具有压缩气体连接件的粉末-液体骨水泥混合器制造技术

用于从单体液体和水泥粉末生产骨水泥膏团的设备，包括：具有混合起始组分的筒形内部腔室的料筒，内部腔室在正面直至排出骨水泥膏团的输送开口是封闭的；在料筒的内部腔室中并以可沿输送开口的方向线性移动的方式被支承的输送柱塞；在输送开口与输送柱塞间布置在料筒内部腔室中的水泥粉末；具有内部腔室的单体托座，进料柱塞布置成可沿其纵向方向移动；以密闭方式直接或经由压缩气体管线连接单体托座内部腔室的压缩气体连接件，进料柱塞布置在单体液体容器与压缩气体连接件或单体托座中的压缩气体管线之间；连接单体托座和料筒的内部腔室、可渗透单体液体但不可渗透水泥粉末的连接件，单体液体容器布置在进料柱塞与连接件之间。本发明专利技术还涉及生产骨水泥膏团的方法。

Powder-Liquid Cement Mixer with Compressed Gas Connector

Equipment for producing bone cement paste from monomer liquids and cement powders includes: a barrel with a mixed initial component in a cylindrical inner chamber, the inner chamber is closed from the front to the conveying opening of the discharging bone cement paste; a conveying plunger supported in the inner chamber of the barrel and moving linearly along the direction of the conveying opening; and a conveying opening and a conveying column. Cement powder arranged between plugs in the inner chamber of the barrel; single support with inner chamber, with feed plunger arranged to move along its longitudinal direction; compressed gas connector connected directly or through compressed gas pipeline to the inner chamber of the single support in a closed way, and compressed gas pipeline arranged in the connection between the single liquid container and compressed gas connector or in the single support with feed plunger Between the single support and the inner chamber of the barrel, the connector which can penetrate the monomer liquid but can not penetrate the cement powder, and the monomer liquid container is arranged between the feed plunger and the connector. The invention also relates to a method for producing bone cement paste.

【技术实现步骤摘要】
具有压缩气体连接件的粉末-液体骨水泥混合器
本专利技术涉及一种用于由作为骨水泥(骨胶泥)膏团的起始组分的单体液体和水泥粉末生产骨水泥膏团的设备。本专利技术还涉及一种用于生产骨水泥膏团、特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥膏团的方法。本专利技术的主题具体而言为一种设备，该设备用于分开地(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以形成骨水泥膏团并施加混合的骨水泥膏团。该设备尤其用于为注射器填充用于椎体成形术的PMMA骨水泥膏团。此外，可以用PMMA骨水泥膏团填充椎体后凸成形术系统。根据本专利技术的设备优选是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基础工作(Charnley,J.：Anchorageofthefemoralheadprosthesisoftheshaftofthefemur(股骨的骨体的股骨头假体的锚固),J.BoneJointSurg.42(1960)28-30.)。单体组分通常含有单体甲基丙烯酸甲酯和溶解于其中的活化剂(N,N-二甲基-对甲苯胺)。也称为水泥粉末或骨水泥粉末的粉末组分具有一种或多种聚合物，其基于甲基丙烯酸甲酯和共聚单体如苯乙烯、丙烯酸甲酯或类似单体通过聚合、优选悬浮聚合不透射线物质和引发剂过氧化二苯甲酰来生产。