دانلود مقاله سیمان های استخوان

بخشی از مقاله

سیمان های استخوان

مقدمه:
دراين تحقيق برخي مقالات كه از سال 1996 به بعد در ارتباط با سيمان هاي استخوان مختلف ارائه شده است مورد بررسي قرار گرفته اند.
به طور كلي چهار نوع سيمان استخوان براي كاربردهاي ارتوپدي و دندانپزشكي موجود است كه دو تاپايه پليمري و دوتاي ديگر سراميكي دارند كه عبارتند از:
- سيمان هاي اكريليكي يا سيمان هاي با پايه پلي متيل متاكريلات PMMA))
- سيمان هاي با پايه پلي پروپيل فومريت (PPF)
- سيمان هاي فسفات كلسيم (CPBCS)

- سيمان هاي گلاس يونومر (glass inomer)
هر كدام از اين چهار نوع سيمان خود داراي تركيبات و فرمولاسيونهاي متفاوت بوده كه هر كدام خواص مختلف با يكديگر دارند.
سيمان استخوان PMMA براي كاربردهاي كلينيكي وبه منظور اطمينان از تثبيت عضو مصنوعي مفصل در تعويض مفصل ران و زانو مصرف شده است. سيمان استخوان در اصل از پودر پلي متيل متاكريلات و مايع مونومرمتيل متاكريلات تهيه مي شود.
سیمان استخوان
بخش مايع (20 ميلي ليتر)
متيل متاكريلات (مونومر) 4/97 درصد حجمي
ان وان دي متيل پلي تولوئيدن 6/2 درصد حجمي
هيدوركئينون 15 75 قسمت در ميليون

بخش پودر جامد (40 گرم)
پلي متيل متا كريلات 15 درصد وزني
كوپليمر متيل متاكريلات - استيرن 75 درصد وزني
باريم سولفيد 10 درصد وزني
دي بنزوئيل پراكسيد درحد بسيار اندك
هيدور كئينون از پليمريزاسيون سريع جلوگيري مي كند. پليمريزاسيون سريع تحت شرايط خاصي به وقوع مي پيوندد. مثلاً قرار گرفتن در معرض نور بالارفتن درجه حرارت و امثال آن مي تواند سبب پليمريزاسيون نابهنگام شود.

ان وان دي متيل- تولوئيدين براي ترويج يا شتاب بخشيدن عمليات اصلاح سازي سرد به تركيب نهايي اضافه مي شود. (عامل پخت cold curing). واژه اصلاح سازي سرد به اين منظور به كار مي رود كه تفاوت شرايط اجراي عمليات باوضعيت كار در دماي بالا و فشار زياد (مثل روش قالب گيري تحت فشار و دماي بالا جهت ساخت اجزاء دنداني در دندانسازي ها) مشخص گردد. قسمت مايع از طريق گذراندن از صافي به خوبي سترون مي شود. بخش جامد ماده نيز پودري سفيد و بسيار ريز است.

هنگامي كه پودر و مايع با يكديگر مخلوط مي شوند مايع مونومر از طريق فرايند پليمريزاسيون اضافي، عمل پليمريزاسيون را انجام مي دهد. دي بنزوئيل پراكسيد كه نقش فعال كننده را به عهده دارد با پودر مخلوط شده و با مونومر واكنش انجام مي دهد تا يك راديكال مونومر را تشكيل دهد. اين راديكال مونومر سپس به مونومر ديگري هجوم مي برد تا يك راديكال ديمر تشكيل دهد. فرايند ادامه مي يابد تا مولكولهاي زنجير- طويل توليد شود. مايع مونومر سطح ذرات پودر پليمر را خيس مي كند و آنها را پس از پليمريزاسيون به يكديگر مرتبط و متصل مي سازد و يك حالت خميري به وجود مي آيد كه به حفره تزريق مي شود. و پوتوز روي سيمان همانند شكل (1) جداداده مي شود.
خواص سيمان استخوان مي تواند توسط عوامل داخلي و خارجي تحت تأثير قرار گيرد كه شامل:
عوامل داخلي :
تركيب مونومر و پليمر
اندازه، شكل و توزيع ذرات پودر : درجه پليمريزاسي

