用于生产骨水泥的两部件式储存和混合设备以及相关方法技术

本发明专利技术涉及一种用于由作为骨水泥的起始组分的单体液体和水泥粉末生产骨水泥膏团的储存和混合设备，它包括布置有容纳单体液体的单体液体容器的托座、容纳水泥粉末的料筒、布置在托座中并能沿托座的纵向移动且能从托座的背面到达的进料柱塞、以及布置在料筒中并能在料筒内部沿纵向移位的分配柱塞，其中，托座的正面与或能与料筒的背面连接，使得托座的内部空间与料筒的内部空间连接以便能渗透单体液体，该连接是可分离的，其中，在托座的背面设有第一固定装置并在料筒的背面设有第二固定装置，第一和第二固定装置是相同或同类的。本发明专利技术还涉及一种用于生产骨水泥膏团、特别是糊状聚甲基丙烯酸乙酯骨水泥膏团的方法，其中通过使用储存和混合设备来由水泥粉末和单体液体生产骨水泥膏团。

【技术实现步骤摘要】
用于生产骨水泥的两部件式储存和混合设备以及相关方法
本专利技术涉及一种由作为骨水泥(骨胶泥)的起始组分的单体液体和水泥粉末生产骨水泥膏团的储存和混合设备。本专利技术还涉及一种用于生产骨水泥膏团、特别是糊状聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法，其中通过储存和混合设备的使用来由水泥粉末和单体液体生产骨水泥膏团。本专利技术的主题具体而言为一种设备，该设备用于分开的(单独地)储存聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的水泥粉末和单体液体，以便随后将水泥粉末与单体液体混合从而生产骨水泥膏团并分配混合的骨水泥膏团。使用该设备生产的骨水泥膏团特别用于骨折的椎体的强化，即用于椎体成形术。根据本专利技术的储存和混合设备是一种完全预装的注水泥系统(cementingsystem)。
技术介绍
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥基于查恩利先生的开创性工作(Charnley,J.：Anchorageofthefemoralheadprosthesisoftheshaftofthefemur(股骨的骨体的股骨头假体的锚固).J.BoneJointSurg.42(1960)28-30.)。常规聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)由粉末组分和液体单体组分制成(K.-D.Kühn:KnochenzementefürdieEndoprothetik:EinaktuellerVergleichderphysikalischenundchemischenEigenschaftenhandelsüblicherPMMA-Zemente.Springer-VerlagBerlinHeidelbergNewYork,2001)。也被称为水泥粉末或骨水泥粉末的粉末组分包括一种或多种聚合物、不透射线物和引发剂过氧化二苯甲酰，所述聚合物基于甲基丙烯酸甲酯和共聚单体如苯乙烯、丙烯酸甲酯或类似的单体通过聚合反应、优选地悬浮聚合反应产生。在粉末组分和单体组分的混合期间，粉末组分中的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的膨胀生成膏团，该膏团能被塑性成形且是实际的骨水泥。在粉末组分和单体组分的混合期间，活化剂(N,N-二甲基-p-甲苯胺)与过氧化二苯甲酰反应同时形成自由基。由此形成的自由基引发甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反应。在进行甲基丙烯酸甲酯的聚合反应时，水泥膏团的粘度增大直到水泥膏团凝固为止。已研发多种特殊聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥以处理椎体的挤压骨折(impressionfracture)。这些骨水泥的特征在于，它们包含较高份数的不透射线物，例如二氧化锆和硫酸钡。这是为了有利于借助荧光镜检查对骨水泥膏团在骨折的椎骨中的摊开的连续监测。椎体成形术和锥体后凸成形术是目前最常用的用于强化骨折的椎体的方法。目前，在混合烧杯或简易混合设备中手动混合水泥组分是该背景下是常见的。PMMA骨水泥能够通过借助刮板在适当的混合烧杯中混合水泥粉末和单体液体而被混合。这会导致气泡被封闭在骨水泥膏团中，这可能对固化的骨水泥的机械性能产生负面影响。