当粉末组分与单体组分混合时，通过粉末组分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的膨胀而产生可弹性变形的膏团，即实际的骨水泥或骨水泥膏团。当粉末组分与单体组分混合时，活化剂N，N-二甲基-对甲苯胺与过氧化二苯甲酰反应而形成自由基。所形成的自由基引发甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合。随着甲基丙烯酸甲酯的不断聚合，骨水泥膏团的粘度增加直至其固化。PMMA骨水泥能够通过手动将水泥粉末与单体液体混合而借助刮板在适当的搅拌钵中被混合。为了避免骨水泥膏团中的气穴，已经描述了多种真空注水泥系统，其中举例而言提到如下一些：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。由专利DE102010019220B4、EP2596873B1和DE102013226118B3以及专利申请DE102014101305A1已知用于从两种膏状起始组分混合PMMA骨水泥的设备。注水泥技术的进一步发展是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混合在一起的注水泥系统。此类封闭的完全预装的混合设备已通过EP0692229A1、DE102009031178B3、US5,997,544A、US6,709,149B1、DE69812726T2、EP0796653A2和US5,588,745A推荐。专利DE102009031178B3公开了一种作为完全预装注水泥系统的储存和混合设备，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。储存和混合设备具有用于封闭水泥料筒的两部分式输送柱塞。这里，能透气的消毒柱塞和不能透气的密封柱塞的组合被使用。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在尚未硬化的膏体状态下作为骨水泥膏团被施加。在使用混合设备时，骨水泥膏团在粉末-液体水泥的情况下位于料筒中。当施加此类常规PMMA骨水泥时，在混合两种起始组分后，借助于可手动操作的挤出设备将所形成的骨水泥膏团挤出。骨水泥膏团通过输送柱塞的移动而从料筒被压出。当使用迄今为止已知的所有完全预装混合设备时，医疗用户都必须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产生并且能够施加。如果以错误次序执行作业步骤，则混合设备可能失效并且因此可能发生手术过程中的差错。因此需要医疗用户的高成本训练措施以便避免用户错误。WO00/35506A1提出了一种设备，其中，聚甲基丙烯酸甲酯水泥粉末被存储在料筒中，其中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对应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。该设备构造成使得单体液体通过真空作用而从上方引入料筒中，其中，为此目的，真空被应用到在料筒的底部的真空端口。以此方式，单体液体通过水泥粉末吸入，其中存在于水泥粉末颗粒之间的空隙中的空气被单体液体替代。因此省去了使用所形成的水泥膏团的搅拌器的彻底机械混合。该系统的一个缺点是使用该装置无法混合随单体液体快速膨胀的水泥粉末，因为快速膨胀的水泥粉末颗粒一旦单体液体已渗透到水泥粉末中约1至2cm便形成凝胶状屏障并防止单体液体贯穿水泥粉末迁移。传统的水泥粉末还存在这样的现象：由于不同的表面能量，水泥粉末颗粒仅被甲基丙烯酸甲酯不良地润湿。由此，甲基丙烯酸甲酯仅相对缓慢地渗透到水泥粉末中。此外，一旦水泥粉末已完全渗透通过单体液体，就无法排除单体液体在真空作用下经由真空端口吸出的风险。于是，可用于通过自由基聚合来进行固化的单体液体不足，或者混合比和因此骨水泥膏团的稠度不希望地改变。另外一个问题是，封闭在水泥粉末颗粒之间的空气必须从顶部向下通过单体液体被排出，因为比重低于单体液体的空气具有由于重力而在水泥粉末中向上迁移而不是沿真空端口的方向向下迁移的倾向。还从粘合剂和密封剂的领域得知电动排出设备。这些设备既可以用一次电池和二次电池驱动，也可以用固定电源驱动。由于它们有时非常显著的排出力，这些设备可以排出特别粘稠的膏状组合物。然而，电动机的使用的一个缺点在于，它们包含非铁金属并且是昂贵的商品。在必须保持无菌的手术区域中，此类设备需要进行复杂的消毒或甚至可能需要更换。电气布线可能妨碍用户在操作时的移动。而且，也提出了气动设备。这些设备需要静止或活动的压缩空气连接(US2,446,501A，DE202005010206U1)。为此，需要压缩空气软管，其可能妨碍用户的移动。作为替代方案，可以使用压缩气体料筒来提供压缩气体，以用于压出现成的粘合剂或密封剂。为此推荐了这样的设备，其中通过阀来控制压缩气体的流入，并且通过第二阀来控制粘性体的流量(US2004/0074927A1，US6,935,541B1)。对于这些设备，气体料筒集成在设备中。对于连接到压缩空气或包含压缩气体料筒的此类系统，始终需要压缩气体源，在没有这些压缩气体源的情况下系统不再可用。已研发一系列特殊聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥以处理椎骨的挤压骨折(impressionfracture)。这些骨水泥的特征在于以下事实：它们含有相对高比例的不透射线物质，例如二氧化锆或硫酸钡。因此，应当使通过透视检查持续监测骨水泥膏团在骨折椎骨中的扩散更容易。目前最常用于增强骨折椎骨的方法是椎体成形术和椎体后凸成形术。迄今为止，在混合钵或简单混合系统中手动混合水泥组分是标准的。然后将形成的水泥膏团填充到注射器中并用作椎体成形术的一部分以增强骨折的椎骨。或者，水泥膏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由作为骨水泥膏团(54，154，254)的起始组分的单体液体(4，104，204)和水泥粉末(5，105，205)生产骨水泥膏团(54，154，254)的设备，所述设备具有：料筒(1，101，201)，该料筒具有用于混合所述起始组分的筒形内部腔室，其中所述料筒(1，101，201)的内部腔室在正面上直至用于从所述内部腔室排出所述骨水泥膏团(54，154，254)的输送开口是封闭的，输送柱塞(7，107，207)，该输送柱塞布置在所述料筒(1，101，201)的内部腔室中并以可朝向所述输送开口线性移动的方式被支承，水泥粉末(5，105，205)，该水泥粉末在所述输送开口与所述输送柱塞(7，107，207)之间布置在所述料筒(1，101，201)的内部腔室中，单体托座(2，102，202)，该单体托座具有将容纳所述单体液体(4，104，204)的单体液体容器(3，103，203)容纳于其中的内部腔室，其中在所述单体托座(2，102，202)中布置有能沿所述单体托座(2，102，202)的纵向方向移动的进料柱塞(6，106，206)，压缩气体连接件(8，108，208)，该压缩气体连接件以压力密闭的方式与所述单体托座(2，102，202)的内部腔室直接连接或经由压缩气体管线(166，266)连接，其中所述进料柱塞(6，106，206)在所述单体液体容器(3，103，203)与所述压缩气体连接件(8，108，208)或所述压缩气体管线(166，266)之间布置在所述单体托座(2，102，202)中，和连接件(14，114，214)，该连接件将所述单体托座(2，102，202)的内部腔室和所述料筒(1，101，201)的内部腔室连接，该连接件可渗透所述单体液体(4，104，204)但不可渗透所述水泥粉末(5，105，205)，其中所述单体液体容器(3，103，203)布置在所述进料柱塞(6，106，206)与所述连接件(14，114，214)之间。...

【技术特征摘要】
2017.11.02 DE 102017125592.31.一种用于由作为骨水泥膏团(54，154，254)的起始组分的单体液体(4，104，204)和水泥粉末(5，105，205)生产骨水泥膏团(54，154，254)的设备，所述设备具有：料筒(1，101，201)，该料筒具有用于混合所述起始组分的筒形内部腔室，其中所述料筒(1，101，201)的内部腔室在正面上直至用于从所述内部腔室排出所述骨水泥膏团(54，154，254)的输送开口是封闭的，输送柱塞(7，107，207)，该输送柱塞布置在所述料筒(1，101，201)的内部腔室中并以可朝向所述输送开口线性移动的方式被支承，水泥粉末(5，105，205)，该水泥粉末在所述输送开口与所述输送柱塞(7，107，207)之间布置在所述料筒(1，101，201)的内部腔室中，单体托座(2，102，202)，该单体托座具有将容纳所述单体液体(4，104，204)的单体液体容器(3，103，203)容纳于其中的内部腔室，其中在所述单体托座(2，102，202)中布置有能沿所述单体托座(2，102，202)的纵向方向移动的进料柱塞(6，106，206)，压缩气体连接件(8，108，208)，该压缩气体连接件以压力密闭的方式与所述单体托座(2，102，202)的内部腔室直接连接或经由压缩气体管线(166，266)连接，其中所述进料柱塞(6，106，206)在所述单体液体容器(3，103，203)与所述压缩气体连接件(8，108，208)或所述压缩气体管线(166，266)之间布置在所述单体托座(2，102，202)中，和连接件(14，114，214)，该连接件将所述单体托座(2，102，202)的内部腔室和所述料筒(1，101，201)的内部腔室连接，该连接件可渗透所述单体液体(4，104，204)但不可渗透所述水泥粉末(5，105，205)，其中所述单体液体容器(3，103，203)布置在所述进料柱塞(6，106，206)与所述连接件(14，114，214)之间。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述进料柱塞(6，106，206)能利用经由所述压缩气体连接件(8，108，208)引入所述单体托座(2，102，202)的内部腔室中的气体压力被朝向所述连接件(14，114，214)挤压，并且所述单体液体容器(3，103，203)能通过所述进料柱塞(6，106，206)的移动打开、特别是能裂开，并且来自所述单体托座(2，102，202)的内部腔室的单体液体(4，104，204)能经所述连接件(14，114，214)被压入所述料筒(1，101，201)的内部腔室。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述进料柱塞(6，106，206)可渗透气体并且优选地使用至少一个周向密封件(26，126，226)靠着所述单体托座(2，102，202)的内壁以气密方式被密封。