बोन सीमेंट

आधी सदी से भी अधिक समय से कृत्रिम जोड़ों (कूल्हे के जोड़, घुटने के जोड़, कंधे के जोड़ और कोहनी के जोड़) को ठीक करने के लिए अस्थि सीमेंट का सफलता पूर्वक उपयोग किया जाता रहा है। कृत्रिम जोड़ों (जिन्हें कृत्रिम अंग कहा जाता है) को अस्थि सीमेंट से जोड़ा जाता है। अस्थि सीमेंट, कृत्रिम अंग और हड्डी के बीच मुक्त स्थान भरता है और एक (लोचदार क्षेत्र घुटना) महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह आवश्यक है क्योंकि मानव कूल्हे पर शरीर के वजन का लगभग 10-12 गुना काम किया जाता है और इसलिए अस्थि सीमेंट को कूल्हों पर काम करने वाली ताकतों को अवशोषित करना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कृत्रिम प्रत्यारोपण लंबे समय तक बना रहे।

अस्थि सीमेंट रासायनिक रूप से प्लेक्सीग्लास (यानी पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट) या PMMA से ज्यादा कुछ नहीं है। खोपड़ी में अंतराल को बंद करने के लिए कृत्रिम शल्य चिकित्सा में 1940 के दशक में पहली बार पॉली (मिथाइल मेथैक्रिलेट) का चिकित्सकीय उपयोग किया गया था। शल्यचिकित्सा में उनके उपयोग से पहले शरीर के साथ अस्थि सीमेंट की अनुकूलता के व्यापक नैदानिक ​​परीक्षण किए गए थे। PMMA की उत्कृष्ट ऊतक संगतता ने 1950 के दशक में सिर के कृत्रिम अंग के जकड़ के लिए अस्थि सीमेंट का उपयोग करने की अनुमति दी।

आज इस प्रकार की लाखों प्रक्रियाएं पूरी दुनिया में हर साल आयोजित की जाती हैं और उनमें से आधे से अधिक नियमित रूप से अस्थि सीमेंट का उपयोग करती हैं। अस्थि सीमेंट को नैदानिक कार्य में उपयोग से आसानी के साथ एक विश्वसनीय जकड़ सामग्री माना जाता है (और विशेष रूप से सीमेंटेड-जोड़ के साथ इसकी सिद्ध लंबी उत्तरजीविता दर के कारण)। स्वीडन और नॉर्वे में कृत्रिम संयुक्त प्रतिस्थापन के लिए कूल्हा और घुटने रजिस्टर सीमेंटेड-इन एंकरेज के फायदों को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है। जर्मनी में 2010 में एंडोप्रोस्थेसिस के लिए एक समान रजिस्टर पेश किया गया था।

रचना
अस्थि सीमेंट दो-घटक सामग्री के रूप में प्रदान किए जाते हैं। अस्थि सीमेंट में एक चूर्ण(यानी, प्री-पोलीमराइज्ड PMMA और या PMMA या मिथाइल मेथाक्रायलेट को-पॉलीमर बीड्स और या अनाकार पाउडर, रेडियो-ओपेसीफायर, इनिशिएटर) और एक तरल (MMA मोनोमर, स्टेबलाइजर, इनहिबिटर) होता है। दो घटक मिश्रित होते हैं और मोनोमर का एक मुक्त कट्टरपंथी पोलीमराइज़ेशन तब होता है जब प्रारंभकर्ता को त्वरक के साथ मिलाया जाता है। हड्डी सीमेंट की चिपचिपाहट समय के साथ बहते तरल से आटे जैसी अवस्था में बदल जाती है जिसे सुरक्षित रूप से लगाया जा सकता है और फिर अंत में ठोस कठोर सामग्री में कठोर हो जाता है। ऑस्टियोपोरोटिक संपीड़न फ्रैक्चर के इलाज के लिए चिकित्सक को हड्डी के बिस्तर में हड्डी के सीमेंट को सुरक्षित रूप से लगाने में मदद करने के लिए निर्धारित समय को धातु या प्लास्टिक प्रोस्थेटिक डिवाइस से जोड़ा जा सकता है या रीढ़ की हड्डी में अकेले इस्तेमाल किया जा सकता है।

उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया फ्री-रेडिकल पोलीमराइज़ेशन प्रक्रिया के दौरान बोन सीमेंट गर्म होता है, जो शरीर में लगभग 82-86 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुँच जाता है, जो शरीर में प्रोटीन विकृतीकरण के लिए महत्वपूर्ण स्तर से अधिक तापमान होता है। यह कम पोलीमराइज़ेशन तापमान अपेक्षाकृत पतली सीमेंट कोटिंग द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो 5 मिमी से अधिक नहीं होना चाहिए, और बड़े प्रोस्थेसिस सतह और रक्त के प्रवाह के माध्यम से तापमान अपव्यय।