已经提出了用于防止骨水泥膏团中出现空气夹杂物的大量的真空注水泥系统，其中，在此出于示例性目的将列举如下一些：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、EP1886647A1、US5,344,232A。由EP2730296A2得知一种用于锥体成形术的触变骨水泥，其中能够通过多种添加剂的使用来产生触变性。其中水泥粉末和单体液体两者都已经被包装在混合设备的分开的隔室中且仅就在应用水泥之前才在注水泥系统中彼此混合的注水泥系统是注水泥技术的发展。所述封闭的完全预装的混合系统已通过EP0692229A1、DE102009031178B3、US5,997,544A、US6,709,149B1、DE69812726T2、EP0796653A2和US5,588,745A提出。专利DE102009031178B3公开了一种作为完全预装混合设备的储存和混合设备，其中产生骨水泥膏团所需的起始组分已经被储存在该储存和混合设备中并且可以在储存和混合设备中被组合和混合。储存和混合设备包括用于封闭水泥料筒的两部分式分配柱塞。能透气的消毒柱塞和不能透气的密封柱塞的组合在该背景下被使用。封闭真空混合系统的这种原理在由HeraeusMedicalGmbH制作和销售的封闭注水泥系统PRO中实施。在将水泥粉末与液体单体组分混合后，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥以水泥膏团的形式在它们的未固化膏体状态下被施加。如果混合设备供粉末-液体水泥使用，则水泥膏团位于料筒中。水泥膏团通过分配柱塞的运动而从所述料筒被挤出。分配柱塞通常具有在30mm与40mm之间的直径并因此在外侧具有在挤出过程中与挤出设备的推杆接合的7.0cm2至12.5cm2的表面积。分配柱塞的运动通过也称为涂布器的手动操作的机械挤出设备来实现。所述手动挤出设备通常达到在约1.5kN至3.5kN的范围内的挤出力。由作为起始组分的液体单体组分和分开储存的水泥粉末组分组成的常规PMMA骨水泥的施加包括在注水泥系统中混合这两种起始组分以及借助手动操作的挤出设备将由此形成的水泥挤出。这些简易的机械挤出设备特别是利用由用于挤出的手动致动的倾斜杠杆驱动的夹杆。手动驱动的挤出设备在全球经受了数十年的考验并且因此是当前现有技术。所述挤出设备的有利之处在于医疗用户对骨水泥膏团借助要花费的手力向骨结构(松质骨)中的渗透阻力有感觉。迄今为止已知的所有完全预装混合设备的使用都要求医疗用户依次对设备以预定次序执行多个作业步骤，直到混合的骨水泥膏团准备好并且能够施加。作业步骤的任何混淆都会引起混合设备的失效并因此导致外科手术中的干扰。因此需要医疗用户的高成本训练以便防止发生用户误差。WO00/35506A1提出了一种设备，其中，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉末被存储在料筒中，因此水泥粉末占据料筒的整个容积，并且在水泥粉末的颗粒之间的空隙的体积等于在使用存储在料筒中的水泥粉末生产骨水泥膏团时所要求的单体液体的体积。所述设备的设计是适当的，使得真空的作用引起单体液体从上方被供应到料筒中，因此为此目的，真空被应用到在料筒的底侧上的真空连接器。因此，单体液体通过水泥粉末吸入，因此存在于水泥颗粒的空隙中的空气被单体液体替代。这不涉及借助于搅拌器对这样形成的水泥膏团进行机械混合。该系统的缺点是由于单体液体而迅速膨胀的水泥粉末不能利用所述设备混合，因为在单体液体进入水泥粉末之后，迅速膨胀的水泥粉末颗粒形成大约1到2厘米的凝胶状屏障，且妨碍单体液体迁移通过整个水泥粉末。而且，常规水泥粉末呈现一种现象，即水泥粉末颗粒由于表面能量的差别而仅被甲基丙烯酸甲酯不良地润湿。结果，甲基丙烯酸甲酯仅缓慢地渗透到水泥粉末中。而且，不能排除暴露于真空作用的单体液体在其完全渗透水泥粉末之后通过真空连接器被吸出。在这种情况下，不再有足够量的用于借助于自由基聚合反应固化的单体液体可用，和/或骨水泥的混合比率并且因此其稠度被不经意地改变。