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述连接件(14，114，214)包括在所述输送柱塞(7，107，207)内部的至少一个通路，其中所述至少一个通路可渗透所述单体液体(4，104，204)和气体，并且不可渗透所述水泥粉末(5，105，205)，其中优选地，针对所述水泥粉末(5，105，205)排列的所述输送柱塞(7，107，207)的表面不可渗透所述水泥粉末(5，105，205)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，容纳单体液体(4，104，204)的所述单体液体容器(3，103，203)布置在该进料柱塞(6，106，206)与该输送柱塞(7，107，207)之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述压缩气体连接件(8，108，208)具有密封装置，该密封装置用于压缩气体源(10，110，210)的压力密闭连接、特别是用于压缩气体料筒(10，110，210)的压力密闭连接。7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有以压力密闭方式连接到或能连接到所述压缩气体连接件(8，108，208)的压缩气体料筒(10，110，210)，其中优选地所述压缩气体料筒(10，110，210)是CO2料筒(10，110，210)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述压缩气体连接件(8，108，208)包括阀或打开装置(43，143，243)，其中所述打开装置(43，143，243)适合于打开封闭的压缩气体料筒(10，110，210)并且用于在所述压缩气体连接件(8，108，208)与所述压缩气体料筒(10，110，210)之间产生压力密闭连接，其中优选地所述压缩气体料筒(10，110，210)和所述打开装置(43，143，243)以这样的方式被支承在所述设备中，即，它们能靠着彼此移动并且所述压缩气体料筒(10，110，210)要通过所述压缩气体料筒(10，110，210)和所述打开装置(43，143，243)的推拢来在所述设备中打开，使得压缩气体(211)从所述压缩气体料筒(10，110，210)流入所述单体托座(2，102，202)的内部腔室。9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还具有用于压缩气体料筒(10，110，210)的容器(41，141，241)，其中插入到所述容器(41，141，241)中的压缩气体料筒(10，110，210)将通过所述压缩气体料筒(10，110，210)靠着所述压缩气体连接件(8，108，208)的移动而在所述设备中打开，使得所述压缩气体(211)从所述压缩气体料筒(10，110，210)流出到所述压缩气体连接件(8，108，208)中，其中优选地所述压缩气体料筒(10，110，210)将通过靠着所述压缩气体连接件(8，108，208)的螺旋移动来移动。10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，在所述压缩气体连接件(8，108，208)或所述压缩气体管线(166，266)中，布置有用于向环境中排放过压的排放阀(276)，特别是能从外部手动操作的常闭式排放阀(276)或者能机械地或电气地打开的常闭式排放阀。11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，在所述连接件(14，114，214)与所述单体液体容器(3，103，203)之间布置有可弹性变形的间隔件，其中优选地，所述间隔件将所述单体液体容器(3，103，203)与所述连接件(14，114，214)分离开至少3mm，特别优选与所述连接件(14，114，214)隔离至少6mm的距离，非常特别优选与所述连接件(14，114，214)隔离至少10mm的距离。12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述连接件(214)经由所述料筒(201)的侧壁中的合流部通向所述料筒(201)的内部腔室中，其中该合流部由所述输送柱塞(207)的平行于所述输送柱塞(207)的移动方向的侧面区域覆盖，其中所述输送柱塞(207)具有通向所述料筒(201)的内部腔室中并到达可渗透所述单体液体(204)的水泥粉末(205)的通路，该通路从所述输送柱塞(207)的侧面区域一直延伸到所述输送柱塞(207)的前底面区域，其中所述输送柱塞(207)的底面区域垂直于所述输送柱塞(207)的移动方向，其中优选地所述通路不可渗透所述水泥粉末(205)并且特别优选地可渗透气体。13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，在所述水泥粉末(5，105，205)中分布有用于传导所述单体液体(4，104，204)的添加...

【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