用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统和方法。该系统包括：具有用于混合骨水泥的可排空内部空间的至少一个药筒（4）；用于生成负压的泵（18）；以及将所述至少一个药筒（4）的所述内部空间连接到泵（18）的连接导管（12），其中所述真空混合系统包括用于驱动泵（18）的集成能量贮存器（28），其被连接到或能够被连接到所述泵（18）并且具有存储在其内的用于所述泵（18）的至少一个泵送过程的能量，其中通过消耗来自所述集成能量贮存器（28）的能量，在所述泵送过程期间借助于所述泵（18）能够生成负压以致所述负压能够被用于通过所述连接导管（12）从所述至少一个药筒（4）的所述内部空间排空气体。

【技术实现步骤摘要】
用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统和方法
本专利技术涉及用于从两种起动组分混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥（PMMA骨水泥）的真空混合系统，具体地涉及用于混合医学骨水泥并存储起动组分的真空混合系统。本专利技术进一步涉及用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法。因此，本专利技术的主题是用于存储、混合、以及（如果适用的话）分配聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统。本专利技术进一步涉及用于将单体液体传送到真空混合系统内的方法和用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的组分的方法。
技术介绍
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥是基于Charnley先生的前沿工作。PMMA骨水泥由液体单体组分和粉末组分构成。单体组分一般包含单体异丁烯酸甲酯和溶解在其中的催化剂（N,N-二甲基-p-甲苯胺）。也被称为骨水泥粉末的粉末组分包括一种或更多种聚合物、不透射线剂和引发剂过氧化苯甲酰。基于异丁烯酸甲酯和共聚单体（例如苯乙烯、异丁烯酸盐或类似单体）借助于聚合反应优选地通过悬浮聚合来产生粉末组分的聚合物。在混合粉末组分和单体组分期间，在异丁烯酸甲酯中的粉末组分的聚合物的膨胀产生能够被塑性成形且是实际骨水泥的胶。在混合粉末组分和单体组分期间，催化剂N,N-二甲基-p-甲苯胺与过氧化二苯甲酰反应且同时形成自由基。因此形成的原子团触发异丁烯酸甲酯的自由基聚合。一旦推进了异丁烯酸甲酯的聚合，则增加了水泥胶的粘性直到水泥胶固化。异丁烯酸甲酯是在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥中通常所用的单体。氧化还原引发剂系统通常由过氧化氢、催速剂和（如果适用的话）合适的还原剂构成。仅在氧化还原引发剂系统的所有成分均协调作用时形成自由基。为此，在单独的起动组分中的氧化还原引发剂系统的成分被适当地设置成以致这样不能触发自由基聚合。只要其组分是足够的，则在存储期间起动组分是稳定的。仅当两个起动组分被混合以产生水泥胶时，氧化还原引发剂系统的之前以两团浆糊、液体或粉末被单独存储的组分相互反应从而形成自由基，这触发了所述至少一个单体的自由基聚合。之后，自由基聚合导致形成聚合物同时消耗单体，其中水泥胶固化。能够借助于铲在适当的混合搅拌机中混合水泥粉末和单体液体从而混合PMMA骨水泥。所述过程的一个缺点在于，因此形成的水泥胶中会存在空气夹杂，并且这种空气夹杂能够导致之后骨水泥的不稳定。为此，优选的是在真空混合系统中混合骨水泥粉末和单体液体，因为在真空中混合能够较大程度地从水泥胶去除空气夹杂并且因此实现最佳的水泥品质。在真空中混合的骨水泥具有明显减少的多孔性并且因此显示出改进的机械性能。如下文献已经公开了大量真空水泥胶合系统，其出于示例目的被列出：US6,033,105A、US5,624,184A、US4,671,263A、US4,973,168A、US5,100,241A、WO99/67015A1、EP1020167A2、US5,586,821A、EP1016452A2、DE3640279A1、WO94/26403A1、EP1005901A2、US5,344,232A。在因此列出的真空水泥胶合系统中，需要连接外部真空泵来产生负压力。这些通常利用文氏管原理由压缩空气操作。操作真空泵所需的压缩空气由静止压缩空气设施或者电力操作的压缩机提供。此外，同样可行的是使用电力操作的真空泵来产生真空。其中水泥粉末和单体液体二者已经被包装在混合系统的单独隔室内并且仅正好在应用水泥之前在水泥胶合系统内彼此混合的水泥胶合系统是胶合系统的发展。