而且，问题是，陷于水泥粉末颗粒之间的空气将要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储存和混合设备，用于由作为骨水泥的起始组分的单体液体(4，204)和水泥粉末(5，205)生产骨水泥膏团(54)，所述储存和混合设备包括：托座(2，202)，在该托座中布置有单体液体容器(3，203)，其中所述单体液体容器(3，203)容纳所述单体液体(4，204)，料筒(1，201)，该料筒容纳所述水泥粉末(5，205)，布置在所述托座(2，202)中的进料柱塞(6，206)，其中所述进料柱塞(6，206)能沿所述托座(2，202)的纵向方向移动并且能从所述托座(2，202)的背面到达，和布置在所述料筒(1，201)中的分配柱塞(7，207)，其中所述分配柱塞(7，207)能在所述料筒(1，201)的内部沿纵向方向移位，其中所述托座(2，202)的正面与或能与该料筒(1，201)的背面连接，使得该托座(2，202)的内部空间与该料筒(1，201)的内部空间连接以便能透过该单体液体(4，204)，其中所述连接是可解除的，并且其中在所述托座(2，202)的背面上设置有第一固定装置(8，208)，在所述料筒(1，201)的背面上设置有第二固定装置(9，209)，其中该第一固定装置(8，208)和该第二固定装置(9，209)是相同的或同类的。...

【技术特征摘要】
2017.03.08 DE 102017104854.51.一种储存和混合设备，用于由作为骨水泥的起始组分的单体液体(4，204)和水泥粉末(5，205)生产骨水泥膏团(54)，所述储存和混合设备包括：托座(2，202)，在该托座中布置有单体液体容器(3，203)，其中所述单体液体容器(3，203)容纳所述单体液体(4，204)，料筒(1，201)，该料筒容纳所述水泥粉末(5，205)，布置在所述托座(2，202)中的进料柱塞(6，206)，其中所述进料柱塞(6，206)能沿所述托座(2，202)的纵向方向移动并且能从所述托座(2，202)的背面到达，和布置在所述料筒(1，201)中的分配柱塞(7，207)，其中所述分配柱塞(7，207)能在所述料筒(1，201)的内部沿纵向方向移位，其中所述托座(2，202)的正面与或能与该料筒(1，201)的背面连接，使得该托座(2，202)的内部空间与该料筒(1，201)的内部空间连接以便能透过该单体液体(4，204)，其中所述连接是可解除的，并且其中在所述托座(2，202)的背面上设置有第一固定装置(8，208)，在所述料筒(1，201)的背面上设置有第二固定装置(9，209)，其中该第一固定装置(8，208)和该第二固定装置(9，209)是相同的或同类的。2.根据权利要求1所述的储存和混合设备，其特征在于，在所述料筒(1，201)的背面上、特别是在该料筒(1，201)的分配柱塞(7，207)中设置有通向所述料筒(1，201)的内部空间中的可封闭的直通部(14，214)，其中，该可封闭的直通部(14，214)优选地能够在所述托座(2，202)与所述料筒(1，201)之间的可渗透液体的连接解除时被以液密方式封闭，其中，所述可封闭的直通部(14，214)特别优选地包括阀、至少两个密封唇部(22)或自封闭的可刺穿式隔膜(242)。3.根据权利要求2所述的储存和混合设备，其特征在于，在所述托座(2，202)的正面上设置有空心针(212)或管(12)，所述托座(2，202)的内部能通过所述空心针或管以传导液体的方式与所述料筒(1，201)的内部空间连接，其中，如果所述托座(2，202)与所述料筒(1，201)连接，则所述空心针(212)或所述管(12)连同所述可封闭的直通部(14，214)一起形成通向所述料筒(1，201)的内部空间中的可渗透所述单体液体(4，204)的连接部。4.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，在所述托座(2，202)的正面上布置有连接柱塞(20，220)，所述连接柱塞被布置成能在所述托座(2，202)的内部沿纵向方向移动，其中，所述单体液体容器(3，203)布置在所述连接柱塞(20，220)与所述进料柱塞(6，206)之间，其中，在所述连接柱塞(20，220)中设置有通路，所述通路能渗透所述单体液体(4，204)和气体并能用来建立与所述料筒(1，201)的内部空间的流体连接，其中，优选地，借助于所述连接柱塞(20，220)朝料筒(1，201)的方向上的运动使与所述托座(2，202)的正面连接的料筒(1，201)、所述料筒(1，201)的背面上的可封闭的直通部(14，214)或封闭所述料筒(1，201)的内部空间与所述托座(2，202)的内部空间之间的可渗透液体的连接部的封闭装置(12，212)开启。5.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，在连接至料筒(1，201)的可渗透液体的连接部中、在所述托座(2，202)的正面上设置有筛网或能渗透气体和液体的多孔盘(18，218)。