경피적 척추 성형술시 혈액 혼합 골시멘트의 역학적 성상 (Mechanical Properties of Blood-mixed PMMA in Percutaneous Vertebroplasty)

서지정보

· 발행기관 : 대한척추외과학회
· 수록지 정보 : 대한척추외과학회지 / 16권 / 4호 / 259 ~ 265페이지
· 저자명 : 안동기, 이송, 박순열, 최대정, 우대곤, 김치훈, 김한성

초록

연구계획: 혈액이 첨가된 척추 성형술용 골시멘트의 역학적 성상을 연구하였다.
연구목적: 골시멘트의 성상을 척추 성형술에 적합하게 변화시키는 것이 임상적으로 가능한지 알아보고자 하였다.
대상 및 방법: 첨가제를 혼합하지 않은 골시멘트 군과(regular cement; R), 골시멘트 1포(29.9g)에 첨가제(filler)로서
혈액 2 ml, 4 ml, 6 ml를 혼합한 군(blood-mixed; B2, B4, B6)의 역학적 성상을 비교하였다. 탄성계수(Young’s modulus),
중합온도(polymerization temperature), 응고시간(setting time) 및 투여 적절한 점도로 상승된 골시멘트를 내경 2.8mm
충전관을 통하여 주입시 20~50N의 힘이 요구되는 적정 투여시간(optimal passing-time)을 측정하였다. 미세컴퓨터 단
층촬영 검사로 다공성 정도 및 미세구조를 평가하였다.
결과: 탄성계수는 R군; 919.5±148.2MPa, B2군; 701.0±76.1MPa, B4군; 693.5±104.1MPa, B6군; 545.6±93.1MPa였다.
중합온도는 R군; 74.2도, B2군; 59.8도, B4군; 54.2도, B6군; 47.5도였다. 응고시간은 R군; 1065초, B2군; 624초, B4군;
678초, B6군; 606초였다. 적정 투여시간은 R군; 75.6초, B2군; 46.6초, B4군; 65.0초, B6군; 79.0초였다. 미세 컴퓨터 단
층촬영 검사상 다공성은 R군; 4.2%, 2B군; 27.6%, 4B군; 27.5%, 6B군; 29.5%였다. 혈액이 혼합된 골시멘트의 미세구
조는 혼합된 혈액의 크기가 매우 작은 세공을 형성하는 양상으로 관찰되었다.
결론: 혈액은 골시멘트에 임상적으로 간단히 혼합할 수 있으면서도 생체 적합성을 갖는 우수한 첨가제로 생각된다.
골시멘트 1포에 6 ml 혈액의 혼합하자 탄성 계수와 중합온도가 감소하고, 응고시간이 단축되면서도 적정 투여시간
이 길어지는 양상을 나타내는 등의 척추 성형술에 적합한 역학적 성상을 나타내었다. 탄성계수의 감소는 혈액 혼합
으로 생성된 다공성에 의한 것으로 생각되며, 적정 투여시간의 연장은 혼합된 혈액이 시료 외부에서 혈청막을 형성
하여 골시멘트와 골시멘트 충전관 사이의 마찰을 감소시키는 윤활작용을 하였기 때문으로 생각된다.

영어초록

Study Design: This is a mechanical study of polymethylmetacrylate(PMMA) mixed with blood as a filler.
Objective: We tried to change the properties of PMMA so that it is more suitable to use for percutaneous vertebroplasty (PVP).
Summary of the Literature Review: The mechanical changes by adding a filler into PMMA were expected to decrease the
Young’s modulus, the polymerization temperature and the setting time. These changes of PMMA were considered to be more
suitable and adaptable conditions for PVP for treating osteoporotic vertebral compression fracture.
Materials and Methods: Porous PMMA was produced by mixing 2 ml (B2), 4 ml (B4) and 6 ml (B6)-blood as a filler, and the
mechanical properties were investigated in comparison with regular PMMA(R) in view of Young’s modulus, the polymerization
temperature, the setting time and the optimal passing-time within the injectable viscosity (20~50N-needed) through a
2.8mm-diameter cement-filler tube. Porosity was inspected by performing microcomputated tomography (micro-CT).
Results: Young’s modulus was decreased from 919.5 MPa (R) to 701 MPa (B2), 693.5 MPa (B4) and 545.6 MPa (B6) in each
group. The polymerization temperature decreased from 74.2℃ (R) to 59.8℃ (B2), 54.2℃ (B4) and 47.5℃(B6), respectively. The
setting time decreased from 1065sec (R) to 624sec (B2), 678sec(B4) and 606sec (B6), respectively, and the optimal passing-time
decreased from 75.6sec (R) to 46.6sec (B2), 65.0sec (B4) and 79.0sec(B6), respectively. The porosity increased from 4.2%(R) to
27.6%(B2), 27.5%(B4) and 29.5%(B6), respectively. A homogenous microstructure with very fine pores was seen on inspection of
all the blood-mixed PMMAs.
Conclusion: Blood mixed with PMMA was considered as an excellent filler that was easy to make and had good biocompatibility.
The 6ml blood-mixed PMMA (B6) showed more suitable mechanical properties, including a decreased elastic modulus due
to more porosity, less heating and a retarded optimal passing-time by the serum barrier, which diminished the friction between
the PMMA and a cement-filler tube.

참고자료

· 없음