具有管道元件和封闭件托座的骨水泥施加器的制作方法

文档序号:16392161发布日期:2018-12-25 19:25阅读:162来源:国知局
具有管道元件和封闭件托座的骨水泥施加器的制作方法

本发明涉及一种用于由作为骨水泥(骨胶泥)的起始组分(母体组分)的单体液体(monomerliquid)和水泥粉末来生产骨水泥膏团并用于输送该骨水泥膏团的设备。

本发明还涉及一种用于使用这种设备来生产骨水泥膏团、尤其是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法。

本发明尤其提供了一种用于分开(分别)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用于输送该骨水泥膏团的设备,布置有用于开启该设备的自动封闭件。根据本发明的设备优选是完全预装的注水泥系统。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)骨水泥归功于约翰·查恩利先生所开展的开拓性工作(charnley,j.:anchorageofthefemoralheadprosthesisoftheshaftofthefemur(股骨的骨体的股骨头假体的锚固).j.bonejointsurg.42(1960)28-30.)。单体组分一般而言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)。也被称为水泥粉末或骨水泥粉末的粉末组分包含一种或多种聚合物,它们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x射线物质和引发剂过氧化二苯甲酰来生产。粉末组分与单体组分混合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塑性变形的膏团,即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聚合进行,骨水泥膏团的粘度增加直至其固化。

pmma骨水泥可通过使水泥粉末与单体液体混合而使用刮板在适当的混合杯中被混合。这可能导致骨水泥膏团中夹杂气泡,其可能对固化的骨水泥的机械性能产生负面影响。

为了避免骨水泥膏团中夹杂空气,各种真空注水泥系统已被公开,其中举例而言述及如下一些: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。

专利de102010019220b4、ep2596873b1和de102013226118b3以及专利申请de102014101305a1公开了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由这样的注水泥系统代表,在该系统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。此类封闭的完全预装的混合设备已在ep0692229a1、de102009031178b3、us5,997,544a、us6,709,149b1、de69812726t2、ep0796653a2和us5,588,745a中被提出。

专利de102009031178b3公开了一种形式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该储存和混合设备中被组合和混合。该储存和混合设备具有用于封闭水泥料筒的两部件式输送柱塞。在这种情况下,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它们的未固化膏体状态下被施加作为骨水泥膏团。在使用混合设备时,在粉末/液体水泥的情况下骨水泥膏团位于料筒中。在施加此类常规pmma骨水泥时,在混合两种起始组分后,使用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推出。输送柱塞通常具有在30mm与40mm之间的直径并因此在外侧具有7.0cm2至12.5cm2的表面积,在挤出过程中挤出设备的杆(通常也称为推杆)作用在该表面积上。输送柱塞的移动优选通过可手动操作的机械挤出设备来实现。所述手动挤出设备通常实现在约1.5kn至3.5kn的范围内的挤出力。

这些简易的机械挤出设备特别将夹杆用于挤出目的,所述夹杆被可手动致动的触发杠杆驱动。手动驱动的挤出设备已经在世界范围内尝试和测试了数十年并且构成现有技术。这些挤出设备的一个优点在于,医疗用户经由所施加的手动力感知骨水泥膏团渗透到骨结构(松质骨)中时的阻力。

当使用任何迄今为止已知的完全预装注水泥系统时,医疗用户必须相继对设备以预定次序执行多个作业步骤,直到获得骨水泥膏团并且能将其施加。作业步骤中的任何错误都可能引起混合设备的失效并因此导致手术过程的中断。因此需要医疗操作人员的高成本训练以避免发生用户误差。

wo00/35506a1提出这样一种设备,在该设备中,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉末被储存在料筒中,其中水泥粉末填充料筒的整个容积,并且水泥粉末的颗粒之间的空隙具有这样一个体积,该体积对应于在使用储存在料筒中的水泥粉末生产骨水泥膏团时所需的单体液体的体积。该设备构造成使得通过真空作用将单体液体从上方引入料筒中,其中为此目的向位于料筒的底部的真空端口应用真空。这样,单体液体通过水泥粉末被吸入,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。免去了使用搅拌器对所形成的水泥膏团进行的彻底机械混合。

该系统的一个缺点在于,与单体液体一起迅速膨胀的水泥粉末不能使用该设备混合,因为一旦单体液体已渗透到水泥粉末大约1至2cm迅速膨胀的水泥粉末颗粒便形成凝胶状屏障,且阻止单体液体迁移通过全部水泥粉末。常规水泥粉末另外出现一种现象,即水泥粉末颗粒由于不同的表面能量而仅被甲基丙烯酸甲酯不良地润湿。甲基丙烯酸甲酯由此仅相对缓慢地渗透到水泥粉末中。此外,不能排除一旦水泥粉末已经完全渗透单体液体便在真空作用下经由真空端口被吸出的风险。于是,可用于通过自由基聚合来固化的单体液体不足,或者混合比率并且因此骨水泥膏团的稠度被以非期望的方式改变。此外,问题是,夹杂在水泥粉末颗粒之间的空气不得不通过单体液体从上至下被置换,因为比重比单体液体低的空气由于重力而倾向于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。

还从粘合剂和密封剂的领域得知电动挤出设备。这些设备可通过一次电池和二次电池以及借助于位置固定的电源被驱动。这些设备可利用它们的有时非常明显的挤出力来挤出特别粘的膏状成分。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。电气配线可能妨碍用户在手术时的移动。

此外,还提出了气动设备。这些设备需要固定或活动的压缩空气连接(us2,446,501a,de202005010206u1)。为此,需要压缩空气软管,这可能妨碍用户的移动。

作为替代,也可以使用压缩气体料筒来提供压缩气体。为此,已经提出这样的设备,在该设备中通过一个阀来控制压缩气体的流入,通过第二阀来控制粘性成分的流量(us2004/0074927a1,us6,935,541b1)。在这些设备的情况下,气体料筒集成在设备中。在这种连接到压缩气体或包含压缩气体料筒的系统中,始终需要压缩气源,在没有这种源的情况下这些系统不可使用。

非在先公开的de102016121607提出了一种具有容纳骨水泥粉末的料筒的完全预装注水泥系统。该料筒中设置有输送柱塞并且在料筒后方布置有容纳单体液体容器的单体托座。传递柱塞位于单体托座的背面上,可利用该传递柱塞压碎单体液体容器并且可将单体液体从单体托座压出到料筒中。

实际测试已经表明,使用这种设备生产的骨水泥膏团在使用合适的水泥粉末和合适的水泥粉末与单体液体的重量比率的情况下始终具有良好的稠度。如果爆裂的单体液体容器在单体转移期间被最大限度地压缩,则可重复地获得良好的水泥膏团。然而,用户必须同时从挤出设备移除该设备以便开启料筒。然后必须将该设备重新连接到挤出设备。对于用户而言将有利的是他或她仅须将该设备连接到挤出设备一次。

此外,某些组合可能导致在挤出过程结束时骨水泥膏团的稠度的不期望的改变,水泥粉末与单体液体之间的混合比已改变。在数微升的体积范围中,然而在挤出的水泥膏团的边缘处有时也可能出现一至数个小的单体泡沫。

出于本发明的目的,已发现这与单体液体容器的选择和稳定性以及单体液体在水泥粉末与料筒的内壁之间的渗透相关。在爆裂的单体液体容器不完全压缩的情况下—这可能例如通过选择具有很坚固的壁的单体液体容器而发生,单体液体的残留物即可在输送柱塞与传递柱塞之间残留在爆裂的单体液体容器的碎片内,该残留物在骨水泥膏团的挤出结束时可能由于传递柱塞朝向输送柱塞的轴向移动而通过爆裂的单体液体容器的随后持续压缩经输送管道离开。单体液体可沿料筒的内壁在水泥粉末与料筒的内壁之间蠕动,而不会在该过程中迅速与周围的水泥粉末混合在一起。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于克服现有技术的缺点。具体而言,本发明的目的在于研发一种用于储存和混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的起始组分的设备并改进它以达到这样的效果,即,医疗用户仅须将该设备与挤出设备连接,然后通过对挤出设备的反复手动致动来使单体液体与骨水泥粉末混合,并且通过后续对挤出设备的致动来将所形成的骨水泥膏团排出,其中,医疗用户不需要另外的组装或拆卸步骤来打开该设备。该设备的操纵于是很简单,与当前市售的注水泥系统相比仅具有一个组装步骤。因此,目的在于以使得可以可再现地形成骨水泥膏团的方式开改进非在先公开的de102016121607中记载的设备,其中不必将该设备与挤出设备分开并与其重新连接。

此外,目的在于提供该设备并且该设备适合于由起始组分混合骨水泥膏团并输送所混合的骨水泥膏团的设备。本发明还旨在提供一种用于生产骨水泥膏团、特别是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法,其中,骨水泥膏团使用这种设备由水泥粉末和单体液体生产,所述方法克服了以前的设备和方法的缺点。在这方面,本发明的目的还在于防止所生产的骨水泥膏团中形成单体气泡。此外,本发明的目的在于以这样的方式改进这种设备,即甚至在单体液体容器未被完全压缩的情况下,在骨水泥膏团输送结束时,也主动防止单体液体从料筒的输送管道离开。利用根据本发明的设备和根据本发明的方法,因此目的在于确保,即使设备的结构非常简单和经济并且同时设备从挤出过程开始到结束的可使用性非常简单和不复杂,也可生产和施加均匀的骨水泥膏团。

该设备旨在由简单的挤出设备驱动并且在过程中尽可能简单地操作。结构旨在是经济的,且因此设备由于卫生原因仅使用一次。许多或所有在设备中进行的过程,例如起始组分的混合、骨水泥膏团的输送以及任选地还有单体液体容器的打开和任选地还有料筒的打开,旨在使用尽可能最少的作业步骤并尽可能自动进行,且优选利用单个线性驱动器驱动。

因此,本发明的目的还在于研发一种用于混合骨水泥粉末和单体液体的设备。该设备的操纵旨在被最大限度地简化,以便基本上避免由不正确地执行的组装步骤而引起的用户误差。目的是为了医疗用户在从包装取出之后将设备连接到挤出设备,然后致动所述挤出设备。目的在于通过设备的结构来避免进一步的组装和作业步骤。该设备旨在优选还能实现水泥粉末和单体液体在相互隔离的隔室中的安全储存,以便排除水泥组分在设备的储存期间的不经意混合。该设备旨在允许使用环氧乙烷气体进行消毒。为此,储存在设备中的水泥粉末必须可被环氧乙烷接近(触及)。该设备旨在可借助于在手术期间被手动驱动的挤出设备启动,使得在该设备与挤出设备互锁或摩擦连接之后,通过致动挤出设备,该挤出设备的可轴向前移的杆作用在该设备上,任选地打开单体液体容器,并且然后在杆进一步移动时将单体液体转移到水泥粉末中。单体液体与水泥粉末的混合旨在不利用可从外部手动移动的混合器进行。尽可能地希望水泥组分的混合以及骨水泥膏团的形成、输送开口的开启和骨水泥膏团的挤出仅与挤出设备的杆的向前移动一起进行。优选地,单体液体容器的打开和单体液体随后向水泥粉末中的转移旨在尽可能仅与挤出设备的杆的向前移动一起进行。

本发明的目的通过一种用于由作为骨水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并用于输送该骨水泥膏团的设备实现,该设备具有:

-料筒,该料筒具有筒形(柱形)内部空间,起始组分可在该内部空间中混合,该料筒的内部空间除了用于从内部空间排出骨水泥膏团的输送开口之外在前侧(正面)上被封闭,

-输送柱塞,该输送柱塞布置在料筒的内部空间中并且安装成能被沿输送开口的方向推动,

-水泥粉末,该水泥粉末布置在输送开口与输送柱塞之间料筒的内部空间中,

-封闭件,该封闭件封闭输送开口并安装成可相对于输送开口移动,和

-管道元件,该管道元件布置在输送开口的前侧,其中该管道元件包括用于接纳封闭件的至少一部分的封闭件托座(容器,承接部),

其中,该封闭件可通过骨水泥膏团上的压力以使输送开口开启的方式被推入封闭件托座中,其中,当封闭件已被推入封闭件托座中时,管道元件提供自由管道横截面,通过该自由管道横截面能将骨水泥膏团推出该输送开口并且推出该设备。

出于本发明的目的,骨水泥膏团应这样理解,即,一旦单体液体和水泥粉末已在单体液体引入水泥粉末中之后直接混合在一起,即使在起始组分尚未完全互相混合时也被划定为骨水泥膏团。

出于本发明的目的而做出的方向的陈述涉及骨水泥膏团的流动方向或设备的施加开口,其中,该施加开口被布置或限定在设备的前部部分处。输送柱塞因此从后部被驱动并沿输送开口的方向向前移动,并且在该过程中,骨水泥膏团沿前侧的方向被推动(或挤压)通过输送开口和管道元件的自由管道横截面,并从施加开口被推出(或挤出)。

料筒的内部空间具有筒形的几何形状。筒形形状是可用以形成料筒的内部空间的最简单形状。筒形形状在几何上应理解为指具有任何期望底面区域的大体筒的形状,即不仅仅是具有圆形底面区域的筒体。因此,料筒的内部空间的内壁可通过具有任何期望底面区域、特别是具有不同底面区域—即也具有不是圆形或非圆的底面区域的筒体的筒体包络线来形成。然而,根据本发明,具有旋转对称且特别是圆形底面区域的筒形几何形状对于该内部空间而言(并也对于封闭件而言)是优选的,因为这最容易制造。

料筒、输送柱塞、管道元件和封闭件优选由热塑性塑料制成,特别是使用注塑方法制成。

通过本发明还可以设想,当骨水泥膏团流经管道元件时,骨水泥膏团在封闭件托座中的封闭件周围流动,优选地骨水泥膏团沿封闭件的至少一个侧面或周面流经所述封闭件。

骨水泥膏团在封闭件托座中的封闭件周围流动的事实意味着骨水泥膏团沿封闭件的纵向方向流经所述封闭件。

这样,可以保持结构非常简单,因为不必设置供骨水泥膏团在管道装置中的封闭件周围流动的附加通道。另外,骨水泥膏团沿封闭件的移动方向被推动,使得与骨水泥膏团一起传递并且用来提供骨水泥膏团的流动的力不必被转移,由此开启该设备并排出骨水泥膏团所需的力可以保持很低。

还可以设想,自由管道横截面在一侧至少在多个区域中由封闭件界定,优选地由封闭件的侧面或周面界定。

这样,也实现了骨水泥膏团可沿封闭件的移动方向被推动,即被推动成流经管道元件,使得与骨水泥膏团一起传递并且用来提供骨水泥膏团的流动的力不必被转移,由此开启该设备并排出骨水泥膏团所需的力可保持很低。

此外,也可以设想,当封闭件已经从输送开口被推出并进入封闭件托座中时,该封闭件被牢固地容纳于该封闭件托座中。

这防止了封闭件当被置于流动的骨水泥膏团中时在封闭件托座中移动。这防止了骨水泥膏团的流动阻力的变化和骨水泥膏团的体积流速的随时间变化。

为了简化结构,可以设想封闭件至少部分呈筒形,特别是完全呈筒形,并且封闭件托座形成中空筒形套筒,其中在该中空筒形套筒的周面中优选地设置有至少一个通道,其中所述至少一个通道提供自由管道截面。

本实施例可以特别容易地制造。另外,封闭件可沿其筒形几何形状的轴向方向移动,使得该移动可以被特别容易地引导。

在这方面,可以设想中空筒形套筒的内径大于封闭件的外径,优选地比封闭件的外径大至少1mm,特别优选地比封闭件的外径大1mm与10mm之间。

所得到的自由管道横截面以这样的方式布置或具有这样的尺寸,即它们仅轻微妨碍骨水泥膏团的流动。

此外,可以设想中空筒形套筒的内部空间的轴向长度大于封闭件的轴向长度,优选地比封闭件的轴向长度大至少1mm,特别优选地比封闭件的轴向长度大1mm与20mm之间。

封闭件由此能够沉入套筒中,并且骨水泥膏团可以容易地在封闭件周围流动。

根据本发明的又一优选开发方案,可以设想在封闭件托座中设置有用于将封闭件与封闭件托座的内壁间隔开的间隔件,其中所述间隔件优选是棒条,这些棒条特别优选地定向在封闭件的移动方向上和/或定向在骨水泥膏团的流动方向上。

这样,当封闭件已被推入封闭件托座中时,通过将封闭件与封闭件托座的内壁间隔开来确保实现自由管道横截面。

为此,也可优选地设想间隔件具备与封闭件的横截面的至少三分之一对应、优选地与封闭件的横截面的至少一半对应的高度。这样,实现了足够大的自由管道横截面。

此外,也可以设想自由管道横截面至少有输送开口的横截面的一半那么大,优选地至少与输送开口的横截面一样大。

这样,实现了不会由于管道元件的自由横截面过小而损害骨水泥膏团的流动阻力,同时该设备的结构是紧凑的。

本发明提出,封闭件的长度在其移动方向上比在与其垂直的方向上的宽度大。

封闭件的移动方向优选对应于与输送开口垂直的纵向方向。这样,可降低封闭件在移动到封闭件托座中时楔入的风险。

优选地,也可以设想在封闭件托座中在该封闭件托座的远离输送开口的前端壁处布置用于限制封闭件的移动的限位止挡,其中该限位止挡将被完全推入的封闭件与封闭件托座的前侧处的前端壁间隔开,使得自由管道横截面保留在封闭件的前侧与前端壁之间。

因此实现了骨水泥膏团可以沿与它在将封闭件推入封闭件托座中时流动的方向相同的方向经过管道元件或者可以在管道元件后方流动。

此外,可为根据本发明的设备提供一个特别优选的实施例,其也适于储存单体液体并因此提供完全预装的系统。

此外,在也适于储存单体液体并因此提供完全预装的系统的根据本发明的一个特别优选的实施例中,可以将该设备设置成具有单体托座,单体液体、特别是容纳单体液体的单体液体容器被容纳于该单体托座中,其中,料筒的后侧(背面)与单体托座的前侧连接,优选地以使料筒的内部空间与单体托座的内部空间对齐的方式连接。

这样,该设备也适于储存单体液体并且将单体液体与该设备内的水泥粉末混合。因此,该设备是完全预装的注水泥系统。作为料筒的内部空间和单体托座的内部空间对齐的结果,可以确保,首先可以通过作用在传递柱塞的后侧上的压力来移动传递柱塞,然后传递柱塞可以用于通过沿输送开口的方向连同输送柱塞一起进一步推动传递柱塞来驱动输送柱塞。

单体托座优选地由热塑性塑料制成,特别是使用注塑方法。这样,该设备可以被低成本地制造为卫生的一次性产品。

在其中单体液体布置在该设备内的单体液体容器中的根据本发明的设备中,可以设想单体液体容器为玻璃安瓿、塑料安瓿、塑料膜袋或铝/塑复合物袋。这种单体液体容器可以储存单体液体特别长的时间。

在具有单体托座的根据本发明的设备中,还可以设想单体托座的内部空间和料筒的内部空间经由可渗透单体液体和气体但不可渗透水泥粉末的连接部连接在一起。

这样,确保了水泥粉末不会经该连接部渗透到单体托座的内部空间,在其中过早与单体液体反应,并且于是防止了单体液体转移到料筒的内部空间。该连接部特别优选布置在输送柱塞中。

还可以设想,单体托座具有筒形内部空间,单体液体、特别是容纳单体液体的单体液体容器布置在该内部空间中。

单体托座的内部空间具有筒形几何形状。这里,同样,筒形形状是可用以形成托座的内部空间的最简单形状。筒形形状在几何上应理解为指具有任何期望底面区域的大体筒形的形状,即不仅仅是具有圆形底面区域的筒体。

此外,优选地可以设想,在单体托座中布置有可沿单体托座的纵向方向移动的传递柱塞,该传递柱塞可从单体托座的后侧沿着前侧的方向前移,其中在传递柱塞与输送柱塞之间布置有单体液体、特别是容纳单体液体的单体液体容器。

这样,提供了完全预装的注水泥系统,骨水泥膏团的所有起始组分、也即单体液体和水泥粉末被容纳于该系统中并且还可被储存。

除了可能存在的任何通气开口(参见下文)之外,传递柱塞在单体托座的后侧上液密地封闭该单体托座。

在这种情况下,可以设想,在传递柱塞的前侧上布置有至少一个突出点、边缘和/或切割边缘,以破坏单体液体容器。

通过在预定的、空间上界定的位置施加限定的力,该位置的压力可在等同的力下升高,并且这样可以实现单体液体的限定破坏。这样,更容易重复破坏式打开单体液体容器的操作。

在具有传递柱塞的根据本发明的设备中,可以替代地或附加地设想,单体托座内的单体液体容器将通过传递柱塞沿单体托座的前侧的方向的移动而被开启,优选地裂开或撕开。

这样,实现了单体液体容器可通过传递柱塞的轴向线性移动而被开启。由此可使用具有仅一个作为轴向线性驱动器的杆的挤出设备来开启单体液体容器以及将单体液体压入料筒中并且还从料筒挤出骨水泥膏团。

也可以设想在单体托座的壁中布置至少一个通气开口,该通气开口将单体托座的内部空间与周围环境连接。

这样,可使用消毒气体将单体托座的内部空间消毒。

在这种情况下,可以设想所述至少一个通气开口因此靠近传递柱塞的区域布置,使得在单体液体被容纳于其中的单体液体容器布置在单体托座中之前,该通气开口通过传递柱塞朝向单体托座的前侧的移动被封闭。

这样,当在单体液体容器通过传递柱塞的运动而被开启-即例如被单体托座的内部空间的传递柱塞压碎、破碎或撕开—之前所述至少一个通气开口通过传递柱塞朝向单体托座的前侧移动而被封闭时,单体液体不能从单体托座的内部空间泄漏。

优选地可以设想,单体托座和料筒通过管状容器形成一个部件(形成一体)。

该结构是最简单和可最经济地实现的结构。

还可以设想,在该设备的后侧上布置有用于紧固挤出设备的紧固装置,输送柱塞可由被紧固的挤出设备沿输送开口的方向推动。

该设备可通过可前移的杆连接并与其一起紧固到挤出设备上。

可以设想水泥粉末搁靠在输送柱塞的前侧上,特别是其整个表面上,其中水泥粉末优选地被压入料筒的内部空间中。

这防止了相对大量的被夹杂气体残留在料筒中,在单体液体与水泥粉末混合时该残留可能导致在骨水泥膏团中夹杂气体。对于密集包装或优选被压紧的水泥粉末不会发生这种情况,因为单体液体很好地润湿水泥粉末的颗粒,并且单体液体的表面张力然后不允许水泥粉末的颗粒之间的任何气体夹杂物,或至少任何不相关的夹杂气体。

根据本发明的又一开发方案,可以设想在输送柱塞的与输送开口面对的前侧布置中空筒体,其中,该中空筒体在其与输送开口面对的前侧开口并且优选从输送柱塞的前侧向料筒的内部空间中延伸至少3mm。

利用输送柱塞的前侧的中空筒体,在单体液体到达料筒的内壁之前,可以引导或允许单体液体在水泥粉末被压入料筒的内部空间时在更大的距离上流经水泥粉末。这样,可以防止或减少单体液体泡沫的形成或单体液体夹杂在所形成的骨水泥膏团中,因此生产了更均质的骨水泥膏团。此外,已经发现,通过将少量在料筒中出现的形式为水泥粉末与单体液体的混合物的骨水泥膏团的残留物保持在料筒的内部空间中,在挤出过程结束时不可能输送不同稠度的骨水泥膏团,因为残留的骨水泥膏团被保持在料筒中并且输送开口被封闭。

优选地可以设想输送柱塞相对于料筒的内部空间的内壁是紧的或密封的,特别是使用至少一个周向密封件密封。

可以设想输送开口布置在料筒的前侧中。

中空筒体布置在料筒的内部空间中。输送柱塞的前侧优选除了中空筒体之外是平坦的。

中空筒体从输送柱塞沿料筒的前侧的方向并因此在料筒的内部空间中延伸的事实意味着,通过中空筒体在料筒的内部空间中限定了死体积。由于料筒的内部空间中保留了死体积,输送开口与输送柱塞之间保留了一定体积,当中空筒体压靠在料筒的内部空间的前侧上并且输送柱塞由此不能沿输送开口的方向进一步前移时,该体积被填充有不同组分的骨水泥膏团。

在根据本发明的设备中,可设想中空筒体在其外周面处与料筒的内部空间的内壁间隔开最多0.5mm,优选地与料筒的内部空间的内壁间隔开最多0.1mm。

这样,确保了没有水泥粉末或仅少量对于单体液体而言难以到达并且将妨碍输送柱塞的移动的水泥粉末位于料筒的内部空间的内壁与中空筒体的外周面之间。

也可设想中空筒体至少在多个区域搁靠在料筒的内部空间的内壁上,优选以其外周面抵靠料筒的内部空间的内壁。

由此确保了料筒的内部空间的内壁与中空筒体的外周面之间没有对于单体液体而言难以到达并且将妨碍输送柱塞的移动的水泥粉末。

在根据本发明的设备中,可以设想,当中空筒体的前侧搁靠在料筒的内部空间的前侧上时,该中空筒体阻止输送柱塞沿料筒的前侧的方向进一步移动,从而使输送柱塞与料筒的内部空间的前侧间隔开并且在料筒的内部空间中保留了死体积。

因此,实现了在中空筒体中围出的死体积在料筒中保留了所生产的骨水泥膏团的残留物,该残留物是不良地混合的或者在挤出过程结束时由于单体液体继续流入料筒的内部空间而具有变化的稠度。

此外,可设想中空筒体具有至少一个槽,优选至少一个平行于中空筒体的筒体轴线延伸的槽,特别优选至少一个从前侧到达输送柱塞的槽。

这样,中空筒体的配合可以更容易地适配于料筒的内壁,并且降低了输送柱塞的移动被中空筒体阻止的风险。作为平行于中空筒体的筒体轴线的路线的一个替代方案,所述至少一个槽也可呈螺旋形式在中空筒体的壁中延伸。

此外,可以设想从输送柱塞的后侧到输送柱塞的前侧在输送柱塞中设置用于将单体液体引入料筒的内部空间的至少一个连接部,其中,该至少一个连接部可渗透单体液体和气体并且不可渗透水泥粉末,其中,该至少一个连接部优选地从输送柱塞通入中空筒体内,或经中空筒体中的管线在中空筒体的前侧通入料筒的内部空间内。