ون
نسبت مايع به پودر
عوامل خارجي
محيط مخلوط كردن: درجه حرارت ، رطوبت، نوع ظرف
روش مخلوط كردن: آهنگ و تعداد زدن با همزن (كاردك)
محيط اصلاح سازي: درجه حرارت، رطوبت، فشار، سطح تماس، (بافت، هوا، آب و….)
مهمترين عامل تعيين كننده خواص سيمان استخوان اكريليكي را مي توان تخلخل ايجاد شده در خلال عمليات اصلاح سازي دانست، حفره هاي بزرگ (با قطر چند ميليمتر) سبب تضعيف خواص مكانيكي مي شود. بخار مونومر و هواي محبوس شده در خلال مخلوط كردن دو دليل بروز تخلخل در مخلوط است . با استفاده از اعمال خلاء و قرار دادن مخلوط مونومر و پودر تحت نيروي گريز از مركز

(سانتريفوژ) خلال مخلوط كردن مي توان تخلخل را كاهش داد. در هر حال هر دو روش مذكور معايبي را مثل دشواري مخلوط كردن هنگامي كه خلاء اعمال مي شود و جدايش اجزاء مخلوط وقتي كه نيروي گريز از مركز به كار مي رود و دربر دارد و گذشته
از آن نياز به تجهيزات اضافي نيز وجود دارد. تخلخل همچنين مي تواند با كاهش دماي توليد شده حين پليمريزاسيون كاهش يابد.(1)
به طور كلي وظيفه اصلي سيمان توزيع تنش روي نواحي تماس بين استخوان و پروتز است در واقع به عنوان يك فاز بينابين پروتز فلزي با مدول بالا و استخوان است. و براي انتقال و توزيع بارهاي وزن بدن و بارهاي سيكلي به خاطر حركت هاي حين راه رفتن از پروتز به استخوان به كار مي رود.(17). مونومرهاي اكريليكي بسيار واكنش پذير بوده و حين پليمريزاسيون گرماي زيادي آزاد مي كند. ميزان آستانه (حد) براي آسيب حرارتي بافت، در اطلاعات مستند در محدده زير تا بالاي براي استخوان

مي باشد. دانسته شده است كه اكريليك سبب مرگ سلولهاي استخوان در محل كاشت به خاط گرماي پليمريزاسيون يا اثرات موضعي منومر متيل متا كلريلات كه از مواد خارج مي شود، مي شود. سمي بودن اثر ديگر در زمان كاشت مي باشد كه شامل ارگانهاي مثل شش و قلب مي شود. برخي تغييرات تنفسي قلب در بشر و حيوانات آزمايشي تشريح شده و عمدتاً به خاطر اثرات گردش منومر متيل متا كريلات است. (15)
آمين هاي حلقوي نوع سوم خيلي سمي هستند و تركيب سرطانزا محسوب مي شوند، آنها پس

از واكنش با بنزوئيل پراكسيد (BPO) اكسيده شده و به آمينهاي نوع دوم و اكسيدهاي آمين بدل مي شود. به علاوه برخي آمينهاي تغير نيافته رها خواهند شد.
مشكل ديگر سيمان هاي اكريليكي لق شدگي در محل فصل مشترك سيمان- پروتز است. همچنين سيمان اتصال خوبي با استخوان نداشته و معمولاً باعث شكست مي شود. با پوشش دادن پروتز با سيمان استخوان يا پليمر PMMA لق شدگي سيمان- پروتز كاهش مي يابد زيرا پوشش دادن باعث اتصال خوب بين سيمان و پروتز مي شود.

