دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
دانشگاه آزاد اسلامی - واحد علوم و تحقیقات
دانشکده مهندسی پزشکی
سمینار درس کامپوزیت
موضوع:
سیمان استخوان
استاد:
جناب آقای دکتر بهرامی
ارائه دهنده :
فاطمه پور عظیم
سیمان استخوان
دراین تحقیق برخی مقالات که از سال 1996 به بعد در ارتباط با سیمان های استخوان مختلف ارائه شده است مورد بررسی قرار گرفته اند.
به طور کلی چهار نوع سیمان استخوان برای کاربردهای ارتوپدی و دندانپزشکی موجود است که دو تاپایه پلیمری و دوتای دیگر سرامیکی دارند که عبارتند از:
- سیمان های اکریلیکی یا سیمان های با پایه پلی متیل متاکریلات PMMA))
- سیمان های با پایه پلی پروپیل فومریت (PPF)
- سیمان های فسفات کلسیم (CPBCS)
- سیمان های گلاس یونومر (glass inomer)
هر کدام از این چهار نوع سیمان خود دارای ترکیبات و فرمولاسیونهای متفاوت بوده که هر کدام خواص مختلف با یکدیگر دارند.
سیمان استخوان PMMA برای کاربردهای کلینیکی وبه منظور اطمینان از تثبیت عضو مصنوعی مفصل در تعویض مفصل ران و زانو مصرف شده است. سیمان استخوان در اصل از پودر پلی متیل متاکریلات و مایع مونومرمتیل متاکریلات تهیه می شود.
بخش مایع (20 میلی لیتر)
متیل متاکریلات (مونومر)
4/97 درصد حجمی
ان وان دی متیل پلی تولوئیدن
6/2 درصد حجمی
هیدورکئینون
1575 قسمت در میلیون
بخش پودر جامد (40 گرم)
پلی متیل متا کریلات
15 درصد وزنی
کوپلیمر متیل متاکریلات - استیرن
75 درصد وزنی
باریم سولفید
10 درصد وزنی
دی بنزوئیل پراکسید
درحد بسیار اندک
هیدور کئینون از پلیمریزاسیون سریع جلوگیری می کند. پلیمریزاسیون سریع تحت شرایط خاصی به وقوع می پیوندد. مثلاً قرار گرفتن در معرض نور بالارفتن درجه حرارت و امثال آن می تواند سبب پلیمریزاسیون نابهنگام شود.
ان وان دی متیل- تولوئیدین برای ترویج یا شتاب بخشیدن عملیات اصلاح سازی سرد به ترکیب نهایی اضافه می شود. (عامل پخت cold curing). واژه اصلاح سازی سرد به این منظور به کار می رود که تفاوت شرایط اجرای عملیات باوضعیت کار در دمای بالا و فشار زیاد (مثل روش قالب گیری تحت فشار و دمای بالا جهت ساخت اجزاء دندانی در دندانسازی ها) مشخص گردد. قسمت مایع از طریق گذراندن از صافی به خوبی سترون می شود. بخش جامد ماده نیز پودری سفید و بسیار ریز است.
هنگامی که پودر و مایع با یکدیگر مخلوط می شوند مایع مونومر از طریق فرایند پلیمریزاسیون اضافی، عمل پلیمریزاسیون را انجام می دهد. دی بنزوئیل پراکسید که نقش فعال کننده را به عهده دارد با پودر مخلوط شده و با مونومر واکنش انجام می دهد تا یک رادیکال مونومر را تشکیل دهد. این رادیکال مونومر سپس به مونومر دیگری هجوم می برد تا یک رادیکال دیمر تشکیل دهد. فرایند ادامه می یابد تا مولکولهای زنجیر- طویل تولید شود. مایع مونومر سطح ذرات پودر پلیمر را خیس می کند و آنها را پس از پلیمریزاسیون به یکدیگر مرتبط و متصل می سازد و یک حالت خمیری به وجود می آید که به حفره تزریق می شود. و پوتوز روی سیمان همانند شکل (1) جداداده می شود.
خواص سیمان استخوان می تواند توسط عوامل داخلی و خارجی تحت تأثیر قرار گیرد که شامل:
عوامل داخلی :
ترکیب مونومر و پلیمر
اندازه، شکل و توزیع ذرات پودر : درجه پلیمریزاسیون
نسبت مایع به پودر
عوامل خارجی
محیط مخلوط کردن: درجه حرارت ، رطوبت، نوع ظرف
روش مخلوط کردن: آهنگ و تعداد زدن با همزن (کاردک)
محیط اصلاح سازی: درجه حرارت، رطوبت، فشار، سطح تماس، (بافت، هوا، آب و….)
مهمترین عامل تعیین کننده خواص سیمان استخوان اکریلیکی را می توان تخلخل ایجاد شده در خلال عملیات اصلاح سازی دانست، حفره های بزرگ (با قطر چند میلیمتر) سبب تضعیف خواص مکانیکی می شود. بخار مونومر و هوای محبوس شده در خلال مخلوط کردن دو دلیل بروز تخلخل در مخلوط است . با استفاده از اعمال خلاء و قرار دادن مخلوط مونومر و پودر تحت نیروی گریز از مرکز (سانتریفوژ) خلال مخلوط کردن می توان تخلخل را کاهش داد. در هر حال هر دو روش مذکور معایبی را مثل دشواری مخلوط کردن هنگامی که خلاء اعمال می شود و جدایش اجزاء مخلوط وقتی که نیروی گریز از مرکز به کار می رود و دربر دارد و گذشته
از آن نیاز به تجهیزات اضافی نیز وجود دارد. تخلخل همچنین می تواند با کاهش دمای تولید شده حین پلیمریزاسیون کاهش یابد.(1)
به طور کلی وظیفه اصلی سیمان توزیع تنش روی نواحی تماس بین استخوان و پروتز است در واقع به عنوان یک فاز بینابین پروتز فلزی با مدول بالا و استخوان است. و برای انتقال و توزیع بارهای وزن بدن و بارهای سیکلی به خاطر حرکت های حین راه رفتن از پروتز به استخوان به کار می رود.(17). مونومرهای اکریلیکی بسیار واکنش پذیر بوده و حین پلیمریزاسیون گرمای زیادی آزاد می کند. میزان آستانه (حد) برای آسیب حرارتی بافت، در اطلاعات مستند در محدده زیر تا بالای برای استخوان می باشد. دانسته شده است که اکریلیک سبب مرگ سلولهای استخوان در محل کاشت به خاط گرمای پلیمریزاسیون یا اثرات موضعی منومر متیل متا کلریلات که از مواد خارج می شود، می شود. سمی بودن اثر دیگر در زمان کاشت می باشد که شامل ارگانهای مثل شش و قلب می شود. برخی تغییرات تنفسی قلب در بشر و حیوانات آزمایشی تشریح شده و عمدتاً به خاطر اثرات گردش منومر متیل متا کریلات است. (15)
آمین های حلقوی نوع سوم خیلی سمی هستند و ترکیب سرطانزا محسوب می شوند، آنها پس از واکنش با بنزوئیل پراکسید (BPO) اکسیده شده و به آمینهای نوع دوم و اکسیدهای آمین بدل می شود. به علاوه برخی آمینهای تغیر نیافته رها خواهند شد.
مشکل دیگر سیمان های اکریلیکی لق شدگی در محل فصل مشترک سیمان- پروتز است. همچنین سیمان اتصال خوبی با استخوان نداشته و معمولاً باعث شکست می شود. با پوشش دادن پروتز با سیمان استخوان یا پلیمر PMMA لق شدگی سیمان- پروتز کاهش می یابد زیرا پوشش دادن باعث اتصال خوب بین سیمان و پروتز می شود.
