un estado similar a una masa que se puede aplicar de manera segura y finalmente se endurece en un material sólido endurecido. [4] El tiempo de fraguado se puede adaptar para ayudar al médico a aplicar de forma segura el cemento óseo en el lecho óseo para anclar el dispositivo protésico de metal o plástico al hueso o se puede usar solo en la columna para tratar fracturas osteoporóticas por compresión.
Durante el proceso de polimerización exotérmica por radicales libres, el cemento se calienta. Este calor de polimerización alcanza temperaturas de alrededor de 82 a 86 ° C en el cuerpo. Esta temperatura es más alta que el nivel crítico para la desnaturalización de proteínas en el cuerpo. La causa de la baja temperatura de polimerización en el cuerpo es el revestimiento de cemento relativamente delgado, que no debe exceder los 5 mm, y la disipación de temperatura a través de la gran superficie de la prótesis y el flujo de sangre.
Los componentes individuales del cemento óseo también son conocidos en el área de los materiales de relleno dentales. Los plásticos a base de acrilato también se utilizan en estas aplicaciones. Si bien los componentes individuales no siempre son perfectamente seguros como aditivos farmacéuticos y sustancias activas per se, como cemento óseo las sustancias individuales se convierten o se encierran completamente en la matriz de cemento durante la fase de polimerización desde el aumento de viscosidad hasta el curado. A partir de los conocimientos actuales, el cemento óseo curado ahora se puede clasificar como seguro, como se demostró originalmente durante los primeros estudios sobre compatibilidad con el cuerpo realizados en la década de 1950.
Más recientemente, se ha utilizado cemento óseo en la columna en procedimientos de vertebroplastia o cifoplastia . La composición de este tipo de cemento se basa principalmente en fosfato de calcio y más recientemente en fosfato de magnesio. Se desarrolló una nueva composición de cemento ortopédico biodegradable, no exotérmico y autoestable a base de fosfato de magnesio amorfo (AMP). Se evitó la aparición de reacciones exotérmicas indeseables mediante el uso de AMP como precursor sólido. [5]
Información importante para el uso de cemento óseo
Lo que se conoce como síndrome de implantación de cemento óseo (BCIS) se describe en la literatura. [6] Durante mucho tiempo se creyó que el monómero convertido de forma incompleta liberado del cemento óseo era la causa de reacciones circulatorias y embolia . Sin embargo, ahora se sabe que este monómero (monómero residual) es metabolizado por la cadena respiratoria y se divide en dióxido de carbono y agua y se excreta. Las embolias siempre pueden ocurrir durante el anclaje de articulaciones artificiales cuando se inserta material en el canal femoral previamente despejado. El resultado es un aumento de la presión intramedular, que potencialmente conduce grasa a la circulación.
Si se sabe que el paciente tiene alguna alergia a los componentes del cemento óseo, según los conocimientos actuales, no se debe utilizar cemento óseo para anclar la prótesis. El anclaje sin cemento - colocación de implantes sin cemento - es la alternativa.
Las nuevas formulaciones de cemento óseo requieren caracterización según ASTM F451. [7] Esta norma describe los métodos de prueba para evaluar la velocidad de curado, el monómero residual, la resistencia mecánica, la concentración de peróxido de benzoilo y el desprendimiento de calor durante el curado.
Revisiones
La revisión es el reemplazo de una prótesis. Esto significa que se retira una prótesis previamente implantada en el cuerpo y se sustituye por una nueva. En comparación con la operación inicial, las revisiones suelen ser más complejas y difíciles, porque cada revisión implica la pérdida de sustancia ósea sana. Las operaciones de revisión también son más caras para obtener un resultado satisfactorio. Por tanto, el objetivo más importante es evitar revisiones mediante un buen procedimiento quirúrgico y productos con buenos resultados (a largo plazo).
Desafortunadamente, no siempre es posible evitar las revisiones. [2] [4] También puede haber diferentes razones para las revisiones y existe una distinción entre revisión séptica o aséptica. [8] Si es necesario reemplazar un implante sin la confirmación de una infección, por ejemplo, aséptico, el cemento no se elimina necesariamente por completo. Sin embargo, si el implante se ha aflojado por motivos sépticos, el cemento debe retirarse por completo para eliminar una infección. En el estado actual del conocimiento, es más fácil quitar el cemento que soltar una prótesis sin cemento bien anclada del lecho óseo. En última instancia, es importante para la estabilidad de la prótesis revisada detectar temprano un posible aflojamiento del implante inicial para poder retener la mayor cantidad de hueso sano posible.
