Bestimmung der Aushärtecharakteristik und der Verarbeitungsbreite von Knochenzementen

Zusammenfassung

Zur Bestimmung des Aushärtungsverlaufes von Knochenzementen wurden Penetrationsversuche bei verschiedenen Raumtemperaturen durchgeführt. Die Ergebnisse geben die Eindringtiefe einer Prüfnadel in einer polymerisierenden Zementprobe wieder, in Abhängigkeit von der Zeit nach Mischbeginn der Flüssig- mit der Pulverkomponente des Zementes. Daneben wurden Verarbeitungsanfang und -ende manuell von einem Operateur unter denselben Temperaturbedingungen bestimmt. Untersucht wurden die 4 Knochenzementfabrikate Sulfix-6, Palacos-R, Surgical Simplex und CMW-Bone Zement in einem Temperaturintervall von 18° bis 24° C. Die Penetrationsmessungen zeigten für jeden Zement einen charakteristischen Aushärtungsverlauf, der stark von der Raumtemperatur beeinflußt wird. Es wird bei Änderung der Raumtemperatur von 18° auf 24° C eine etwa 4 bis 5 Minuten kürzere Zeit zum Erreichen eines bestimmten Penetrationswertes benötigt. Verarbeitungsanfang und -ende und damit die Verarbeitungsbreite der 4 Zemente sind ebenfalls von der Raumtemperatur abhängig und haben deshalb eine große Bedeutung für die optimale Handhabung von Knochenzementen im Operationssaal. Verarbeitungsanfang und -ende setzen bei niedrigen Temperaturen später ein, wobei der Zeitraum, in dem die Zemente verarbeitbar sind, nur geringe Temperaturabhängigkeit zeigt.

Für Sulfix-6 wurden neben den Handhabungszeiten für die Handverarbeitung des Zementes auch die Verarbeitungszeiten für die Implantation mit einer Zementspritze bestimmt. Dabei kann bei Einsatz einer Spritze die Verarbeitungszeit von Sulfix-6 fast verdoppelt werden.

Abstract

Penetrations experiments were performed at different room temperatures in order to determine the hardening patterns of bone cements. The results show the penetration depth of a test pin in a polymerizing cement sample in relation to the time elapsed from the start of mixing the liquid and powder components of the cement. In addition, the start and finish of processing were determined manually under the same temperature conditions by a surgeon. Four makes of bone cement were investigated: Sulfix-6, Palacos-R, Surgical Simplex and CMW Bone Cement, in a temperature range of 18 to 24° C. The penetration measurements showed a characteristic hardening pattern, strongly affected by ambient temperature, for each cement. When the room temperature is raised from 18 to 24° C the time required to attain a certain penetration value is reduced by about 4 to 5 minutes. The beginning and end of processing, and thus the processing range of the four cements, also depend on the ambient temperature, and are therefore of great importance with regard to the optimal handling of bone cements in the operating room. At lower temperatures the beginning and end of processing are both delayed, while the period during which the cements can be processed is only slightly affected by temperature.

In the case of Sulfix-6 the processing times for implantation with a cement syringe were determined in addition to the manipulation times for manual processing of the cement. When a syringe is used the processing time of Sulfix-6 can be almost doubled.