Rendimiento mecánico del cemento óseo de baja viscosidad con antibióticos: efectos de Vancomicina y Gentamicina

• Medina, Santiago ^[1] ; González-Estrada, Octavio Andrés ^[2] ; Saénz-Suárez, Andrés Fernando ^[3]
  1. [1] Líneas Hospitalarias SAS
  2. [2] Universidad Industrial de Santander
  3. [3] IMAO Proyectos e Ingeniería S.A.S

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• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 24, Nº. 2, 2025 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 103-118
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Mechanical Performance of Low-Viscosity Bone Cement Mixed with Antibiotics: Effects of Vancomycin and Gentamicin
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• Resumen
  • español

    Este estudio analiza el efecto de la incorporación de diferentes dosis y tipos de antibióticos, específicamente vancomicina (polvo) y gentamicina (líquido), en las propiedades mecánicas del cemento óseo de baja viscosidad. Las pruebas de compresión realizadas bajo la norma ASTM F451 evidenciaron que la adición de antibióticos reduce significativamente la resistencia a la compresión, siendo este efecto más marcado en mezclas con altas concentraciones de gentamicina (6,25 ampollas), donde se obtuvo una resistencia promedio de 33,50 MPa. Por el contrario, el cemento sin antibióticos presentó la mayor resistencia (99,85 MPa), mientras que mezclas con 2 gramos de vancomicina mostraron valores cercanos (85,46 MPa). El análisis estadístico (ANOVA) confirmó diferencias significativas entre las formulaciones, destacando que dosis más altas de gentamicina provocaron una mayor reducción en la resistencia a la compresión en comparación con la vancomicina. Estos resultados sugieren que el uso moderado de vancomicina podría ser una alternativa más segura en términos de equilibrio entre eficacia antimicrobiana e integridad mecánica. Este trabajo resalta la necesidad de estudios adicionales para mejorar las formulaciones y los métodos de mezcla del cemento óseo en aplicaciones ortopédicas.

  • English

    This study evaluates the mechanical impact of incorporating varying doses and types of antibiotics, specifically vancomycin (powder) and gentamicin (liquid), into low-viscosity bone cement. Compression tests conducted following the ASTM F451 standard revealed that antibiotic addition significantly reduces compressive strength, with the most pronounced effect observed in mixtures containing high concentrations of gentamicin (6.25 ampoules), yielding an average strength of 33.50 MPa. In contrast, the antibiotic-free cement demonstrated the highest strength (99,85 MPa), while mixtures with 2 grams of vancomycin retained comparable values (85.46 MPa). Statistical analysis (ANOVA) confirmed significant differences between formulations, highlighting that higher doses of gentamicin caused a greater reduction in compressive strength compared to vancomycin. These findings suggest that moderate use of vancomycin may offer a better balance between antimicrobial efficacy and mechanical integrity. This study emphasizes the need for further research to refine bone cement formulations and mixing methods for improved performance in orthopedic applications.