6.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述储存和混合设备为用于起始组分的储存和混合并且用于在脊柱区域中施加所述骨水泥膏团(54)的骨水泥施加器，其中，所述骨水泥施加器优选地包括布置在所述料筒(1，201)的正面上的扩展分配开口，其中，所述扩展分配开口特别优选地借助分配管(34，234)、软管(64，104)和/或套管针(66)来实现。7.根据权利要求6所述的储存和混合设备，其特征在于，在所述扩展分配开口中或在所述扩展分配开口与所述料筒(1，201)之间布置有能从外部操作的三通阀(56，102)，在所述三通阀(56，102)上布置有用于接收骨水泥膏团(54)的收集容器(60，109)，其中，所述扩展分配开口汇合到施加开口中，所述施加开口布置在所述扩展分配开口的与所述料筒(1，201)背对的端部上，其中，所述三通阀(56，102)被适当地设计成使得它：在第一位置提供所述施加开口与所述料筒(1，201)之间的流体连接并且封闭朝向所述收集容器(60，109)的排出通道(88，120)，并且在第二位置提供所述施加开口与所述收集容器(60，109)之间的流体连接并且封闭朝向所述料筒(1，201)的通路(61，119)。8.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述托座(2，202)包括连接装置(12，212)，特别是包括至少一个空心针(212)或至少一个管(12)以作为连接装置(12，212)，其中，所述连接装置(12，212)布置在所述托座(2，202)的正面上，所述托座(2，202)以传导液体的方式经所述连接装置(12，212)与或能与所述料筒(1，201)的内部空间连接，并且其中，所述托座(2，202)除了所述连接装置(12，212)之外以液密方式被封闭。9.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述单体液体容器(3，203)为能在所述托座(2，202)的内部开启的玻璃安瓿(3，203)、塑料安瓿(3，203)、塑料膜袋或铝-塑料复合袋。10.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述第一固定装置(8，208)和所述第二固定装置(9，209)能固定在挤出设备(43)的、特别是料筒枪的单个支架(48)上。11.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述料筒(1，201)的内部空间的截面积为最多4cm2，优选地最多2.5cm2，特别优选地最多1.2cm2。12.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述料筒(1，201)通过料筒头部在正面上封闭，其中，该料筒头部中有出口开口，所述出口开口通过封闭件(36，236)封闭，所述封闭件不能被所述料筒(1，201)中的水泥粉末(5，205)渗透并且能被气体渗透，特别是微孔过滤器(36，236)，其中，所述封闭件(36，236)优选地能通过轴向压力负荷或通过手动力的作用来开启。13.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述托座(2，202)在背面上通过所述进料柱塞(6，206)以液密方式封闭或能在背面上通过所述进料柱塞以液密方式封闭，优选地以液密和气密方式封闭或能以液密和气密方式封闭。14.根据前述权利要求中任一项所述的储存和混合设备，其特征在于，所述料筒(1，201)呈中空圆筒形，并且所述第二固定装置(9，209)设置成与挤出设备(43)连接，其中，料筒头部封闭所述中空圆筒形的料筒(1，201)的正面，其中，在所述料筒头部中布置有出口开口，并且其中所述出口开口将所述料筒头部的外部以可渗透气体的方式与所述料筒头部的内部连接，其中，分配管(34，234)与所述料筒头部上的出口开口连接，其中，设置有以不可渗透液体的方式封闭所述分配柱塞的背面的可穿透隔膜(242)，并且所述托座(2，202)呈中空圆筒形...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·沃格特，T·克鲁格，
申请(专利权)人：贺利氏医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE