具有弹性驱动式混合器的分配装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)的混合装置。
[0002]本发明还涉及一种包括这种类型的混合装置的真空混合系统和一种用于混合水泥尤其是PMMA骨水泥的方法。
[0003]因此，本发明的主题是一种用于均化粉末-液体聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的水泥组分的混合装置。本发明的另一主题是一种用于储存、混合和分配聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的闭合型真空混合系统。
【背景技术】
[0004]聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)骨水泥基于Charnley先生的创举。PMMA骨水泥由液体单体组分和粉末组分组成。单体组分一般包括单体、甲基丙烯酸甲酯和溶解在其中的活化剂。粉末组分也称为骨水泥粉末，包括一个或者多个聚合物、不透射线剂和引发剂过氧化二苯甲酰。借由聚合作用，优选地通过悬浮聚合作用，基于甲基丙烯酸甲酯和共聚用单体诸如苯乙烯、丙烯酸甲酯或者相似单体，来生产粉末组分的聚合物。在混合粉末组分和单体组分期间，粉末组分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的膨胀生成面团，该面团可以塑性成形，并且该面团是实际的骨水泥。在混合粉末组分和单体组分期间，活化剂N，N- 二甲基对甲苯胺与过氧化二苯甲酰发生反应，同时形成自由基。由此形成的自由基触发甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合作用。随着甲基丙烯酸甲酯的聚合作用的进行，水泥面团的粘性增加，直到水泥面团凝固。
[0005]可以通过在刮刀的协助下在合适的混合烧杯中混合水泥粉末和单体液体，来混合PMMA骨水泥。这种程序的一个缺点在于，在由此形成的水泥面团中可能存在夹杂空气，并且可以导致后来的骨水泥不稳定。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，这是由于在真空下混合极大程度地从水泥面团去除了夹杂空气并且由此实现了最佳的水泥质量。在真空下混合的骨水泥的孔隙率明显减小，由此显示出了提高的机械性质。已经公开了大量的真空注水泥系统，以下列举仅出于示例之目的:US 6,033, 105 A, US
5,624, 184 A、US 4, 671, 263 A、US 4, 973, 168 A、US 5, 100, 241 A、TO 99/67015 A1、EP 1020 167 A2、US 5, 586, 821 A、EP 1 016 452 A2、DE 36 40 279 AUTO 94/26403 A1、EP 1005 901 A2、US 5，344，232 A。
[0006]注水泥系统是注水泥技术的一种发展，在注水泥系统中，水泥粉末和单体液体已经包装在混合系统的单独隔间中并且仅在应用水泥之前在注水泥系统中彼此混合。通过EP0 692 229 Al、DE 10 2009 031 178 B3、US 5, 997, 544 A、US 6,709，149 Bl、DE 698 12726 T2和US 5, 588, 745 A提出了所述全预包装型混合系统。
[0007]专利DE 10 2009 031 178 B3公开了一种具有用于关闭水泥筒的两部分式分配柱塞的闭合式真空混合系统。在本上下文中，使用了可透气的灭菌柱塞和不可透气的密封柱塞的组合。通过移动附接至混合杆的混合叶片，在混合空间中混合起始组分。通过手动推、拉和旋转混合的进出，来引起所述运动，据此，混合杆通过套管引导出混合空间并且终止于可手动操作的手柄中。闭合式真空混合系统的该原理在由Heraeus Medical GmbH制造并且配销的闭合式注水泥系统PALACOS? PRO中实施。
[0008]在目前认为是常规的真空混合系统中，通过混合可手动操作的装置，来引起该混合。混合结果仅仅在一定程度上可重现，这取决于用户的个体影响，诸如，由于不同的混合强度和混合时间产生的不同能量输入。这意味着，水泥性质可能存在变化。而且，混合PMMA骨水泥往往要求一些工作投入，在手术期间通常繁忙的例程中，这可能会是一种障碍。骨水泥混合不足可以导致注水泥的骨骼和假体的连接劣化，这无疑是不可取的。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点。具体地，提供一种用于聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的混合装置，其中，将水泥粉末与单体液体混合的过程可以再现地进行，独立于医学用户。混合装置将独立于外部能量源工作。而且，将开发一种具有集成有混合装置的闭合式真空混合系统。该真空混合系统将包含储存有水泥粉末的水泥筒以及单体液体所在的单独储存容器。因此，单体液体与水泥粉末单独储存。在混合两种水泥组分即水泥粉末和单体液体之前和之后，排除医学用户对所述组分的任何接触。因此，应该打开储存容器，并且应该在闭合系统中传送单体。水泥粉末也不得接触医学用户。另外，该装置应该尽可能地易于使用，并且应该仍然产生良好混合的骨水泥面团。