दंत भराव सामग्री के क्षेत्र में हड्डी सीमेंट के अलग-अलग घटकों को भी जाना जाता है। इन अनुप्रयोगों में एक्रिलेट-आधारित प्लास्टिक का भी उपयोग किया जाता है। जबकि अलग-अलग घटक हमेशा फार्मास्युटिकल एडिटिव्स और सक्रिय पदार्थों के रूप में पूरी तरह से सुरक्षित नहीं होते हैं, अस्थि सीमेंट के रूप में अलग-अलग पदार्थ या तो परिवर्तित हो जाते हैं या पूरी तरह से सीमेंट मैट्रिक्स में पोलीमराइजेशन चरण के दौरान चिपचिपाहट में वृद्धि से इलाज के लिए संलग्न होते हैं। वर्तमान ज्ञान से, ठीक की गई हड्डी के सीमेंट को अब सुरक्षित के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसा कि मूल रूप से 1950 के दशक में किए गए शरीर के साथ संगतता पर प्रारंभिक अध्ययन के दौरान प्रदर्शित किया गया था।

हाल ही में रीढ़ की हड्डी में या तो कशेरुकसंधान प्रक्रियाओं में हड्डी सीमेंट का उपयोग किया गया है। इस प्रकार के सीमेंट की संरचना ज्यादातर कैल्शियम फॉस्फेट और हाल ही में मैग्नीशियम फॉस्फेट पर आधारित है। अनाकार मैग्नीशियम फॉस्फेट (एएमपी) पर आधारित एक उपन्यास बायोडिग्रेडेबल, गैर-एक्सोथर्मिक, स्व-सेटिंग आर्थोपेडिक सीमेंट संरचना विकसित की गई थी। ठोस अग्रदूत के रूप में एएमपी का उपयोग करके अवांछनीय एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की घटना से बचा गया।

बोन सीमेंट के उपयोग के लिए महत्वपूर्ण जानकारी जिसे बोन सीमेंट इम्प्लांटेशन सिंड्रोम (BCIS) कहा जाता है, साहित्य में वर्णित है। लंबे समय तक यह माना जाता था कि हड्डी सीमेंट से जारी अपूर्ण रूप से परिवर्तित मोनोमर संचलन प्रतिक्रियाओं और उपापचय का कारण था। हालांकि, अब यह ज्ञात है कि यह मोनोमर (अवशिष्ट मोनोमर) श्वसन श्रृंखला द्वारा चयापचय होता है और कार्बन डाइआक्साइड और पानी में विभाजित होता है और उत्सर्जित होता है। दिल का आवेश हमेशा कृत्रिम जोड़ों के एंकरेज के दौरान हो सकता है जब सामग्री को पहले से साफ ऊरु नहर में डाला जाता है। नतीजा इंट्रामेडुलरी दबाव में वृद्धि है, संभावित रूप से संचलन में वसा चला रहा है।

यदि रोगी को हड्डी सीमेंट के घटकों से कोई एलर्जी है, तो वर्तमान ज्ञान के अनुसार कृत्रिम अंग को लंगर डालने के लिए हड्डी सीमेंट का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। सीमेंट के बिना एंकोरेज - सीमेंट मुक्त इम्प्लांट प्लेसमेंट - विकल्प है।

एएसटीएम एफ451 के अनुसार नए बोन सीमेंट योगों के लक्षण वर्णन की आवश्यकता है। यह मानक इलाज दर, अवशिष्ट मोनोमर, यांत्रिक शक्ति, बेंज़ोयल पेरोक्साइड एकाग्रता, और इलाज के दौरान गर्मी के विकास का आकलन करने के लिए परीक्षण विधियों का वर्णन करता है।

संशोधन
संशोधन एक कृत्रिम अंग का प्रतिस्थापन है। इसका मतलब यह है कि शरीर में पहले से लगाए गए कृत्रिम अंग को हटा दिया जाता है और उसकी जगह एक नया कृत्रिम अंग लगा दिया जाता है। प्रारंभिक शल्य क्रिया की तुलना में संशोधन प्रायः अधिक जटिल और अधिक कठिन होते हैं, क्योंकि प्रत्येक संशोधन में अलक्षणी हड्डी का नुकसान होता है। संतोषजनक परिणाम के लिए संशोधन शल्य क्रिया भी अधिक महंगा है। इसलिए सबसे महत्वपूर्ण उद्देश्य अच्छी शल्य प्रक्रिया का उपयोग करके और अच्छे (दीर्घकालिक) परिणामों वाले उत्पादों का उपयोग करके संशोधन से बचना है।

दुर्भाग्य से, संशोधनों से बचना हमेशा संभव नहीं होता है। संशोधन के अलग-अलग कारण भी हो सकते हैं और विषाक्त या पूतिहीन संशोधन के बीच अंतर है। यदि किसी संक्रमण की पुष्टि के बिना प्रत्यारोपण को बदलना आवश्यक है - उदाहरण के लिए, सड़न रोकनेवाला - सीमेंट को पूरी तरह से हटाया नहीं जाता है। हालांकि, यदि प्रत्यारोपण सेप्टिक कारणों से ढीला हो गया है, तो संक्रमण को दूर करने के लिए सीमेंट को पूरी तरह से हटा दिया जाना चाहिए। ज्ञान की वर्तमान स्थिति में हड्डी की साइट से एक अच्छी तरह से लंगर वाली सीमेंट मुक्त कृत्रिम अंग को छोड़ने की तुलना में सीमेंट को हटाना आसान है। अंतत: संशोधित प्रोस्थेसिस की स्थिरता के लिए प्रारंभिक प्रत्यारोपण के संभावित ढीलेपन का जल्द से जल्द पता लगाना महत्वपूर्ण है ताकि अधिक से अधिक स्वस्थ हड्डी को बनाए रखा जा सके।

हड्डी सीमेंट के साथ तय किया गया एक कृत्रिम अंग रोगियों के तेजी से पुनर्निर्माण के साथ संयुक्त रूप से उच्च प्राथमिक स्थिरता प्रदान करता है। शल्य क्रियाके तुरंत बाद सीमेंटेड-इन प्रोस्थेसिस को पूरी तरह से लोड किया जा सकता है क्योंकि पीएमएमए 24 घंटे के भीतर अपनी अधिकांश ताकत प्राप्त कर लेता है। आवश्यक पुनर्वास उन रोगियों के लिए तुलनात्मक रूप से सरल है, जिनके पास सीमेंटेड-इन प्रोस्थेसिस प्रत्यारोपित किया गया है।  शल्य क्रियाके तुरंत बाद जोड़ों को फिर से लोड किया जा सकता है, लेकिन सुरक्षा कारणों से उचित अवधि के लिए बैसाखी का उपयोग अभी भी आवश्यक है।

बोन सीमेंट विशेष रूप से उपयोगी साबित हुआ है क्योंकि विशिष्ट सक्रिय पदार्थ, उदा। एंटीबायोटिक दवाओं, पाउडर घटक में जोड़ा जा सकता है। सक्रिय पदार्थ नए जोड़ के प्रत्यारोपण प्लेसमेंट के बाद स्थानीय रूप से जारी किए जाते हैं, यानी नए कृत्रिम अंग के तत्काल आसपास के क्षेत्र में और संक्रमण के खतरे को कम करने की पुष्टि की गई है। एंटीबायोटिक्स बैक्टीरिया के खिलाफ ठीक उसी जगह पर काम करते हैं जहां उन्हें खुले घाव में शरीर को अनावश्यक रूप से उच्च एंटीबायोटिक स्तरों के अधीन किए बिना आवश्यक होता है। यह बोन सीमेंट को प्रशासन का एक आधुनिक मार्ग बनाता है जो आवश्यक दवाओं को सीधे सर्जिकल साइट पर पहुंचाता है। महत्वपूर्ण कारक यह नहीं है कि सीमेंट मैट्रिक्स में कितना सक्रिय पदार्थ है बल्कि यह है कि सक्रिय पदार्थ का कितना हिस्सा वास्तव में स्थानीय रूप से जारी किया जाता है। हड्डी सीमेंट में बहुत अधिक सक्रिय पदार्थ वास्तव में हानिकारक होगा, क्योंकि निश्चित कृत्रिम अंग की यांत्रिक स्थिरता सीमेंट में सक्रिय पदार्थ के उच्च अनुपात से कमजोर होती है। औद्योगिक रूप से निर्मित हड्डी सीमेंट का स्थानीय सक्रिय पदार्थ स्तर जो हड्डी सीमेंट के उपयोग से बनता है जिसमें सक्रिय पदार्थ होते हैं (यह मानते हुए कि कोई असंगति नहीं है) और प्रणालीगत एकल इंजेक्शन के लिए नैदानिक ​​​​नियमित खुराक से काफी नीचे हैं।

यह भी देखें

 * ऑस्टियोप्लास्टी - दर्द कम करने के लिए बोन सीमेंट का उपयोग

बाहरी संबंध

 * Application note describing how to measure residual monomer in bone cement
 * A presentation on the rheology of bone cement