This present study was carried out to find the effects of calcium aluminate cement($CaO\;{\cdot}\;Al_2O_3$, CAC), which has been developed with bio-compatibility and mechanical properties, in biological environments. Two different particle sizes of CAC - 3.5${\mu}m$ vs. 212${\sim}$250${\mu}m$ which is recommended in periodontal bone grafting procedures-were filled in 8mm calvarial defect in Sprague-Dawley rat. The specimens were examined histologically, especially the bone-cement interface and the response of surrounding tissues. The results are as follows; 1. In the control group, inflammatory cells were observed at 2 weeks. At 8 weeks, periosteum and dura mater were continuously joined together in the defect areas. But in the center of defect area were filled up with the loose connective tissues. 2. In the experimental group l($212{\mu}m{\sim}250{\mu}m$ particle), immature bone was formed and outermost layer was surrounded by osteoid layer at 2 weeks. Osteoblasts were arranged between immature bone and osteoid layer. And, osteoid layer was remained until 8 weeks after surgery. 3. In the experimental group 2, periosteum and dura mater lost its continuity at 2 weeks. Scattering of CAC particles and infiltration of inflammatory cells were observed, which this findings deepened at 8 weeks. The result of this study shows that when calvarial defects in white rats are filled with calcium aluminate cement of 212${\sim}$250${\mu}m$, the materials are to be bio-compatible in growth and healing on surrounding tissues. When further researches are fulfilled, such as direct bone adhesion and bone regeneration ability, it's possible that CAC could be applied to various periodontology fields in the future.
Purpose: Pulmonary cement embolization after vertebroplasty is a well-known complication. The reported incidence of pulmonary cement emboli after vertebroplasty ranges frome 2.1% to 26% with much of this variation resulting from which radiographic technique is used to detect embolization. Onset and severity of symptoms are variable. Case description: We present the case of a 83-year-old women who underwent fourth lumbar vertebroplasty and subsequently had dyspnea several days later. Posteroanterior chest radiography showed multiple linear densities. Computed tomography of thorax revealed also multiple bilateral, linear hyperdensities within the lobar pulmonary artery branches are detected in axial and coronal views. Literature Reviews: Operative management of vertebral compression fractures has included percutaneous vetebroplasty for the past 25 years. Symptoms of pulmonary cement embolism can occur during procedure, but more commonly begin days to weeks, even months, after vertebroplsty. Most cases of pulmonary cement emboli with cardiovascular and pulmonary complications are treated nonoperatively with anticoagulation. Endovascular removal of large cement emboli from the pulmonary arteries is not without risk and sometimes requires open surgery for complete removal of cement pieces. Conclusion: Pulmonary cement embolism is a potentially serious complication of vertebroplasty. If a patient has chest pain or respiratory difficulty after the procedure, chest radiography and possibly advanced chest imaging studies should be performed immediately.
Kim, Woon-Kyu;Kim, Su-Gwan;Cho, Se-In;Ko, Young-Moo;Yoon, Jung-Hoon;Ahn, Jong-Mo
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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v.27
no.6
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pp.491-497
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2001
Polymethylmethacrylate(PMMA) is currently commonly used material for the reconstruction of bone defects and fixation of joint prosthetics following congenital and acquired causes. Although PMMA has widespread use, it does not possess the ideal mechanical characteristics with osteoconductivity and osteoinductivity required. In order to overcome these problem, addition of bovine bone drived defatting demineralized bone(BDB) powders to a PMMA bone cement was done for improvement of physical property and bone forming characteristics of composite. In order to investigate the influence of BDB reinforcement on the PMMA, we measured physical property of compressive, tensile, flexural strength, and scanning electron microscopic examinations. The results were obtained as follows: 1. The PMMA forms a solid cellular matrix with open cells about $100{\mu}m$ in variable size and incorporating BDB. BDB aggregates inside the cells form a porous network that is accessible from the outer surface. 2. The physical properties were compressive strength of mean $22.74{\pm}1.69MPa$, tensile strength of mean $22.74{\pm}1.69MPa$, flexural strength of mean $77.53{\pm}6.93MPa$. Scanning electron microscopic examinations were revealed that there was DBD particles form a highly porous agglomerates. BDB can be added PMMA in the form of dried powders, the composites are applicable as bone substitutes. BDB and PMMA mixture is shown to produce a class of composites that due to their microstructure and improved mechanical properties may be suitable for application as bone subsitutes. The mechanical and material properties of the BDB-PMMA bone substitute composites are competitive with those properties of a porous ceramic matrix of other hydroxyapatite and with those of natural bones.
Kim, Dong-Joon;Kim, Tae-Wan;Park, Kwan-Ho;Chi, Moon-Pyo;Kim, Jae-O
Journal of Korean Neurosurgical Society
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v.48
no.2
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pp.125-128
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2010
Objective : The purpose of this study was to determine the optimal volume of injected cement and its distribution when used to treat vertebral compression fractures, and to identify factors related to subsequent vertebral fractures. Methods : A retrospective analysis of newly developing vertebral fractures after percutaneous vertebroplasty was done. The inclusion criteria were that the fracture was a single first onset fracture with exclusion of pathologic fractures. Forty-three patients were included in the study with a minimum follow up period of six months. Patients were dichotomized for the analysis by volume of cement, initial vertebral height loss, bone marrow density, and endplate-to-endplate cement augmentation. Results : None of the four study variables was found to be significantly associated with the occurrence of a subsequent vertebral compression fracture. In particular, and injected cement volume of more or less that 3.5 cc was not associated with occurrence (p = 0.2523). No relation was observed between initial vertebral height loss and bone marrow density (p = 0.1652, 0.2064). Furthermore, endplate-to-endplate cement augmentation was also not found to be significantly associated with a subsequent fracture (p = 0.2860) by Fisher's exact test. Conclusion : Neither volume of cement, initial vertebral height loss, bone marrow density, or endplate-to-endplate cement augmentation was found to be significantly related to the occurrence of a subsequent vertebral compression fracture. Our findings suggest that as much cement as possible without causing leakage should be used.
Objective : To prevent temporal depression after the pterional craniotomy, this study was designed to examine the safety and aesthetic efficacy of the brushite calcium phosphate cement (CPC) in the repair and augmentation of bone defects following the pterional craniotomy. Methods : The brushite CPC was used for the repair of surgically induced cranial defects, with or without augmentation, in 17 cases of pterional approach between March, 2005 and December, 2006. The average follow-up month was 20 with range of 12-36 months. In the first 5 cases, bone defects were repaired with only brushite CPC following the contour of the original bone. In the next 12 cases, bone defects were augmented with the brushite CPC rather than original bone contour. For a stability monitoring of the implanted brushite CPC, post-implantation evaluations including serial X-ray, repeated physical examination for aesthetic efficacy, and three-dimensional computed tomography (3D-CT) were taken 1 year after the implantation. Results : The brushite CPC paste provided precise and easy contouring in restoration of the bony defect site. No adverse effects such as infection or inflammation were noticed during the follow-up periods from all patients. 3D-CT was taken 1 year subsequent to implantation showed good preservation of the brushite CPC restoration material. In the cases of the augmentation group, aesthetic outcomes were superior compared to the simple repair group. Conclusion : The results of this clinical study indicate that the brushite CPC is a biocompatible alloplastic material, which is useful for prevention of temporal depression after pterional craniotomy. Additional study is required to determine the long-term stability and effectiveness of the brushite calcium phosphate cement for the replacement of bone.
