Характеристика и способ применения

1. Характеристика и способ применения

2. Kryptonite Остеокондуктивный кальцийсодержащий триглицерид с механическими свойствами костной ткани Образуется при смешивании двух натуральных жирных кислот с карбонатом кальция

3. Остеокондуктивный Адгезивный Свойства кости Нетоксичный Температураполимеризации ≈38°С

4. Опыт применения Kryptonite Дефекты черепа Хирургия верхней челюсти Закрытие грудины Чрескожная фиксация ребра Фиксация педикулярных винтов Пластика подвздошной кости Фиксация чашки Переломы костей пясти Kryptonite изначально был представлен как заполнитель костных дефектов черепа Фиксация бедренного компонента Коррекция Hallux Valgus

5. Клинический случай:Заполнение дефекта черепа КТ: импрессионный перелом левой теменной кости Интраоперационный снимок дефекта Интраоперационный вид дефекта после заполнения дефекта с помощью Kryptonite

6. Приготовление Kryptonite

7. Компоненты Kryptonite™ Карбонат кальция Мономер Полиол

8. Компоненты Kryptonite™ • Образуется при смешивании мономера иполиола скарбонатом кальция • 90% рициноленовая кислотаполучена гидролизомкасторового масла • Твердый триглицерид образуется при смешивании двух жирных кислот натурального происхождения (С18) с карбонатом кальция • Образуется при полимеризациимономера (синтезирован из двухатомного спирта, выделенного изкасторового масла,имономерадиизоцианата), полиола (содержит двухатомные спирты кострового масла), воды, катализатораи порошка карбонатакальция.

9. Синтез: Терминология • Касторовое масло– растительное масло, полученное из бобов клещевины обыкновенной (Ricinus communis). Это триглицерид, в котором приблизительно 90% углеводородных цепочек рицинолевой кислоты. • Жирная кислота– Карбоновая кислота с длинным углеводородным радикалом. • Рицинолевая кислота – жирная кислота, составляющая значительную часть Kryptonite. Она содержит 18 атомов углерода с активной ОН-группой у С12. • Триглицерид – молекула, состоящая из глицерина и трех жирных кислот. В нашем случае это рициноловая кислота. Жирная кислота Рицинолевая кислота Триглицерид

10. Синтез: Терминология • Полиол – молекула с двумя и более концевыми гидроксильными группами. Диол– это полиол с двумя концевыми гидроксигруппами.Триол– с тремя. • Изоцианат – химически активная молекула с концевой группой NCO. Молекула используется для синтеза мономера Kryptonite. • Мономер – малая молекула, способная принять участие в реакции полимеризации. Простой диоли триол Диизоцианат

11. Синтез: Почему карбонат кальция? • Компонент C - это 100% карбоната кальция (CaCO3) • Не участвует в химической реакции • Увеличивает механические свойства костного цемента Kryptonite • Увеличивает вязкость во время первичного смешивания компонентов “A” и “B”. • Массовая доля 30% • Карбонат кальция абсорбируется костью. Карбонат кальция и кальция трифосфат – не одно и то же!

12. Синтез: Полимеризация Мономер Полиол Полиол (диол) Изоцианат Полиол (триол) Вода и катализатор Диоксид углерода Карбонат кальция

13. Синтез: Часто задаваемые вопросы Можно ли удалить карбонат кальция, если он не участвует в реакции? Нет. Хотя он не участвует в реакции как реагент, карбонат кальция увеличивает порозность и твердость продукта полимеризации.Кроме того,он способствует хорошему перемешиванию компонентов “A” и “B”.

14. Синтез: Часто задаваемые вопросы • Kryptonite – это полиуретан? • Да. Химия полиуретана используется в синтезе Kryptonite. С 1950’s полиуретаны использовались с огромным успехом в различных областях медицины, включая покрытие имплантов • Я слышал, что Kryptonite содержит токсичный изоцианат… • Практически весь мономер вступает в реакцию полимеризации. После реакции имеется лишь остаточное количество изоцианата – одна молекула из миллиона. Кроме того, используемый для синтеза Kryptonite, изоцианат менее токсичен, чем используемый обычно диизоцианат и гексаизоцианат

15. Описание и преимущества: Остеокондуктивные свойства

16. Остеокондуктивность: Доказательство Модель: дефект бедра мыши Adams, Barrero, Jiang, Rowe:Остеокондуктивные свойства триглицерида кальция. PMMA Нет прорастания, фиброзная капсула 2 месяца 18 месяцев Kryptonite

