骨科利器骨水泥-毒否？

Zhaojunchao404 2021-02-21

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第一部分师出名门

1933年，名闻天下的德国化学家，发明家（80多项自主专利）和大企业家Otto Karl Julius Röhm合成聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），即传说中的骨水泥，同一年注册商标Plexiglas（出口时商标为Plexiglass) 并且申请专利,这就是很多欧美外科医生在讲课和手术时说plexiglas/plexiglass的由来。这种古水泥一开始并不是应用在骨科，首先在口腔科（补牙）和脑外科（填充颅骨缺损）。

他当时在德国成立的公司叫Röhm und Haas chemical company,雇佣员工1800人，年利润2200万马克，后来历经第二次大战洗礼，公司花开两朵，一支在美国改名The Rohm and Haas公司，后来演变成陶氏化学公司（The Dow Chemical Company），美国第二大化工公司，世界第三大化学公司。2015年陶氏化学公司跟杜邦公司合并，成为世界第一大化学公司。留在德国一脉即Röhm GmbH,后来更名为赢创工业集团Evonik Industries AG，是闻名世界的特种化工集团，营业额超过百亿欧元，员工36000多人，在100多个国家和地区设立分公司。如果说欧洲有老钱有文化的家族， Röhm应该算一家。

Otto Karl Julius Röhm 1876-1939

第二次世界大战期间这种材料在战场上广泛应用

本是同根生

第二部分曼彻斯特

我们在人工髋关节120年讲到人工髋关节之父John Charnley在曼彻斯特牙医学院口腔系Henry Atkinson和Dennis C. Smith等帮助下，经过不断实践，于1958年第一次成功将骨水泥用于人工髋关节，这种探索的过程是异常艰辛的，他们还专程跑到美国麻省理工学院拜访了材料大牛Dietz 和 McGarry，在他们指导下进行了一系列基础研究和测试，绝不是一拍脑袋就成了，哈佛医学院图书馆有专门描写这个艰苦探索过程的文章，因为涉及到太多化学知识，在此不做详细阐述。无论如何从此骨水泥开始兴旺于关节置换领域。Charnley能有这样的成就从某种方面感谢他的父亲是一名化学家和牙科医生，而且毕业于曼彻斯特牙医学院，因此Charnley到口腔实验室就是回娘家的感觉。

此时大英帝国已经破译了德国骨水泥配方，John Charnley使用的骨水泥还是供应强大的曼彻斯特牙医院的Nu-life dental cement，这种骨水泥由当地的CMW 实验室生产，随着曼彻斯特成为全世界一流人工髋关节置换中心，朝圣学习参观者排到了三年以后，CMW实验室也牛气冲天成为了CMW公司，并且与时俱进进行了性能改良，一跃成为John Charnley人工髋关节的绝对伴侣。20世纪60年代随着江湖大盗，AO始祖Muller将“独立知识产权“的人工髋关节卖到美国，CMW骨水泥也占领了美国市场，但由于不规范使用骨水泥，涌现了肺栓塞病人死亡的事件。美国FDA责成CMW公司公布其骨水泥配方，并且向FDA申请批准。CMW拒绝透露其商业秘密（你爱用不用，老子有的是地方卖），导致美国FDA独立立法，制定了人工关节等体内植入材料的规章制度，从此也开始了人工关节和骨水泥研发热潮。美国有最强大的大学，最强大的工业基础，这点事情不算难事，奋起直追，一跃走到了前列，CMW公司前景黯淡，于1994年被老美的Depuy收购。聪明的Depuy枪口一转，对外宣传他们的骨水泥继承了CMW和人工髋关节之父的衣钵，是江湖最正宗，因此价格最贵，商人重利轻离别，这些漫天盖地的宣传，你懂的。造De成了NNu-Life dental cementu-Life dental cement manufactured by CMW La

著名的曼彻斯特牙医学校

曼彻斯特牙医学院用来补牙的骨水泥

Charnley亲自做了大量实验研究，才有了CMW骨水泥的诞生，材料专家们评价John Charnley:'John was such a keen and stimulating person'!!!

摇身一变成了Depuy CMW骨水泥，Charnley人既善良又老实，所以才会被Muller等一大批小人所欺诈，反过来讲，如果他精明到了极点，处处想到利益，就不会沉下心来做这些大量琐碎的跨学科的基础研究，就不会有伟大的人工髋关节置换。

第三部分化学原理

一模一样的药品，为什么有的人用起来效果奇好，因为人家是精通药理的黄药师，下面用图说话。

关于骨水泥工作区间work phase经典话语：When the cement is no longer sticky, but is of sufficiently low viscosity to enable the surgeon to apply the cement.

第四部分七点常识（送给不懂物理和化学的同志）

骨水泥填充最佳厚度是2-5毫米，太厚则应力遮挡，太薄则容易骨折。
骨水泥中混入了血液和其他软组织，其强度大大降低，最大可以降低70%，一切取决于您混入这些血肉的量
不要在骨水泥上搞签名留念的风潮动作，It's notch sensitive！
采用真空搅拌机可以增加骨水泥的强度10-25%
搅拌骨水泥太快或太慢都会降低其强度，最多可降低21%
骨水泥内增加显影剂，使其强度降低5%
抗生素骨水泥强度丢失5-10%

第五部分毒否?

绝大部分骨科医生对于骨水泥置入综合症（Bone cement implantation syndrome,BCIS)已经比较熟悉，第三代乃至第四代骨水泥技术的出现极大降低了这种并发症的发生，但对于合并心肺疾病，严重骨质疏松，股骨近端骨肿瘤，股骨粗隆间骨折，安装起搏器的高危人群还是要十分小心。本篇讨论的重点是那些整天接触骨水泥的医务工作者会不会中毒？因为骨水泥最危险过程就是搅拌中的单体挥发！

从上世界70年代到现在，美国FDA一直警告骨水泥的副作用，笔者查阅了大量文献，尤其是欧洲的文献，他们是世界上关节置换使用骨水泥数目最大的群体，这些文献有一个朴素共识，只要应用得当，骨水泥对患者的毒性反应是有限可控的，这些患者应用骨水泥利远远大于弊，但是骨水泥对每天接触骨水泥的医务工作者的伤害却不可忽视。因为骨水泥最主要的危害产生于他在硬化发热过程中释放出来的单体（The liquid monomer is highly volatile and flammable，Medical personnel are exposed to harmful PMMA monomer vapours during its mixing and delivery），这些单体具有极强的穿透力。这一点是2017年我在麻省总医院参观髋关节置换手术，看着护士们用真空搅拌机，全副武装防护，十分感慨，对主刀的Smith教授和美丽的护士小姐表示羡慕。Smith淡淡一笑，说如果没有这些装备，护士们就罢工了。阅尽欧美文献和相关书籍，给大家十条建议。

在搅拌骨水泥过程中，尽量减少接触，这样可以减少对呼吸道，眼睛和肝脏的损害，千万不要说“我特别喜欢闻骨水泥pungent的味道”！
搅拌骨水泥的护士妹妹不要佩戴美瞳
美国FDA建议育龄期妇女不要搅拌骨水泥（ FDA warns that women of child bearing age should not mix PMMA bone cement at all.Some studies have suggested that MMA can cause birth defects when pregnant animals are exposed to extremely high levels. It is not known whether MMA can affect pregnancy in humans. However,MMA inhaled by a pregnant woman can reach the fetus and women who may be pregnant should avoid overexposure to MMA.)
不要迷信于戴双层手套，这些手套可以轻易被骨水泥单体穿过（MMA easily penetrates most ordinary clothing and can also penetrate surgical gloves)
如果出现骨水泥相关的皮肤过敏，哮喘，和局部神经症状，应该尽快治疗；有一些超级敏感的医务人员，闻到骨水泥味道，吸入少量后即可出现headache,drowsiness, nausea, weakness, fatigue, irritability, dizziness,and loss of appetite。
骨水泥单体挥发浓度超过125ppm，可能会导致流泪，咳嗽，咽痛和鼻腔刺激症状。
动物实验研究骨水泥单体挥发浓度超过400ppm,损害气管。值得庆贺的是，您只要正确使用骨水泥，不会造成这么大的浓度。
最大快人心消息：骨水泥不会导致癌症，前提是合理使用（At present, MMA is not thought to be carcinogenic to humans under normal conditions of use.
避免皮肤直接接触骨水泥（direct skin contact with MMA can cause itching）
皮肤反复接触骨水泥会导致皮炎（Repeated skin contact can cause dermatitis）。河北三院吴希瑞教授是骨水泥超级大师，采用骨水泥技术治愈了大量患者，但是自己每天多次接触骨水泥，手臂皮炎反复发作。谨以此文献给吴老和全国奋斗在骨髓炎骨感染骨搬移等每天接触骨水泥的同道，我们没有美帝国主义武装到牙齿的装备，用自己的血肉之躯造福人民，造福祖国。
以下是最经典的文献，书籍和图片，供大家做深入研究。