انقباض سيمان حين پليمريزاسيون نيز مي تواند بر لق شدگي پروتز ها تأثير بگذارد. مينيموم كردن فاصله هاي بين بافت سخت و پروتز در تثبيت طويل المدت پروتز ها مهم است. چسبيدن سيمان استخوان به استخوان و پروتزها ممكن است براي حل اين مشكل مهم باشد. (12). براي حل اين مشكلات برخي ذرات استخوان را به سيمان استخوان اكريليكي اضافه كرده اند كه كاهش درتعداد تخلخل را باعث شده اما توليد مجدد استخوان را باعث مي شود. اجزاي ديگر كه فرمولاسيون هاي سيمان استخوان اكريليكي اضافه شده اند، هيدوركسي آپاتيت است كه به صورت ذرات ريز اضافه شده است و از خواص مكانيكي حمايت كرده و ماكزيمم دماي سيمان را كاهش داده و تشكيل بافت استخوان را در اطراف كاشتني با توجه به فرمولاسيون كلاسيك PMMA تسريع مي كند.(16)
سيمان هاي اكريليكي معمولترين كاربرد براي ايمپلنت هاي غير فلزي در ارتوپدي هستند. آنها

معمولاً با اضافه كردن يك تركيب غير آلي كه معمولاً باريم سولفات است، راديو اوپك (غير شفاف) مي شوند. اگر چه مقادير كمي از نمك هاي غير آلي كه به طور ظريف در سيمان پخش شده اند با زمينه آلي PMMA سازگار نيستند. مطالعات روي اثر اضافه كردن اين تركيبات كاهش ذاتي خواص مكانيكي را آشكار كرد كه در اين باره تافنس و استحكام كششي به طور قابل توجهي كاهش

يافتند. همچنين باريم سولفات مقاومت شكست توده ماده را كاهش مي دهد كه مي توان به عنوان يك چادره از متاكريلات كه نسبت به نور اشعه X غير شفاف است. استفاده كرد.
سيمان هاي استخوان فسفات كلسيم (CPBCS) شامل مايع (محلول يا محلول آ‎بي) و يك پودر شامل يك يا بيشتر تركيبات جامد كلسيم و يا نمك هاي فسفات است. در نتيجه اگر پودر و مايع با

نسبت مناسب با هم مخلوط شوند خميري تشكيل مي دهند كه با رسوب يك يا بيشتر از تركيبات جامد ديگر كه حداقل يكي از آنها فسفات كلسيم است، همواره بده و در دماي اتاق يا بدن گيرش ايجاد مي كند. آنها نه تنها زيست سازگار هستند بلكه Osteotransductive نيز مي باشند. يعني پس از جايگذاري در عيوب استخوان پس از اينكه به آهستگي جذب شدند و به طور همزمان بايكديگر به بافت استخوان جديد تبديل شدند، باعث كامل شدن استخوان مي شوند. آنها همچنين ممكن است با سيمان هاي PMMA و پوشش هاي آپاتيت براي تثبيت پروتز هاي فلزي در ارتوپدي و ايلپنت شناسي دهاني رقابت مي كنند (2) زيرا آنها اتصال خوبي با فلز و استخوان برقرار مي كنند. اين سيمان ها به دليل اين كه واكنش پليمريزاسيون ندارند گرمايي توليد نمي كنند بنابراين مشكل مرگ سلولي كه در سيمان هاي PMMA يك مشكل اساسي است. در اين سيمان ها به چشم نمي خورند.

يكي از ويژگيهاي اين سيمان تشكيل هيدروكسي ايپلنت حين گيرش است كه باعث سخت شدن سيمان مي شود. Chow , Brown (3) سيمان فسفات كلسيم خودگير را گزارش كردند كه شامل مخلوط تتراكلسيم فسفات ريز (TTCP) و دي كلسيم فسفات آبهنيدراس(DCPA) يا كلسيم فسفات دي هيدرات (DCPD) به عنوان فاز جامد است. وقتي اين تركيبات با آب مخلوط مي شوند، سيمان تشكيل هيدوركسي آپاتيت ميدهد. به دليل اينكه سيمان فسفات كلسيم PH خنثي دارد و تنها

فسفات كليسم را شامل مي شود، زيست سازگاري بالا و قابليت تشويق استخوان سازي دارد. اطلاعات مستند نشان مي دهد كه سرعت تشكيل HA (هيدوركسي آپاتيت) مي تواند با حضور فسفات در محلول افزايش يابد. اخيراً سيمان كلسيم فسفات جديد كه نيازي به TTCP ندارد گزارش شده است. دراين سيمان ها، تشكيل HA بوسيله استفاده از محلول حاوي فسفات يا محلول PH بالا به عنوان فاز مايع بدست مي آيد. (3)
سيمان هاي فسفات كلسيم مي توانند پس از مخلوط شدن يا حين گيرش قالبگيري شوند يا به سادگي به عيوب استخوان تزريق شوند. بعضي سيمان هاي فسفات كليسم وقتي تحت فشار قرار مي گيرند به يك خمير نازك خارج شده و جرم جامد داخل سرنگ تفكيك مي شوند، بنابراين انتخا

ب خوب از خمير ضروري است. خواص سيمان ها با استفاده از اضافه شونده ها تغيير مي كند. (5). همچنين مي توان با تغيير در فرايند ساخت يا مواد اوليه مثلاً ريز كردن دانه هاي پودر، زمان گيرش و خواص مكانيكي سيمان را تغيير مي دهد.(6)
سيمانهاي گلاس يونومر (GIC) و سيمانهاي يونومري (Ic)پ از سيمان هاي پايه سراميكي هستند كه اغلب در دندانپزشكي استفاده مي شوند ولي كاربردهايي نيز در ارتوپدي و اعضاي اسكلتي بدن دارد. اين سيمان ها از تركيب شدن يك اسيد پليمريك غليظ (پلي اكريليك اسيد) با يك شيشه فلوئورآلومينو- سيليكات تخريب پذير نيز به دست مي آيند.
گرمازايي در اين واكنش وجود نداشته و يا كم است و به علاوه اين سيمان ها اتصال چسبنده بين فلز و استخوان تشكيل مي دهند. (7). اين مواد براي كاربرد به عنوان سيمان ارتوپدي و جانشين استخوان در جراحي دهاني و صورتي ارزيابي شد است كه مزايايي بر سيمان اكريليك و هيدوركسي آپاتيت يا جانشين هاي تري كلسيم فسفات دارند. پيشنهاد شده است كه اساس

خواص Osteotransductive و اتصال با استخوان براي اين سيمان ها تغيير يون ها در تماس بافتها در محل كاشت ايپلنت است. سيمان هاي يونومري مي توانند آب جذب كنند ولي اين مسأله باعث تغيير خواص آنها مي شود. در ضمن اين سيمانها يونهاي مختلفي مانند كلسيم، پتاسيم، سديم، فلوريد و آلومينيوم از خود آزاد مي كنند كه برخي اثر مثبت دارند و باعث افزايش رشد استخوان در اطراف سيمان مي شوند مانند فلوريد و برخي نيز مانند آلومينيوم اثر منفي داشته و زيست سازگاري را كاهش مي دهند (8). براي غلبه بر برخي مشكلات رايج سيمانهاي PMMA مانند ع

دم اتصال به استخوان استحكام مكانيكي نسبتاً پايين و توليد گرماي بالا طي پليمريزاسيون، سيمانهاي استخوان بيواكتيو (BA) كه اتصال مستقيم با بافت استخوان زنده دارند و استحكام مكانيكي بسيار بيشتري از سيمانهاي PMMA دارند وهنگام سخت شدن گرماي زيادي توليد نمي كنند، مورد استفاده قرار مي گيرند.

خواص سيمان هاي استخوان اكربليكي
خواص مكانيكي
در سال 19995، PASCUAL و همكارانش خواص مكانيكي سيمانهاي اكريليكي را با جايگزين كردن مقادير مختلف منومر متيل متاكريلات (تا 20 درصد) با اتوكسي تري اتيلن گليكول مونومتاكريلات (TEG) اصلاح كردند. خواص مكانيكي با انجام آزمايشات كششي و فشاري انجام شد. به خاطر هيدورفيل بودن واحدهاي اتيلن گليكول موجود در TEG، قبل از آزمايش به منظور شناخت اثر آب روي خواص مكانيكي نمونه ها در محلول نمك NaCl 90% در به مدت يك هفته غوطه ور شدند. مطابق شكل (2) نمونه هاي متورم شده درجه هيدريداسيون تعادلي بر حسب درصد بين 2/1 تا 5/2 درصد را نشان دادند. اين پارامتر با ارتباط بين وزن جذب آب و وزن نمونه خيس شده در حال تعادل بر

حسب درصد تعريف مي شود. استحكام فشاري در تمام مواد، بالاي MPA 70 است كه كمترين مقدار مورد نياز براي استاندارد ASTM است. با افزايش TEG در فاز مايع مدول يانگ كاملاً كاهش يافت در حالي كه استحكام ماكزيموم كششي با افزايش غلظت افزايش مي يابد. و همچنين افزايش كرنش كل و كرنش پلاستيك با غلظت هاي متفاوت TEG صورت مي گيرد. (شكل 20)
تنها اثر قابل توجه نمونه هاي ذخيره شده در محلول نمكي افزايش كرنش كل است كه مربوط به اثر دخول آب به سيمان مي شود يعني اينكه داكتيليته سيمان اصلاح شده بهبود يافته است. مطالعات تصوير برداري از شكست با ميكروسكوپ الكتروني از سطوح شكست كششي سيمان استخوان رايج و سيمان استخوان اصلاح شده با TEG 20% به ترتيب در شكل هاي 24 و 25 نشان داده شده است. سطح شكست مي تواند به يك ناحيه صاف كه ترك شروع مي شود و يك ناحيه خشن كه با گسترش ترك از منبع خشن تر مي شود تقسيم مي شود. ناحيه صاف شامل شروع ترك مي شود كه ترك به آساني در آن رشد مي كند. اين ناحيه ميتواند در سيمان استخوان اصلاح نشده مشاهده شود (شكل a 24) و يك نوع مشخصه ترك در زمينه و دانه هاي PMMA احساس مي شود. در مقابل در سيمان استخوان اصلاح شده، ناحيه صاف به سختي احساس مي شود (شكل a25). در سيمان اصلاح شده ترك برداشتن در زمينه بيشتر از دانه ها مي باشد. ناحيه انتشار ترك (a 24 و a25) در سيمان استخوان اصلاح شده با TEG بيشتر از سيمان اصلاح نشده است. از نتايج چنين بر مي آيد كه سيمان استخوان اصلاح شده، تردي كمتري از سيمان اصلاح نشده دارد. در خشن ترين ناحيه (شكل c25 و c24) انتشار ترك بين زمينه و دانه ها قابل تشخيص نيست.

بنابراين جايگزيني جزئي MMA توسط TEG، داكتيليته بيشتر سيمان استخوان همراه با رفتار چقرمه تر در شكست را باعث مي شود. كه زمان كار پروتز HIP را افزايش مي دهد.(17). (شكل 24 و 25)

در سال 1997، Furman و Safa كنترل خواص مكانيكي سيمان استخوان PMMA را با تكنيك هاي تهيه در شرايط مختلف مخلوط كردن بررسي كردند. اين عمل باعث بهبود خواص مكانيكي تا فنس شكست و خستگي مي شود كه به دو دسته تقسيم مي گردند:
1- آنهايي كه براي رسيدن به بالاترين سطح كيفيت درمواد به كار مي روند.
2- آنهايي كه براي بهبود خواص با تغيير تركيب شيميايي و فيزيكي مواد پايه انجام مي شوند.
بايد توجه داشت كه سيمان استخوان اكريليكي يك ماده هموژن نيست و از مواد مختلفي تشكيل شده است كه اغلب آنها تخلخل ايجاد مي كند، بنابراين سيمان استخوان يك كامپوزيت است.(13)
Verdonschot و Huiskes رفتار ديناميكي خزش سيمان Simplex- P با دست مخلوط شده را در كشش و فشار سيكلي، تحت بارگذاري مشابه با بارگذاري فيزيولوژيكي بدن بررسي كردند. آنها دريافتند كه خزش سيمان استخوان در كشش بسيار بيشتر از (5 تا 10 مرتبه سريعتر) از فشار است. همچنين در كشش، كرنش خزش در سيمان استخوان مي تواند بيشتر از فشار از محدوده كرنش الاستيك بحراني تجاوز كند. همچنين ناهمگني هاي نمونه به خاطر تخلخل متغير وزن