17. Остеокондуктивность: Доказательства Новая кость в порах Остеоинтеграция

18. Остеокондуктивность: Выводы • Остеокондуктивность – геометрическое и химическое окружение, способствующее росту кости.Рост кости обеспечивается остеобластами и кость пассивно врастает матрицу • Остеоиндуктивность – свойство активно привлекатьостеобласты и активировать синтез факторов роста • Остеоинтеграция – Прорастание кости в матрицу, в идеальном случае с минимальным количеством фиброзной ткани • Выше перечисленное не обязательно требует рассасывания матрицы

19. Остеокондуктивность: Выводы • Остеобласт – клетка, ответственная за образование кости и ее минерализацию • Остеокласт – клетка, подвергающая кость резорбции. Клетки находятся на поверхности кости и создают кислую среду, что разрушает подлежащий костный материал • Стволовые клетки – клетки, способные к дифференциации в различные виды клеток, включая остеобласты и остеокласты Остеокласт Стволовая клетка Остеобласт Матрикс

20. Остеокондуктивность – Геометрия Здоровая губчатая кость Kryptonite

21. Остеокондуктивность – Геометрия Пора Окно Застывший материал Поры застывшего материала • Пористость Kryptonite приблизительно составляет 60%, что близко к трабекулярному металлу • Размер пор варьируетот 100 до 700 микрон, что обеспечивает оптимальное соотношение между остеокондуктивностью и жесткостью • Некоторые поры связаны между собой • Другие отделены окнами толщиной <10µm

22. Остеокондуктивность: Остеоинтеграция Спонтанное закрытие дефекта с помощью Kryptonite Остеокласты закрепляются на поверхности Kryptonite и резорбируют материал Остеокласты проникают в поры, а за ними следуют остеобласты Остеокласты проникают глубже и инициируют васкуляризацию Полная остеоинтеграция

23. Остеокондукция:остеокластная деградация Остеокласты создают новые окна, что способствует прорастанию кости

24. Остеокондуктивность: деградация материала благодаря остеокластам Костный мозг Остеокласты

25. Остеокондуктивность: Резорбция • Как много времени требуется для резорбции Kryptonite? • Сложно (и практически невозможно) создать сколь-нибудь четкое расписание по резорбции какого бы то ни было материала из-за различного биохимического окружения организма человека. Время резорбции для разных материалов определяется по стандартному протоколу без учета особенностей геометрии импланта, локального кровотока , нагрузок на имплант и т.п. • Данные, полученные на животных, показали, что Kryptonite полностью не резорбируется в течение нескольких дней, недель и даже месяцев и, возможно, никогда полностью не деградирует. Вместо этого мы наблюдали локальный лизис, что превратило закрытую структура в открытый объект для прорастания клеточными элементами

26. Свойства и преимущества: Адгезия

27. Адгезия: Прилипает к кости Функциональные группы компонентов “A” и “B” доступны для химического взаимодействия с органическими и неорганическими компонентами кости Карбокси-группы Цепиполимера Гидрокси-группы • Прилипнет ли костный цемент к кровавой кости? • Kryptonite лучше связывается с сухой поверхностью. Детали хирургической техники рассмотрим ниже

28. Адгезия: клеит металл Адгезивные свойства Kryptonite в 5 раз больше, чем у PMMA Число циклов нагрузки до перелома кг/см.кв. Каким образом? – Kryptonite связывается с оксидной пленкой на поверхности металла Kryptonite PMMA

29. Адгезия: Расширение Расширение Время (минуты) • Материал удваивает свой объем приблизительно через 5-8 минут после замешивания • После 8 минут увеличение объем проходит приблизительно на 10 %

30. Адгезия: Расширение = Внедрение Скручивание до перелома Расширение материала в пористую пену демонстрирует его проникновение в губчатую кость. Процесс идет без разрушения структуры кости Kryptonite в 18 раз устойчивее к излому при скручивающем усилии, чем PMMA (модель: бедро собаки)

31. Адгезия: Расширение Расширение Первичный объем • Расширение из закрытого пространства отличается от такого же с плоской поверхностью • Kryptonite будет расширяться в сторону наименьшего сопротивления

32. Свойства и преимущества: Механические свойства кости

33. Механические свойства кости Структура → Пористость Механика → Прочность, Жесткость Функция → Выдерживает нагрузки

34. Свойства кости - Структура Здоровая губчатая кость Kryptonite

35. Свойства кости - Механика Губчатая кость (высокой плотности) Kryptonite Губчатая кость (низкой плотности) PMMA Интактный образец После 50% сжатия Давление (МРа) Деформация Образцы после чрезмерной нагрузки на сжатие

36. Свойства кости - механика Отличная устойчивостьк сжатию 2X Усилие сжатия (МРа) Фосфат кальция(медленно застывший) Фосфат кальция(быстро застывший) Kryptonite Кривая деформации Kryptonite Kryptonite: 5,000,000 TCP: 1 Давление Кальция фосфатНет упругой деформации Число циклов нагрузки