所述全部被预先包装的混合系统被如下文献提出：EP0692229A1、DE102009031178B3、US5,997,544A、US6,709,149B1、DE69812726T2和US5,588,745A。所述混合系统也需要外部真空源。在这样的情况下，DE102009031178B3专利公开了通用真空混合装置，其具有两件式分配柱塞，其也能够被用于根据本专利技术的真空混合装置。如果真空混合系统被用于水泥胶合，则需要提供外部真空泵。所述真空泵是昂贵的并且在使用后需要被清洁。而且，需要用于将真空泵连接到真空混合系统的真空软管。所述真空软管需要与真空混合系统一同被包括。因此，在使用真空混合系统进行混合之前，真空泵需要在外科手术室（OR）内被设立并且必须被连接到能量源，例如压缩空气或者电力。然后，真空泵借助于真空软管被连接到真空混合系统。所述安装步骤占用了昂贵的OR时间并且潜在是易出错的。至真空混合系统和外部能量源的真空泵和连接导管以及供应导管占用空间并且可能有绊倒的危险且阻碍的可能，而这会在外科手术期间干扰通常忙碌的手术。通过EP1886647A1已经提出了一个令人感兴趣的概念。在此，水泥粉末被存储在排空的药筒中并且单体液体位于单独的容器内。被保持负压且被打开的药筒导致单体液体被吸入药筒内而没有空气进入。因此生成了没有空气夹杂的骨水泥胶。所述概念需要药筒在使用之前的存储期间以真空气密方式保持闭合，以致未消毒空气不能进入药筒内。为此，药筒必须以稳定气密方式被密封。因此，一种相关缺陷在于，设计是非常精密的，并且在吸入单体之后不能够由外部操作的混合系统来混合药筒的内容物，这是因为混合杆或混合管的送进通道很难达到永久真空密封。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是克服现有技术的缺陷。具体地，将要克服具有外部真空源的公知真空混合系统的缺陷。本专利技术的目标具体地是研发一种真空混合系统，其中仅恰在水泥组分被混合之前产生负压。装置将是尽可能简单的并且将允许相对于周围大气产生负压，至少在水泥药筒内产生负压一次。而且，能够有利的是，真空混合系统能够将单体液体从单体容器传送到被水泥粉末填充的药筒内。而且，之后提供一种方法，其能够在完全预先包装的混合系统内进行单体传送和真空混合。而且，将要研发的真空混合系统将主要由廉价的塑料制成。而且，将要设计一种制造便宜且在混合医学水泥和（如果适用的话）存储起动组分时工作稳定的装置以及用于混合骨水泥的方法，其中能够使用简单的手动操作来混合起动组分，如果可能的话不需要使用外部或者附加能量源且在混合材料内没有空气夹杂。聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的主要组分（作为混合材料）将是粉末并且第二组分将是液体形式。优选地，将可能的是存储在真空混合系统中彼此分离地存储骨水泥的这两种起动组分并且通过使用装置使它们安全地结合。本专利技术的目标通过用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统实现，该真空混合系统包括：具有用于混合骨水泥的可排空内部空间的至少一个药筒；用于生成负压的泵；以及将所述至少一个药筒的所述内部空间连接到用于生成负压的所述泵的连接导管，其中所述真空混合系统包括用于驱动所述泵的集成能量贮存器，其被或能够被连接到所述泵并且具有存储在其内的用于所述泵的至少一个泵送过程的能量，其中能够通过消耗来自所述集成能量贮存器的能量在所述泵送过程期间借助于所述泵来生成负压，以致所述负压能够被用于通过所述连接导管从所述至少一个药筒的所述内部空间排空气体。目前，负压将被理解为意味着相对于周围大气来说的比周围大气压力小的压力。优选地，能够提供被集成到真空混合系统的泵。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥是混合的且/或能够由至少两种组分生成。尤其优选地，一种组分是液体并且另一种组分是粉末。优选地，本专利技术能够使得所述至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统，包括：具有用于混合所述骨水泥的可排空内部空间的至少一个药筒（4、54），用于生成负压的泵（18、68），以及将所述至少一个药筒（4、54）的所述内部空间连接到用于生成负压的所述泵（18、68）的连接导管（12、62），特征在于，所述真空混合系统包括用于驱动所述泵（18、68）的集成能量贮存器（28、78），其被连接到或能够被连接到所述泵（18、68）并且具有存储在其内的用于所述泵（18、68）的至少一个泵送过程的能量，其中通过消耗来自所述集成能量贮存器（28、78）的能量而在所述泵送过程期间借助于所述泵（18、68）能够生成负压，以致所述负压能够被用于通过所述连接导管（12、62）从所述至少一个药筒（4、54）的所述内部空间排空气体。

【技术特征摘要】
2014.06.18 DE 102014108569.81.一种用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统，包括：具有用于混合所述骨水泥的可排空内部空间的至少一个药筒（4、54），用于生成负压的泵（18、68），以及将所述至少一个药筒（4、54）的所述内部空间连接到用于生成负压的所述泵（18、68）的连接导管（12、62），特征在于，所述真空混合系统包括用于驱动所述泵（18、68）的张紧的恢复元件（28、78），其被连接到或能够被连接到所述泵（18、68）并且具有存储在其内的用于所述泵（18、68）的至少一个泵送过程的能量，其中通过消耗来自所述张紧的恢复元件（28、78）的能量而在所述泵送过程期间借助于所述泵（18、68）能够生成负压，以致所述负压能够被用于通过所述连接导管（12、62）从所述至少一个药筒（4、54）的所述内部空间排空气体。2.根据权利要求1所述的真空混合系统，特征在于，所述泵（18、68）包括气密泵送空间（26、76），并且可移动柱塞（22、72）或者可移动壁被提供在所述泵（18、68）内以用作所述泵送空间（26、76）的边界，其中所述柱塞（22、72）或者壁能够借助于所述张紧的恢复元件（28、78）的所述能量沿一个方向被驱动，以致所述柱塞（22、72）或者壁的运动扩大所述泵送空间（26、76）并且因此在所述泵送空间（26、76）内生成的所述负压允许所述至少一个药筒（4、54）的所述内部空间通过所述连接导管（12、62）被排空。3.根据权利要求2所述的真空混合系统，特征在于，所述泵送空间（26、76）的容积扩大量至少等于所述药筒（4、54）的所述内部空间的自由容积。4.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，所述真空混合系统包括用于混合所述至少一个药筒（4、54）的内容物的混合装置（6、56），其中所述混合装置（6、56）被设置在所述药筒（4、54）的所述内部空间内且/或能够被手动驱动或通过马达被驱动。5.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，所述真空混合系统的总重量小于30kg。6.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，所述真空混合系统包括可手动操作的操作元件（30、80），所述操作元件能够操作成从所述张紧的恢复元件（28、78）释放所述能量，其中所释放的能量驱动所述泵（18、68）并且被驱动的泵（18、68）排空所述药筒（4、54）的所述内部空间。7.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，所述张紧的恢复元件（28、78）是张力弹簧。8.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，用于从所述药筒（4、54）分配所述混合的骨水泥的移动分配柱塞（9、10、59、60）被设置在所述药筒（4、54）的所述内部空间内，其中所述分配柱塞（9、10、59、60）被或者能够被以可拆卸方式锁定就位以便防止所述分配柱塞（9、10、59、60）响应于所述负压的影响而运动。9.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，所述泵（18、68）能够被所述张紧的恢复元件（28、78）驱动，其中，所述张紧的恢复元件（28、78）的膨胀或者收缩在所述药筒（4、54）的所述内部空间内产生相对于周围大气来说的负压。10.根据权利要求1或2所述的真空混合系统，特征在于，所述药筒（4、54）是被水泥粉末填充的水泥药筒，并且所述真空混合系统包括分离于所述水泥药筒且包含单体液体的容器（2），其中所述容器（2）通过能够被打开的分离元件（44）以液密方式被连接到所述水泥药筒的所述内部空间，并且所述水泥药筒的所述内部空间以气体可渗透的方式被连接到或者能够被连接到所述泵（18、68）。11.根据权利要求9所述的真空混合系统，特征在于，所述泵（18、68）被设计成包括：中空缸体（20、70），其中所述中空缸体（20、70）被连接到或者能够被连接到所述药筒（4、54）的所述内部空间；在所述中空缸体的一端上的气密封盖；柱塞（22、72），其被设置在所述中空缸体（20、70）中以便是气密的且可轴向运动的；至少一个弹簧元件，其被设置在所述柱塞（22、72）和所述封盖之间；连接元件（30、80）...

【专利技术属性】
技术研发人员：S福格特，
申请(专利权)人：赫罗伊斯医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE