Cemento oseo

Biomecánica, 8 (1), 2000, pp. 68-73

Estudio sobre las propiedades mecánicas de cementos óseos preparados con metacrilatos funcionalizados
M.E. ISLAS-BLANCAS , J.M. CERVANTES-UC Y J.V. CAUICH-RODRÍGUEZ Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C., Mérida, Yucatán, México

Resumen Los cementos óseos son materiales poliméricos que se utilizan con el objeto de fijar prótesis metálicas.Han estado en el mercado por casi 40 años desde que Sir John Charnley propuso su uso en ortopedia. Los cementos óseos convencionales exhiben altos calores de reacción, alta contracción y un elevado contenido de monómero residual; estas propiedades se traducen en un comportamiento mecánico inadecuado y finalmente en el aflojamiento de la prótesis. Nuevas formulaciones hacen uso de activadores debaja toxicidad, monómeros de bajo calor de reacción y cerámicos bioactivos para mejorar la biocompatibilidad. En este trabajo reportamos el uso de mezclas de metacrilato de metilo con ácido metacrílico (MAA) o dietil amino etil metacrilato (DEAEMA) en la síntesis de cementos óseos. Tiempos de curado y propiedades en tensión, compresión y flexión son reportadas en muestras sin y con acondicionamientoen fluido corporal simulado. Tiempos de curado cortos fueron observados en cementos preparados con MAA mientras que tiempos largos fueron obtenidos en muestras que contenían DEAEMA. Los ensayos mecánicos mostraron un aumento en la resistencia a la compresión y flexión en aquellos cementos que contenían ácido metacrílico comparada con la exhibida por los cementos preparados sin comonómero. Elevadastemperaturas de transición vítrea fueron asociadas a este comportamiento. Los cementos óseos preparados con DEAEMA en altas concentraciones presentaron una resistencia a la tensión, flexión y compresión menor a la obtenida con el cemento preparado sin comonómero. En general, las propiedades mecánicas exhibidas por estos cementos experimentales fueron comparables a las propiedades de cementosóseos comerciales disponibles en México. Sin embargo, las muestras acondicionadas en fluido corporal simulado presentaron una reducción en sus propiedades después de 3 meses de acondicionamiento. Pese a esto, el valor mínimo de resistencia a la compresión sugerido para su uso como cemento óseos (70 MPa) fue cumplido en todas las formulaciones excepto en aquellas preparadas con DEAEMA en altasconcentraciones. Summary Bone cements have been in the market for almost 40 years since their introduction by Sir John Charnley. Traditional bone cements, made of MMA and PMMA, exhibit high exotherm of reaction, shrinkage, residual monomer, unsuitable mechanical properties and cement loosening. Improved formulations made use of low toxicity activators, low heat of reaction monomers and bioactive ceramicsto improve biocompatibility. In this work, we report the synthesis of bone cements by using methyl methacrylate as a monomer base and either methacrylic acid (MAA) or diethyl amino ethyl methacrylate (DEAEMA) as comonomers. We also report, curing times and mechanical behaviour in tension, compression and flexion in non-conditioned and conditioned samples in simulated body fluid. Short curing timeswere observed in those formulations containing MAA and the opposite behaviour was observed in DEAEMA bone cements. Bone cements prepared with MAA exhibited higher flexural and compressive strength than the corresponding cement without comonomer. These properties were explained on the basis of their high Tg as obtained by DMA. On the other hand, bone cements prepared with DEAEMA at highconcentrations showed lower tensile, compressive and flexural strength than the formulation without comonomer. The mechanical properties observed in these experimental bone cements were comparable to that of the various commercial bone cements tested. However, when samples were conditioned in SBF during 3 months, a reduction in mechanical properties was observed. Nevertheless, the minimum compressive...