Cimientos de la Cementación quirúrgica parte I

Hace un par de semanas invitada por la casa comercial Heraeus, viajé a Alemania en un viaje relámpago, para asistir a unas charlas sobre cementación quirúrgica.


El cemento quirúrgico, para los ajenos al mundo del quirófano, es un producto químico basado en el ácido acrílico que tiene como funciones la de rellenar, consolidar ( o estabilizar) y la de amortiguar la carga de la prótesis al tejido óseo, así como una función antibiótica en el caso de que el cemento lleve también antibiótico.


Dicho esto, parece que es bastante más que la extendida ( y errónea ) opinión de muchos profesionales, que definen el cemento quirúrgico como un "pegamento" para colocar la prótesis.


Apuntes sobre los Inicios:

Todos los cementos óseos se basan en la misma sustancia química, el ácido acrílico.

En 1901 se sentaron las bases del trabajo con plexiglass.(PMMA- Polimetil-metacrilato)

En estos tiempos la polimerización debía hacerse en horno, y hoy en día se puede hacer en frío sin mayor problema.

En 1941 Kulzer, que habría patentado un material de moldeo de polimerización en caliente (PMMA) en 1936 usa por primera vez un patentado PALADUR (R) en defectos de la bóveda craneal, estamos frente al nacimiento de la cementación quirúrgica.

El Dr John Charnley fija las primeras prótesis en el fémur con un cemteo óseo de polimerización en frío basado en PMMA, el año 1958.

En 1969 se introducen los antibióticos en el cemento, ya que la tasa de infecciónes era de entre el 10 al 15% de las artroplastias.

en 1972 se empiezan a comercializar cementos que incluyen antibióticos.

¿De qué estamos hablando?

Todos los cementos se basan en el mismo principio líquido y polvo. 

En estos inicios de la cementación quirúrgica el polvo del cemento se guardaba con una tableta de formahaldeido para conservar este elemento, que evidentemente había que retirar, sin embargo, lo que tiene muchas veces no leer las instrucciones de los productos, hacía que mucha gente lo machacara para mezclarlo con el líquido, pensando que era parte de la composición del cemento y no un elemento conservador, al poco tiempo la empresa Sulzer lo retiró cambiando el modo de conservación.

polimero (polvo) + monomero (líquido) y 

activador (BPO) +iniciador (toluidina) respectivamente

Esta suma obtiene un radical libre que inicia una reacción en cadena que forma unas largas cadenas que son el producto de polimerización. El material que realiza la consolidación y se pone más sólido es el monómero, es una reacción exotérmica, de ahí que cuando usamos el cemento percibamos siempre que se calienta de forma gradual hasta temperaturas bastante altas.

Utilidad:

Las funciones del cemento como comenté al principio es rellenar, consolidad ( o estabilizar) y amortiguar la carga de la pŕotesis al tejido óseo, así como de antibiótico (si es que lo lleva) evidentemente no sirve si no hay tejido esponjoso al que fijarse.

La carga sobre la prótesis se distribuye de dentro hacia afuera de la prótesis y el cemento al envolverlo permite una disipación del la carga al tejido blando.

El cemento se puede usar en casi todas las articulaciones, también para tumores, realizando relleno de la zona afetada, o en las vértebras.

Porqué son diferentes un cementos de otros...

Los distintos cementos quirúrgicos se diferencian en varios términos:

 

1. La cantidad y tipo de sustancia colorante, la sustancia colorante es muy importante a la  hora de distinguir el cemento del resto del tejido óseo, quizá no tanto en un primer momento, que también, sino sobre todo en el momento de una revisión, si el cemento tiene un color fácilmente distinguible del hueso, será mas fácil y efectiva su localización para eliminarlo en caso de revisión. En el caso del cemento Palacos, anfitrión de esta charla, el componente colorante es clorofila, una sustancia natural que confiere un tono averdosado al cemento, muy útil a la hora de diferenciarlo del hueso.
2. El antibiótico usado: Gentamicina, Tobramicina, Clinda, Vanco, Colistina, Eritro...
3. Contraste radiográfico: Dióxido de circonio o sulfato de bario
4. Estabilizante
5. Activador / Iniciador
6. La Base: PMMA, homopolimetros o heteropolieros, MA, Sty... y en el líquido MMA.
7. Las propiedades hidrófilas y lipófilas que posea el cemento.

La suma de todas estas características definirá la eslasticidad y la hidrofilidad del cemento, características muy importantes y determinantes en el uso quirúrgico.

Cuanto mas hidrofílico es un cemento mayor capacidad de elución de antibióticos hidrosolubles tendrá desde la superficie del cemento óseo a el tejido circundante del cemento.

Esta característica es muy interesante, ya que cementos a priori idénticos, con idéntica carga antibiótica "descargan" (eluyen) cantidades diferentes de antibiótico de tener o no esta capacidad hidrofilica.

Algo que me llamó mucho la atención, fue que en una comparativa de cementos, habiendo otros con mayor cantidad de % de gentamicina, tenían peor tasa de elución de antibiótico, que el cemento Palacos, que por ser mas hidrofilico, aun teniendo un % algo menor de genta, superaba con creces la cantidad eluida de los otros.

Otra de las características que desconocía de los cementos quirúrgicos era que el método de esterilización del cemento puede alterar las características del mismo.

Existen dos tipos de esterilizaciones, para el cemento quirúrgico, una es por óxido de etileno, y la otra por rayos gamma.

Los rayos gamma destruyen parte del los polímeros de polvo, en cantidades muy pequeñas, pero que altera las propiedades del cemento final, siendo inferior su homogeneidad, reducción de su peso molecular y disminuyendo un poco los valores de resistencia a la fatiga.

Las alteraciones no son suficientes como para reducir en gran medida la calidad del cemento, pero evidentemente cada casa comercial, decide en función de la regla básica del coste - beneficio, ya que la esterilización por óxido de etileno es mas costosa que por rayos gamma, cada fabricante ajusta ese coste con el porcentaje de deterioro que puede tener su producto final y decide qué le conviene mas.

Tipos de cemento quirúrgico:

Evidentemente los tipos de cementos que nos presentaron fueron los que distribuyen en Heraeus, sin embargo las características, son validas para el resto.

Cemento Palacos LV: baja viscosidad, muy liquido al inicio, como leche.
Cemento Palamed: media, como miel
Cemento HV (Palacos R) alta: mermelada.

Dependiendo de para qué se necesite, y a través de dónde se tenga que meter en la fractura:

Alta: fragua rápido pero se puede manipular durante un buen rato.
Media: fragua también bastante rápido y se puede usar tambien durante bastante rato.
Bajo: tarda en fraguar un poco mas pero hay que usarlo muy rapido.

¿Para qué nos puede interesar un cemento u otro?

Baja viscosidad: Indicado sobre todo para pequeñas y medianas articulaciones y sobre todo para la endoprótesis. ( por sus caracteristicas -mas líquido- es mas facil de introducir por cánulas estrechas en cirugía endoprotésica)

Alta Viscosidad: Para cadera y rodilla si lo enfriamos previamente en nevera a 4-7ºC podemos prolongar sus tiempos de procesado, dando mas margen en la fase de aplicación al cirujano alargando mínimamente la de fraguado.

Media Viscosidad: Para cadera y rodilla, su tiempo de procesado completo a 23 ºC (temperatura ambiente) se reduce a 9.30 min y a 18ºC a 13.30. Permite ahorrar tiempo en todo el proceso.

¿Cuales son las fases de los tiempos de procesado?

Fase de mezclado: Siempre son 30 segundos de mezclado.

Fase de espera: Dejando en reposo el cemento, depende de la viscosidad del mismo.

Fase de aplicación: es el tiempo en que se puede manipular y aplicar.

Fase de fraguado: el tiempo final hasta la total consolidación del mismo.

¿Cómo nos influye la temperatura ambiente en la mezcla del cemento?
Pues otra cosa que desconocía era la importancia de la temperatura ambiente del quirófano a la hora de cementar.


Cada mañana en mi unidad son frecuentes las llamadas a mantenimiento... ¡subenos la temperatura que la tenemos en modo iglú!, ¡bájanos el termostato por Dios que estamos en modo sauna!


Al margen del conocimiento de que las alteraciones de temperatura influyen beneficiosa o perniciosamente sobre la proliferación de microorganismos durante las intervenciones quirúrgicas, descubrimos la importancia de una temperatura ambiente estable para conocer los tiempos de procesado del cemento.


Pongamos un ejemplo que a mi me pareció revelador:

A 20 grados a los 8 minutos el cemento ya esta perfecto y fraguado (hablamos del de alta viscosidad), a más temperatura antes fragua.

Con tan solo 23 grados (3 simples grados de diferencia) el cemento fragua a 6 minutos, ¡son 2 minutos de diferencia!, tiempo que acorta el tiempo de manipulación del mismo.

Antes de finalizar esta primera parte sobre la cementación quirúrgica, quiero hacer destacar una cuestión que nos interesó por igual a todas las enfermeras que asistimos a esta jornada.

Toxicidad por inhalación de los cementos quirúrgicos:

Verdaderamente, siendo este el único cemento que utilizamos en mi hospital, de poco me interesaban las comparativas con terceras marcas, quería conocer exactamente a qué me expongo yo y mis compañeros cada día en mi lugar de trabajo.

Antes de marcharme a Alemania, coincidencias de la vida, una charla con el delegado de salud laboral del centro, tocó el tema de la disipación de gases inhalatorios de los cementos quirúrgicos, la ley dice que el limite de exposición del monómero es de 50 ppm durante ocho horas 5 días a la semana, en España ese límite es bajo, al parecer comparando con legislaciones de otros paises europeos.

Las especificaciones del cemento Palacos, si bien no contraindican su uso de mezcla manual, aconsejan que la forma óptima de mezclado, es con el mezclador al vacío y el uso de doble guante (si estos son de látex, al parecer por su alta penetración).

Pero desconocíamos, cuantas PPM se emiten al ambiente durante la preparación manual.

No me hizo falta indagar mas, ya que esta cuestión salió durante las charlas de esa jornada.

El cemento Palacos solo emite 10-15 ppm durante el proceso de mezcla, en mezcla manual. Al vacío baja a 3-5 partes por millón.

En ambos casos está muy por debajo de los límites legales, puesto que el tiempo de exposición es muy inferior a las 8 horas que contempla la ley (nos exponemos unos 10 minutos por cirugía).

Este dato nos dejó más tranquilos, mitos como tapar el cemento con una compresa o mezclarlo a mano porque así (al dejar espacios intermedios -imaginemos una piedra pomez-) se aumenta la superficie de contacto y elución del antibiótico, quedaron altamente refutados y pasaron al cajon de las "leyendas quirúrgicas" o "manías de cirujano".

La mejor forma de mezcla del cemento Palacos, es al vacío, porque la calidad de la mezcla es infinitamente mejor, y porque el filtro de carbono que dispone el mezclador evita la emisión de PMMA a tan solo 3-5 Ppm.
Uso de doble guante protector:

Los guantes de latex ofrecen protección limitada. Se aconseja el uso de mascarilla, guantes dobles y bata, así como gafas protectoras, sobre todo si usas lentes de contacto.
Cuanto mas tiempo lo manosees mas tiempo penetra a través del látex.

Y hasta aquí este primer contacto con la cementación quirúrgica, durante estas "vacaciones forzosas" que por cuestiones de salud me he tenido que tomar, espero poder ofreceros la segunda parte de este post.