[0010]通过一种用于聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)的混合装置来实现本发明的目的，该混合装置包括:
混合空间，其用于混合PMMA骨水泥；
至少一个混合元件，其按照可以旋转的方式支撑在混合空间中；
齿轮，借由该齿轮，可以驱动至少一个混合元件旋转；
至少一个可弹性变形的储能元件，其连接至齿轮，从而使得齿轮可以被来自储能元件的弹性能量驱动，并且使得在从储能元件释放弹性能量时至少一个混合元件可以借由齿轮在混合空间中旋转。
[0011]根据本发明，如果可弹性变形的储能元件包括用于借由至少一个混合元件进行PMMA骨水泥的起始组分的单个混合过程的能量，便足够了。
[0012]PMMA骨水泥优选地由两种组分混合而成，据此，第一组分为粉末或者糊剂，并且第二组分为流体，优选地是液体，尤其优选地是水泥粉末和单体液体。
[0013]根据本发明的混合装置可以使至少一个混合元件设置在按照可以旋转的方式被支撑的搅拌轴上，并且可以使用于齿轮驱动搅拌轴的旋转，据此，搅拌轴优选地通过气密或者压密套管从混合空间引导出来并且连接至在混合空间外面的齿轮。
[0014]搅拌轴尤其适合于传送来自可弹性变形的储能元件的能量，这是由于其允许尤其高效地传送旋转运动。而且，这种类型的搅拌轴可以尤其良好地被支撑并且被密封在通往混合空间的通道处。
[0015]本发明可以使齿轮按照形状配合或者力阻滞的方式连接至搅拌轴。这利用低能量损失实现了稳定且鲁棒的驱动。
[0016]也可以提供具有搅拌轴的混合装置，从而使得搅拌轴是中空的并且形成用于PMMA骨水泥的液体起始组分的导管，优选地，用于作为PMMA骨水泥的液体起始组分的单体液体的导管。在本上下文中，搅拌轴的内部是中空的。
[0017]结果，可以将液体起始组分引导入混合空间的内部。具体地，在搅拌轴的周期性线性轴向运动期间，可以获得在其他起始组分中(尤其是在水泥粉末中)的液体和/或流体起始组分(尤其是单体液体)在混合空间中的更好分布。
[0018]本发明的改进之处提出该至少一个混合元件为多个混合叶片，据此，混合叶片延伸进入混合空间以在混合叶片在混合空间中旋转期间径向于旋转轴线，并且相对于与旋转轴线垂直的平面倾斜。
[0019]混合叶片尤其适用于在内部空间中混合，这是由于可以毫不费力地使用它们并且在切穿PMMA骨水泥面团时几乎无阻力地获得良好的混合效果。
[0020]在本上下文中，本发明可以使混合叶片附接或者可附接至搅拌轴，据此，混合叶片设置在搅拌轴上彼此轴向偏移。
[0021 ] 结果，获得PMMA骨水泥在混合空间的整个轴向长度上的良好混合。
[0022]进而，本发明可以使混合叶片借由接头附接至搅拌轴，从而使得可以将混合叶片紧靠搅拌轴放置。
[0023]结果，附接有混合叶片的搅拌轴更加容易插入混合空间中和/或从混合空间缩回。
[0024]也可以恰当地提供混合装置，从而使得混合叶片以可拆卸的方式附接至搅拌轴，从而使得可以在将搅拌轴拉出混合空间的同时使混合叶片从搅拌轴分开，尤其是断裂。
[0025]在这种情况下，混合叶片停留在混合空间中。结果，可以顺畅地从混合空间移出和/或拉出搅拌轴，而无混合叶片阻止或者妨碍该过程。具体地，也可以将搅拌轴拉出用于搅拌轴的套管，使其进入混合空间中。
[0026]根据本发明的混合装置的改进之处可以使齿轮和/或可弹性变形的储能元件借由至少一个可拆卸的机械锁锁止，从而防止从储能元件释放能量，据此，至少一个机械锁优选地为安全闩和/或安全销。
[0027]结果，混合装置的触发和应用可以变得尤其简单和人性化。机械锁防止从弹性储能元件意外释放弹性能量。一旦拆除机械锁，便从储能元件释放弹性能量。
[0028]根据优选实施例，本发明可以使齿轮是嵌齿轮齿轮或者摩擦轮齿轮或者动力传动齿轮。
[0029]由于它们的设计简单且廉价并且对错误不敏感，所以，所述齿轮尤其适用于设计根据本发明的混合装置。
[0030]而且，本发明可以使可弹性变形的储能元件是连接至齿轮的弹簧元件，据此，齿轮可以由张紧的弹簧元件的弹力驱动，据此，弹簧元件优选的是被张紧或者可以被张紧的弹簧元件，尤其优选地是金属弹簧，甚至更加优选地是钢脚弹簧、钢板弹簧或者钢圈弹簧。
[0031]所述弹簧元件允许实施尤其简单且廉价的设计，这是由于它们尤其适用于驱动旋转运动。在本发明的范围内，经发现，假设该弹