术后感染以及翻修术中难以完全清除原有骨水泥是全髋关节置换术可能面临的两大难题。抗生素骨水泥的使用可使术后感染的发生率降低至约1%，而彩色骨水泥则被引入到临床以利于翻修术中对骨水泥的辨认。但随之而来的问题是在骨水泥中加入抗生素或染料等添加物可能改变骨水泥的理化特性，这又可能影响到骨水泥对假体的固定效果。
制备彩色骨水泥的一种简单且费效比高的方法是于骨水泥中加入美兰液。虽然有研究认为于骨水泥中加入美兰后不会改变其疲劳强度、碎裂硬度或抗牵伸、压缩或弯折力。但目前对加入染料和/或抗生素后对骨水泥理、化、机械特性以及对抗生素析出特性的影响尚缺乏相关资料。有鉴于此，意大利学者Galasso O等进行了一项相关研究，比较了不同组成的骨水泥加抗生素和/或染料后相应的物理、化学以及机械特性的变化情况，以及添加染料后骨水泥析出抗生素的动力学变化。相关研究结果发表于最近一期JBJS（Br）上。
图1 THA感染后应用彩色抗生素骨水泥间隔的实际照片（a）骨水泥间隔取除前，（b）二期手术取出骨水泥间隔后的照片。
研究内容
骨水泥样品的制备：每袋骨水泥（50g/袋）中加入1.25g万古霉素和/或1.25g庆大霉素；彩色骨水泥为上述单纯骨水泥或抗生素骨水泥中加入1.25cm3美兰液。所有操作均于23oC环境下进行。制备出的样品共8个组合形式，见表I；
表I 不同的骨水泥-抗生素-染色剂组合
物理特性测试：测定不同骨水泥组合的固化时间以及最大聚合温度。每种组合测试两次，计算平均值；
机械特性测试：测试样品的抗压强度及抗折弯强度，每种组合两个测试项目均分别检测10个样品。抗压强度测定的样品为以模具制备的直径6mm，高度12mm的圆柱体，测试时变形率设置为20mm/min；用于抗折弯强度测定的样品为以模具制备的长方体（厚3.3mm，宽10mm，长75mm），测试时的变形率设定为5 mm/min。测定仪器的分辨率为0.001mm；
图2 抗压强度测试装置
图3 四点折弯测试装置：（a）静止状态，（b）工作状态
药理学测定：1. 抗生素析出情况：检测不同时间段内抗生素的析出量，并与标准曲线进行比较；2. 析出液的抗菌活性：以上述获得的标本进行平板琼脂扩散抑菌试验其对枯草杆菌（万古霉素及庆大霉素均对该菌敏感）的抗菌活性，并与标准浓度的抗生素进行比较。
图4 琼脂扩散平板。样品孔周围的抑菌环大小由抗生素浓度决定，浓度越高，抑菌环越大。图中位于纵向正中一排孔为标准浓度抗生素，其浓度从20 mg/ml（最大抑菌环者）至1.25 mg/ml（最小抑菌环者）。
研究结果
1、除骨水泥加庆大霉素组合在添加美兰后呈现出紫色外，其它骨水泥抗生素组合添加美兰全部呈蓝色；
2、庆大霉素、妥布霉素之一或者两种一起加入骨水泥后均明显延长了骨水泥的固化时间；但不论是否添加抗生素，加入美兰后骨水泥的固化时间缩短；添加美兰后的骨水泥的聚合温度高于无添加剂的骨水泥；但是否添加抗生素并不影响骨水泥的聚合温度。不同组合的骨水泥固化时间及最高聚合温度情况见表II；
表II 不同组合骨水泥的固化时间及最高聚合温度
3、添加美兰的骨水泥在抗压强度、抗折弯强度以及弹性模量几方面均低于未添加者；无论添加美兰与否，加入抗生素后均降低了骨水泥的抗折弯强度；无美兰的骨水泥中，同时加入两种抗生素后的抗折弯强度低于单纯骨水泥及添加庆大霉素者；而在添加美兰的骨水泥中，加入万古霉素后的抗折弯强度低于未加者，但其弹性模量则高于未加者；未添加美兰而加入不同抗生素者，其抗压强度及弹性模量无明显差别；表III 对不同样品的机械测试结果
4、骨水泥中同时添加两种抗生素有协同析出效果，表现为同时添加两种抗生素的骨水泥析出的庆大霉素或万古霉素量高于单纯添加庆大霉素或万古霉素者，但统计学结果显示其差异未达到显著水平；
表IV 不同组合的骨水泥样品经浸泡1，4，24，48，72，168小时，以及14，21，28天后所析出抗生素的情况
- 添加美兰后，除抗生素为单一万古霉素的骨水泥外，其它组合的骨水泥所析出的抗生素量均明显减少；
- 单纯美兰有轻度的抗菌活性。
图5 不同时间点抗生素的析出曲线。图中显示为实际曲线及相应的以非线性回归分析得出的标准曲线。R2及P值如图中所示。
表V 单纯美兰的抗菌活性情况
通过分析上述结果，Galasso O等认为在抗生素骨水泥中加入染色剂后明显降低了骨水泥的物理、化学以及机械特性，因此他们不建议临床工作中于骨水泥中添加染色剂。但基于使用彩色骨水泥有利于翻修术中更加彻底地清除骨水泥，从而尽可能减少骨水泥残留所可能导致三体磨损等严重影响翻修手术疗效的不良后果，在今后的研究中值得继续寻找其它更好的染色剂或染色方法。