37. Свойства кости - Механика • Заполнять тело позвонка Kryptonite или PMMA? • PMMA прочнее • Характеристики сжатия лучшеу Kryptonite Сила сжатия Жесткость Интактная кость Интактная кость

38. Свойства кости – Механика Заполнение пустот кости возле винтов Сила, для выкручивания винта, (Н) Здоровая кость Простое отверстие 1 час Сутки • Сила, необходимая для выкручивания, увеличивается линейно со временем • Через 1 час после применения Kryptonite сила, необходимая для извлечения винта становится сравнимой с таковой для извлечения его из здоровой кости

39. Свойства и преимущества: Нетоксично

40. Биосовместимость Согласно стандарту ISO-10993 тесты на биосовместимость включают исследования на: Цитотоксичность Системные реакции Пирогенность Хромосомная генотоксичность Обратная мутагенностьГенотоксичность Гемолиз Канцерогенность Аллергенность Воспаление Более 2000 случаев с начала применения – не зафиксировано ни одного осложнения из-за бионесовместимости

41. Токсичность: остатки мономера • При полимеризации PMMA остается в 18,000 раз больше непрореагировавшего мономера, чем костный цемент Kryptonite • Kryptonite можно замешивать открытым способом Кол-во непрореагировавшего мономера (ppm)

42. Свойства и преимущества: Низкая экзотермия

43. Малая экзотермичность Температура °F Время (минуты) • Максимальная температура 110°F • Снижен риск локального некроза тканей • Снижен риск эмболии

44. Хирургическая техника

45. Хирургическая техника Минуты 0-1: Смешивание 1-3: Загрузка Полимеризация продолжается Жидкая фаза и фаза расширения Смешивание Паста Пластилин 3-8: Жидкий Вязкость Расширение 8-15: Паста Время (минуты) 15-25: Пластилин

46. Техника операции • Kryptonite не прилипает к кости. Почему? • Как и все клеи, Kryptonite нуждается в соответствующих условиях для наилучшей фиксации с костью • Советы для улучшения адгезивных свойств: • Тщательно удалите мягкие ткани (периост, хрящ) • Сделайте кость шероховатой • Смойте детрит физиологическим раствором • Просушите (кровь, жир, вода) • Не сдвигайте материал и не нарушайте его целостность после имплантации

47. Техника операции Когда я открыл шприц через 5 минут, материл бесконтрольно вытек наружу. Почему? Приблизительно между 5-йи 8-й минутами после смешивания выделяется диоксид углерода и материал расширяется. Давление в шприце возрастает, но его часто недостаточно, чтобы сместить поршень, а когда колпачок со шприца снимают, материал из него самопроизвольно выходит Чтобы избежать подобной ситуации, перед открыванием колпачка оттяните поршень немного на себя, чтобы снизить давление в шприце

48. Техника операции Насколько большое давление создается после расширения Kryptonite? Мы измерили максимальное давление при введении Kryptonite. Оно оказалось равным 8 psi. Измерение производилось в закрытом пространстве, где не было возможности для расширения материала. По мере протекания реакции полимеризации, способность Kryptonite создавать повышенное давление уменьшается Давление (psi) Через 2 минуты(нет расширения) Через 5 минут(увеличение объема на 25%) Через 8 минут(увеличение объема на 50%)

49. Техника операции • Какого размера иглу следует использовать для чрескожной техники? • Вязкость, размер и длина иглы влияют на давление, необходимое для выталкивания Kryptonite через канюлю.В этом плане отличий от обычного цемента нет. Материал может быть введен через иглу 11G длиной 2 дюйма стандартным шприцом приблизительно на 5-й минуте. Кроме того,материал может быть введен с помощью специальной системы, которая создает значительное давление.Используйте фронтальную загрузку для снижения риска забивания иглы полимеризующимися фрагментами материала

50. Техника операции • Я ввел небольшое количество Kryptonite и отложил шприц приблизительно на 1 минуту, но материал уже застыл в игле. Почему? • Помните, что Kryptonite проявляет высокие адгезивные свойства к металлам, поэтому подобная экспозиция материала в игле могла привести к полимеризации материала. Вот несколько советов, которые могут помочь избежать подобных проблем: • Проверяйте вязкость цемента без надевания иглы • Имейте наготове запасную иглу на случай, если в первой образуется сгусток, ведь проблема заключается лишь в интенсивном образовании полимера в просвете иглы • Используйте иглу наименьшей длины и наибольшего диаметра из всех возможных • Используйте фронтальную загрузку материала в шприц, что позволить быстро ввести материал без образования пробок в игле • Потяните поршень на себя, чтобы материал не оставался в игле, если требуется сделать паузу