The effect of $\beta$-TCP and PHA as additives on initial setting time, compressive strength and surface micro-structure after in vitro test of bone cement in TTCP and DCPA system was investigated. The median particle sizes of TTCP, $\beta$-TCP, DCPA and PHA for bone cement were about 3, 5, 0.9 and 4${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. Initial setting time and compressive strength of bone cement with various composition was measured by Vicat test and Universal Testing Machine, and surface morphology and crystalline phases of bone cements were observed and analyzed by SEM and x-ray diffractometer. Initial setting time was not affected by composition but by powder/liquid ratio, and cement with PHA required double amount of solution for paste as much as one without PHA, especially. It was thought that $\beta$-TCP and PHA in bone cements was not related to setting reaction. Thus, the addition of $\beta$-TCP and PHA in bone cements decreased compressive strength and inhabited HAP from being produced on surface in vitro test. In conclusion, it was not expected that $\beta$-TCP and PHA in TTCP-DCPD bone cements enhanced the strength and bioacitivity.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2006.05b
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pp.77-80
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2006
Graft copolymerized polycarboxylate(PC)-type superplasticizers(PCs) which have carboxylic acid with $\pi$ bond among the molecular structure and polyethyleneglycol methyl ether methacrylate(PMEM) were synthesized by free radical reaction and investigated the chemical structure, polymerization condition, and physical and chemical properties. Also, the effects of PCs in the dispersion, adsorption and hydration of cement were evaluated. As the molecular weight of graft chain decreases, the adsorption amount on cement particles increased. It was advantageous for the flow to reduce molar ratio, the lower the side bone molecular weight, and increase the molar ratio, the larger the side bone molecular weight. The hydration reaction speed was highly delayed at day 1, due to increase in molar ratio and reduction in side bone molecular weight, but it was recovered in the days after.
Zakaria, Myrna Nurlatifah;Cahyanto, Arief;El-Ghannam, Ahmed
Biomaterials Research
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v.22
no.4
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pp.346-351
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2018
Background: Carbonate apatite ($CO_3Ap$) and silica-calcium phosphate composite (SCPC) are bone substitutes with good prospect for dental application. SCPC creates a hydroxyapatite surface layer and stimulate bone cell function while, $CO_3Ap$ induce apatite crystal formation with good adaptation providing good seal between cement and the bone. Together, these materials will add favorable properties as a pulp capping material to stimulate mineral barrier and maintain pulp vitality. The aim of this study is to investigate modification of $CO_3Ap$ cement combined with SCPC, later term as $CO_3Ap-SCPC$ cement (CAS) in means of its chemical (Calcium release) and physical properties (setting time, DTS and pH value). Methods: The study consist of three groups; group 1 (100% calcium hydroxide, group 2 $CO_3Ap$ (60% DCPA: 40% vaterite, and group 3 CAS (60% DCPA: 20% vaterite: 20% SCPC. Distilled water was employed as a solution for group 1, and $0.2mol/L\;Na_3PO_4$ used for group 2 and group 3. Samples were evaluated with respect to important properties for pulp capping application such as pH, setting time, mechanical strength and calcium release evaluation. Results: The fastest setting time was in $CO_3Ap$ cement group without SCPC, while the addition of 20% SCPC slightly increase the pH value but did not improved the cement mechanical strength, however, the mechanical strength of both $CO_3Ap$ groups were significantly higher than calcium hydroxide. All three groups released calcium ions and had alkaline pH. Highest pH level, as well as calcium released level, was in the control group. Conclusion: The CAS cement had good mechanical and acceptable chemical properties for pulp capping application compared to calcium hydroxide as a gold standard. However, improvements and in vivo studies are to be carried out with the further development of this material.
Impedance spectroscopy was applied to the initial hydration of calcium phosphate bone cements in order to investigate the electrical/dielectric properties. Hydration or equivalently setting was monitored as a function of the amount of water and initial powder characteristics. Higher amounts of water produced more open microstructures, leading to higher conductivity and enhanced dielectric constant. The effects of the initial characteristics in the powder were investigated using bone cement powder prepared with and without granulation. Granulated powder exhibited a significant change in resistance and produced a higher dielectric constant than those of conventional powder. Through a simplified modeling, the effects of thickness in reaction products and pore sizes were estimated by the frequency-dependent impedance measurements. Furthermore, impedance spectroscopy was proven to be a highly reliable tool for evaluating the continuous change in pore structure occurring in calcium phosphate bone cements.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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