Una prótesis fijada con cemento óseo ofrece una estabilidad primaria muy alta combinada con una rápida removilización de los pacientes. La prótesis cementada se puede cargar por completo poco después de la operación porque el PMMA obtiene la mayor parte de su fuerza en 24 horas. [8] La rehabilitación necesaria es comparativamente simple para los pacientes a los que se les ha implantado una prótesis cementada. Las articulaciones se pueden volver a cargar muy pronto después de la operación, pero aún se requiere el uso de muletas durante un período razonable por razones de seguridad.
El cemento óseo ha demostrado ser particularmente útil porque se pueden añadir al componente en polvo sustancias activas específicas, por ejemplo , antibióticos . Los principios activos se liberan localmente después de la colocación del implante de la nueva articulación, es decir, en las inmediaciones de la nueva prótesis y se ha confirmado que reducen el peligro de infección. Los antibióticos actúan contra las bacterias precisamente en el lugar donde se requieren en la herida abierta sin someter al cuerpo en general a niveles innecesariamente altos de antibióticos. Esto hace que el cemento óseo sea un sistema moderno de administración de medicamentos que administra los medicamentos necesarios directamente en el sitio quirúrgico. El factor importante no es la cantidad de sustancia activa en la matriz de cemento, sino la cantidad de sustancia activa que se libera localmente. Demasiada sustancia activa en el cemento óseo sería realmente perjudicial, porque la estabilidad mecánica de la prótesis fija se ve debilitada por una alta proporción de sustancia activa en el cemento. Los niveles de sustancia activa local de los cementos óseos fabricados industrialmente que se forman mediante el uso de cementos óseos que contienen sustancias activas son aproximados (asumiendo que no hay incompatibilidad) y están significativamente por debajo de las dosis de rutina clínica para inyecciones únicas sistémicas.
Ver también
- Osteoplastia : uso de cemento óseo para reducir el dolor.
Referencias
- ^ Vert, Michel; Doi, Yoshiharu; Hellwich, Karl-Heinz; Hess, Michael; Hodge, Philip; Kubisa, Przemyslaw; Rinaudo, Marguerite; Schué, François (2012). "Terminología para polímeros y aplicaciones biorrelacionados (Recomendaciones IUPAC 2012)" (PDF) . Química pura y aplicada . 84 (2): 377–410. doi : 10.1351 / PAC-REC-10-12-04 . S2CID 98107080 .
- ^ a b Hallan, Geir; Espehaug, Birgitte; Furnes, Ove; Wangen, Helge; Høl, Paul J .; Ellison, Peter; Havelin, Leif I. (2012). "¿Todavía hay un lugar para el vástago femoral de titanio cementado? 10.108 casos del Registro Noruego de Artroplastia" . Acta Orthopaedica . 83 (1): 1–6. doi : 10.3109 / 17453674.2011.645194 . PMC 3278649 . PMID 22206445 .
- ^ "Wir über uns" . Endoprothesenregister Deutschland . EPRD Deutsche Endoprothesenregister GmbH. Archivado desde el original el 25 de febrero de 2016 . Consultado el 22 de febrero de 2016 .
- ^ a b Havelin, LI; Espehaug, B .; Vollset, SE; Engesaeter, LB (1995). "El efecto del tipo de cemento en la revisión temprana de las prótesis totales de cadera de Charnley. Una revisión de ocho mil quinientas setenta y nueve artroplastias primarias del Registro Noruego de Artroplastia". La Revista de Cirugía de Huesos y Articulaciones . 77 (10): 1543-1550. doi : 10.2106 / 00004623-199510000-00009 . PMID 7593063 .
- ^ Evaluación de cementos ortopédicos no exotérmicos basados en fosfato de magnesio amorfo (AMP), Biomed. Mater. 11 (2016) 055010, https://dx.doi.org/10.1088/1748-6041/11/5/055010 .
- ^ Br. J. Anaesth. (2009) 102 (1): 12-22. doi: 10.1093 / bja / aen328
- ^ ASTM F451: Especificación estándar para cemento óseo acrílico
- ^ a b Van Tol, Alexander Franciscus; Tibballs, John E .; Roar Gjerdet, Nils; Ellison, Peter (2013). "Investigación experimental del efecto de la rugosidad de la superficie sobre la fuerza de unión al cizallamiento hueso-cemento-implante". Revista del comportamiento mecánico de materiales biomédicos . 28 : 254-262. doi : 10.1016 / j.jmbbm.2013.08.005 . PMID 24004958 .
enlaces externos
- Nota de aplicación que describe cómo medir el monómero residual en el cemento óseo
- Una presentación sobre la reología del cemento óseo