مولكولي، جهت مندي زنجير پليمر و تنش هاي باقيمانده داخلي، مي تواند يك نقش بزرگ در رفتار خزش در كرنش كم ايفا كند. Topolesky و همكارانش بيان نموده‌اند كه:
تخلخل براي مقاومت خستگي سيمان استخوان تعيين كننده است زيرا ريز تركها در حفرات جوانه مي زنند. بنابراين بهتراست كه تخلخل را حذف كرده و براي افزايش تافنس شكست مواد از يك تقويت كننده استفاده كنيم. مشكل نمونه هاي مخلوط شده با دست در اتمسفر هوا، حباب هاي هواست كه در سيمان گير مي افتد. همچنين به دليل گرماي واكنش ممكن است برخي منومرهاي پليمريزه نشده به صورت گاز بيرون روند كه باعث ايجاد حفره مي شود. جراح مي تواند گاز را با

فشار دست خارج كند. چندين تكنيك اخيراً توسعه يافته اند كه گاز حبس شده را حذف مي كنند. ممكن است اين تكنيك ها به تنهايي و يا به صورت گروهي استفاده شوند و شامل كاربرد خلاء براي مخلوط كردن، سانتريفوژ مخلوط و لرزاندن مخلوط مي شوند. سرعت مخلوط كردن حدود يك هرتز است، سرعت هاي بيشتر باعث گرم شدن مخلوط مي شود. متغيرهاي زيادي مثل زمان و سرعت مخلوط كردن … وجود دارند كه مي توانند در مخلوط كردن در خلاء تغيير كند. سانتريفوژ،

روش ديگر براي خارج كردن حباب هاي گاز از سيمان است كه در آن سيمان چگالتر به سمت بيرون مي رود و همگني خود را كاهش مي دهد كه در نتيجه اهميت اين اثر واضح نيست. ماشين هاي مخصوصي هستند كه مخلوط كردن و سانتريفوژ را با هم انجام مي دهند. لرزش مكانيكي نيز براي كاهش تخلخل در سيمان استفاده مي شود. (13)
در سال 2000، Mccullough و Buchanan و Walker، تأثيرات دما و شرايط مخلوط كردن در كيفيت و استحكام (PMMA) سيمان استخوان را بيان نمودند.
چندين تكنيك براي مخلوط كردن سيمان استخوان وجود دارد:
1- مخلوط كردن دستي سيمان در ظرف روباز كه همزن (Spatula) مورد استفاده قرار مي گيرد.
2- مخلوط كردن مكانيكي
3- مخلوط كردن مكانيكي در خلاء
4- عمل سانتريفوژ
5- عمل سانتريفوژ در خلاء
كيفيت سيمان استخوان بعد از مخلوط كردن توسط روشهاي بالا بيان شد. تكنيك دستي سطح بالايي از خلل و فرج را نشان داده است. (%3/2 10). در تكنيك سانتريفوژ، هر چند كه ميزان تخلخل كاهش يافته ولي خلل و فرج ها تمايل به انتشار دارند. مخلوط كردن مكانيكي سيمان در خلاء كمترين تخلخل را نشان مي دهد كه حدود %5/0 5/0 است.

Davies و Josty مطالعاتي را بر روي خواص مكانيكي و سطوح متخلخل سيمان استخوان سانتريفوژي و غير سانتريفوژي انجام دادند. و افزايش 54% در تنش نهايي و افزايش 36% دركشش برگشتي و استحكام خستگي سيمان سانتريفوژ ديده شده است. خصوصيت تر شوندگي پارامتر مهمي در مخلوط كردن سيمان استخواني مي باشد كه نفوذ مايع به وزن مولكولي پليمر حل شده بستگي دارد. (شكل 2). هر چه دما بيشتر باشد نفوذ مايع افزايش مي يابد. در

روش هاي مخلوط كردن با افزايش دما ويسكوزيته مخلوط زياد مي شوند ولي سرعت افزايش ويسكوزيته به دماي اوليه مخلوط بستگي دارد. اگر دماي اوليه زياد باشد سرعت افزايش ويسكوزيته زياد مي شود. اگر ويسكوزيته افزايش يابد، ترشوندگي پودر كاهش مي يابد و اين علتي است كه باعث كاهش سرعت حل شدن PMMA در مونومر مي شود در حاليكه دماي اوليه مخلوط كاهش يابد و اين باعث افزايش زمان مخلوط كردن اجزا PMMA - MMA در ويسكوزيته پايين مي شود. فاكتورهاي اساسي مؤثر در ويسكوزيته مخلوط تورم پودر PMMA توسط مونومر و حل PMMA در مونومر مي باشد وسيكوزيته MMA به قدري كم است كه نمي توان آن را در ظرف چكه كن قرار داد. اما وجود PMMA حل شده، اين مشكل را از بين مي برد ويسكوزيته را افزايش مي دهد. و وقتي حل PMMA در مونومر كاهش يابد، دماي اوليه PMMA - MMA نيز كاهش مي يابد. بنابراين افزايش زمان مخلوط كردن PMMA - MMA در ويسكوزيته پايين صورت مي گيرد. به طور كلي كاهش دماي مخلوط كردن باعث كاهش ويسكوزيته مايع در حين مخلوط كردن مي شود و همچنين باعث افزايش زمان مي گردد تا مايع نفوذ كند. (18) (شكل 3)

از شكل 4 و 5 مي توان فهميد كه غلظت خلل و فرج ها از قسمت بيروني نمونه هاي ديسكي به مركز آن تغيير مي كند، هر چند در ديسك هاي وكيوم، خلل و فرج زيادي وجود ندارد. علت اصلي اين تفاوت در توزيع تخلخل، انقباض در حين مخلوط كردن مي باشد. مخلوط كردن نمونه در دماي پايين داراي خصوصيات تر شوندگي كافي در پودر است كه براي توليد نمونه كافي است و نمونه داراي پليمريز مرطوب نمي باشد و همچنين ناحيه اي كه نشان دهنده مخلوط كردن ناقص باشد وجود ندارد. (شكل 6 و7) با آزمايشات انجام شده ميتوان فهميد كه با كاهش دما در مخلوط كردن اصلاح در كيفيت سيمان توليد شده صورت مي گيرد. مخلوط كردن ماشيني در دماي پايين (28-) و زمان مخلوط كردن s7 باعث كاهش تخلخل در پارامترهاي به كاررفته نمي شود. هر چند زمان s2 ماكزيمم زمان مخلوط كردن است

تقويت سيمان PMMA و سيمان استخوان (Simplex - P)
نتايج مطالعات Topoleski و همكارانش نشان داد كه هم سانتريفوژ كردن و هم تقويت با رشته Tiعمر خستگي سيمان استخوان را حدود پنج برابر افزايش مي دهد. آنها پيشنهاد كردند كه كاهش تخلخل با سانتريفوژ و تقويت سيمان ممكن است بطور مشترك عمل كرده و بهبود خستگي را باعث شود. كاهش حفره اثر بيشتري روي مقاومت شروع ترك دارد و با تقويت با رشته يا ايجاد انحراف ترك انفصال -رشته زمينه، بيرون كشي رشته و شكست نرم رشته به عنوان مكانيزم جذب كننده انرژي اين مقاومت هميشگي مي شود.(13