Los cementos óseos se utilizan desde hace más de medio siglo con gran éxito para anclar articulaciones artificiales ( articulaciones de cadera , articulaciones de rodilla , articulaciones de hombro y articulaciones de codo ). Las articulaciones artificiales (denominadas prótesis) se anclan con cemento óseo. El cemento óseo rellena el espacio libre entre la prótesis y el hueso y desempeña el importante papel de zona elástica. Esto es necesario porque la cadera humana recibe una carga de aproximadamente 10 a 12 veces el peso corporal y, por lo tanto, el cemento óseo debe absorber las fuerzas que actúan sobre la cadera para garantizar que el implante artificial permanezca en su lugar a largo plazo.
El cemento óseo químicamente no es nada más que plexiglás (es decir, polimetilmetacrilato o PMMA). [1] El PMMA se utilizó clínicamente por primera vez en la década de 1940 en cirugía plástica para cerrar huecos en el 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, se realizan millones de procedimientos de este tipo cada año en todo el mundo y más de la mitad de ellos utilizan de forma rutinaria cementos óseos, y la proporción va en aumento. El cemento óseo se considera un material de anclaje fiable 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 prótesis de cadera y rodilla para prótesis articulares artificiales, como los de Suecia y Noruega [2], demuestran claramente las ventajas del anclaje cementado. En Alemania se introdujo un registro similar para endoprótesis en 2010. [3]
Material sintético, autopolimerizable, orgánico o inorgánico, utilizado para rellenar una cavidad o crear una fijación mecánica.
Nota 1: El autocurado in situ puede ser fuente de liberación de reactivos 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 relleno de cavidades. Generalmente, se curan fotoquímicamente mediante radiación UV, a diferencia de los cementos óseos. [4]
Los cementos óseos se proporcionan como materiales de dos componentes. Los cementos óseos consisten en un polvo (es decir, PMMA prepolimerizado y/o perlas de copolímero de PMMA o MMA y/o polvo amorfo, radioopacificante, 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 desde un líquido fluido a un estado similar a una masa que se puede aplicar de forma segura y luego finalmente se endurece en un material sólido endurecido. [5] 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 un dispositivo protésico de metal o plástico al hueso o usarlo solo en la columna para tratar fracturas por compresión osteoporóticas.
El cemento óseo se calienta durante el proceso de polimerización exotérmica por radicales libres, que alcanza temperaturas de alrededor de 82–86 °C en el cuerpo, una temperatura más alta que el nivel crítico para la desnaturalización de proteínas en el cuerpo. Esta baja temperatura de polimerización está determinada por la capa de cemento relativamente delgada, que no debe superar los 5 mm, y la disipación de temperatura a través de la gran superficie de la prótesis y el flujo sanguíneo. [6]
Los componentes individuales del cemento óseo también son conocidos en el campo de los materiales de relleno dental. En estas aplicaciones también se utilizan plásticos a base de acrilato . Si bien los componentes individuales no siempre son completamente seguros como aditivos farmacéuticos y sustancias activas per se, como cemento óseo, las sustancias individuales se convierten o quedan completamente encerradas en la matriz del cemento durante la fase de polimerización desde el aumento de la viscosidad hasta el curado. A partir de los conocimientos actuales, el cemento óseo curado ahora puede clasificarse como seguro, como se demostró originalmente durante los primeros estudios sobre la compatibilidad con el cuerpo realizados en la década de 1950.
Más recientemente, el cemento óseo se ha utilizado en la columna vertebral, tanto en procedimientos de vertebroplastia como de cifoplastia . La composición de estos tipos 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 exotérmica y autofraguante basada en fosfato de magnesio amorfo (AMP). La aparición de reacciones exotérmicas indeseables se evitó mediante el uso de AMP como precursor sólido. [7]
En la literatura se describe el denominado síndrome de implantación de cemento óseo (SCIS). [8] Durante mucho tiempo se creyó que el monómero incompletamente convertido liberado del cemento óseo era la causa de las reacciones circulatorias y la embolia . Sin embargo, ahora se sabe que este monómero (monómero residual) es metabolizado por la cadena respiratoria y se descompone en dióxido de carbono y agua y se excreta. Las embolias siempre pueden ocurrir durante el anclaje de articulaciones artificiales cuando el material se inserta en el canal femoral previamente despejado. El resultado es un aumento de la presión intramedular, lo que potencialmente impulsa la grasa hacia 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. La alternativa es el anclaje sin cemento (colocación del implante sin cemento).
Las nuevas formulaciones de cemento óseo requieren caracterización de acuerdo con ASTM F451. [9] Esta norma describe los métodos de prueba para evaluar la tasa de curado, el monómero residual, la resistencia mecánica, la concentración de peróxido de benzoilo y la evolución del calor durante el curado.
La revisión es la sustitución de una prótesis, es decir, se retira una prótesis implantada previamente en el cuerpo y se reemplaza por una nueva. En comparación con la operación inicial, las revisiones suelen ser más complejas y difíciles, ya que cada revisión implica la pérdida de sustancia ósea sana. Las operaciones de revisión también son más caras para obtener un resultado satisfactorio. Por lo tanto, el objetivo más importante es evitar las revisiones mediante un buen procedimiento quirúrgico y el uso de productos con buenos resultados (a largo plazo).
Lamentablemente, no siempre es posible evitar las revisiones. [2] [5] También puede haber diferentes razones para las revisiones y existe una distinción entre revisión séptica o aséptica. [10] Si es necesario reemplazar un implante sin confirmación de una infección, por ejemplo, aséptica, el cemento no necesariamente se retira por completo. Sin embargo, si el implante se ha aflojado por razones sépticas, el cemento debe retirarse por completo para eliminar la infección. En el estado actual de conocimiento, es más fácil retirar el cemento que liberar una prótesis sin cemento bien anclada del sitio óseo. En última instancia, es importante para la estabilidad de la prótesis revisada detectar un posible aflojamiento del implante inicial de forma temprana para poder conservar la mayor cantidad posible de hueso sano.
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 muy pronto después de la operación porque el PMMA obtiene la mayor parte de su fuerza en 24 horas. [10] La rehabilitación necesaria es comparativamente sencilla para los pacientes a los que se les ha implantado una prótesis cementada. Las articulaciones se pueden cargar de nuevo 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 especialmente útil porque al componente en polvo se le pueden añadir sustancias activas específicas, por ejemplo, antibióticos . Las sustancias activas se liberan localmente después de la colocación del implante en la nueva articulación, es decir, en la proximidad inmediata de la nueva prótesis y se ha confirmado que reducen el peligro de infección. Los antibióticos actúan contra las bacterias exactamente en el lugar donde son necesarios 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 al lugar de la operación. El factor importante no es cuánta sustancia activa hay en la matriz del cemento, sino cuánta sustancia activa se libera realmente localmente. Demasiada sustancia activa en el cemento óseo sería perjudicial, porque la estabilidad mecánica de la prótesis fija se debilita por una alta proporción de sustancia activa en el cemento. Los niveles locales de sustancia activa 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.