什麼是骨水泥
把PMMA粉末與甲基丙烯酸甲酯液體混合，在體內聚合而把人工關節固定在骨上的材料。不是靠黏著，而是填滿間隙以機械咬合來固定。
日文名稱: 骨セメント
「骨水泥」出現在1領域的2道練習題中（生醫材料等）。
這個名詞所屬的領域: 生醫材料
在人工關節固定中的角色
骨水泥是在1960年前後由Charnley導入人工髖關節的固定而普及的材料。在剛調和後的柔軟狀態下填入骨中，再插入股骨柄等時，骨水泥會進入骨的海綿狀凹凸與植入物之間的空隙而硬化。它的角色不是化學黏著，而是進入凹凸中機械咬合，以大面積把荷重傳給骨，因此被比喻為填補空隙的灌漿材。手術後就能立刻承重，是與不使用骨水泥的固定相比時的一大優點。
組成與硬化的機制
粉末主要是PMMA顆粒，含有起始劑過氧化苯甲醯，以及在X光影像中可見的顯影劑硫酸鋇或氧化鋯。液體是在甲基丙烯酸甲酯單體中，加入使反應在室溫下進行的芳香族胺促進劑，以及防止保存中聚合的安定劑。兩者混合時，促進劑分解起始劑而產生自由基，單體聚合而把粉末顆粒連結起來，整體硬化。從液狀經過麵團狀到硬化的時間隨溫度大幅改變，因此要管理手術室與材料保存的溫度。
標準規定的性質
骨水泥的性質由ISO 5833與ASTM F451規定，要求試驗模中硬化時的最高溫度在90℃以下、硬化時間在ASTM F451為5〜15分鐘、在ISO 5833為3〜15分鐘、壓縮強度70 MPa 以上等，ISO 5833還規定彎曲強度50 MPa 以上、彎曲模數1800 MPa 以上。PMMA耐壓縮，但不耐拉伸與疲勞，調和時捲入的氣泡會成為疲勞裂縫的起點。因此廣泛使用在真空中調和以減少氣泡的方法。
使用上的改良與課題
也有混入抗生素以防止感染的骨水泥，用於受感染之人工關節的再手術等。此外，對於骨質疏鬆症造成的脊椎壓迫性骨折，有把骨水泥注入塌陷的椎體以緩和疼痛的治療。另一方面，長期使用時，骨水泥與骨或植入物界面的鬆脫、骨水泥疲勞造成的破裂，以及磨耗碎屑造成的骨吸收會成為問題。也已知填入時的壓力使單體或骨髓脂肪進入血管而造成血壓下降的併發症。因此要依患者的年齡與骨的狀態，選擇是否使用骨水泥。
練習骨水泥的題目
關於用來固定人工關節的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）骨水泥，下列敘述何者正確？
- A與骨和植入物兩者的表面化學結合，像環氧樹脂一樣作為黏著劑把兩者固定
- B注入加熱至約200℃熔化的PMMA，在體內冷卻至體溫而凝固成玻璃狀以固定
- C把PMMA粉末與液態單體混合後，在室溫下聚合，一邊放熱一邊硬化
查看答案與解析
正確答案：C. 把PMMA粉末與液態單體混合後，在室溫下聚合，一邊放熱一邊硬化
骨水泥是在手術中把PMMA粉末與液態的甲基丙烯酸甲酯（單體）調和後使用。由起始劑產生的自由基使加成聚合在室溫下進行，約10分鐘左右硬化。此聚合為放熱反應，硬化時溫度上升對周圍組織造成的熱傷害、殘留的單體，以及聚合收縮都是需要注意之處。骨水泥並不是化學黏著，而是作為填滿骨的凹凸與植入物之間、以機械咬合的填充材，把荷重分散傳遞給骨。PMMA是熱塑性樹脂，但其熔融溫度對放入體內而言太高，因此以單體的狀態放入，在體內聚合。
常見問題
骨水泥是黏著劑嗎？
不是。骨水泥不會與骨或植入物化學黏著，而是填滿空隙、與凹凸咬合來固定。因此沖洗掉骨表面的血液與脂肪，並對骨水泥加壓使其進入凹凸深處，會左右固定的強度。
硬化時的熱會傷害骨嗎？
聚合是放熱反應，在試驗模中溫度會上升相當多，但在體內骨水泥層薄且受血流冷卻，因此峰值較低。即使如此，周圍的骨細胞仍可能受損，因此建議不要使骨水泥層超過必要的厚度。
與磷酸鈣骨水泥有什麼不同？
磷酸鈣骨水泥是把粉末與水溶液調和後，經水合反應成為磷灰石等而硬化，會與骨結合，有時也會隨時間由骨取代。不過強度比PMMA骨水泥低，因此不用於固定人工關節，而用於填補荷重小的骨缺損。
解析中的「骨水泥」
骨水泥是在手術中把PMMA粉末與液態的甲基丙烯酸甲酯（單體）調和後使用。
關於用來固定人工關節的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）骨水泥，下列敘述何者正確？在體內被吸收而由骨取代，是β-TCP等生物可吸收材料的性質；以骨水泥固定則是稱為骨水泥固定的另一種方法。
關於牙科植體等使用純鈦時所說的骨整合，下列說明何者正確？