这样,单体液体在经过直通部并且在中空筒体内进入水泥粉末中时首先必须流经中空筒体内的水泥粉末,并且不能流经料筒的内壁处的水泥粉末并且由此到达输送开口处。当单体液体经中空筒体中的管线进入料筒的内部空间时,它在更靠近料筒的内部空间的中间的区域中流动,使得单体液体在此也可以沿输送柱塞的方向摊开并且更好地分布。通向料筒的内部空间的管线的嘴优选位于中空筒体的内周面的区域中。这样,确保了单体液体不能沿最短路径流到料筒的内部空间的内壁。所有这些措施都用于确保所生产的骨水泥膏团和从设备输送的骨水泥膏团更均匀,并且没有或尽可能少的单体液体被截留在骨水泥膏团中。

本发明的又一开发方案提出水泥粉末被容纳于、特别是被压入料筒的内部空间的由中空筒体围出的部分中。

由此可知,死体积将针对中空圆筒所围出的部分中的骨水泥膏体形成,其中没有别的东西。

此外,优选可以设想料筒的内部空间的由中空筒体界定的部分的大小为至少1cm3,优选至少3cm3

这样,确保了围出的死体积足够大,以容纳在混合过程结束时出现的不同稠度的骨水泥膏团的残量,该残量不会被使用该设备输送和施加。这些死体积足以将可能在输送柱塞的区域中在料筒的内部空间中产生的骨水泥膏团的未完全混合的部分保持在料筒的内部空间中。由此,可以防止不可使用的不同组分和因此不同稠度的不良地混合的骨水泥膏团在输送过程结束时被输送。

根据本发明的又一优选开发方案,可以设想中空筒体从输送柱塞的前侧向料筒的内部空间中延伸至少5mm,优选向料筒的内部空间中延伸至少7.5mm,特别优选向料筒的内部空间中延伸至少10mm。

因此,一方面,由中空筒体围出的区域中的死体积增加,另一方面,水泥粉末与料筒的内壁之间的边界面的距离增加,在该距离上,在单体液体能够沿料筒的内壁流经已经出现的水泥粉末或骨水泥膏团的风险出现之前该单体液体必须移动通过水泥粉末。

此外,可以设想中空筒体的壁厚总计为至少1mm,优选至少1.5mm,特别优选至少2mm。

该措施还用于拉长单体液体在到达料筒的内壁之前行进的距离并由此实现所生产的骨水泥膏团的更大均匀性。另外,这样引起优选由塑料组成的中空筒体的充分稳定性,使得其在挤出过程结束时不会变形或过度变形。

还可以设想,封闭件在与料筒的内部空间面对的后侧上具有缺口(凹陷部),水泥粉末的最前部部分(最初部分)被容纳于该缺口中。

这样,实现了容纳于缺口中的骨水泥膏团的最前部分残留在封闭件中并与其一起被向前推动。残留的骨水泥膏团然后与被容纳于封闭件中的部分一起在封闭件周围流动。单体液体最终在从后侧被压入水泥粉末中时到达该最前部分中。缺口中的骨水泥膏团的部分因此可具有与其余骨水泥膏团不同的组分。这样,骨水泥膏团的没有被彻底混合的部分因而可被保留在封闭件中。

封闭件优选地与输送柱塞一起形成料筒封闭系统,该料筒封闭系统可通过沿输送开口的方向施加在输送柱塞上的轴向压力被开启。

此外,可以设想封闭件托座的容积足够大以容纳封闭件的至少一部分,其中封闭件托座优选地大到足以完全容纳封闭件,并且特别优选地封闭件托座具有比封闭件的体积大的容积。

这样,可以确保封闭件在处于移位后并由此开启的位置不会阻止骨水泥膏团的流动并由此妨碍骨水泥膏团的挤出。

通过本发明解决的目的还通过一种用于生产骨水泥膏团、特别是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法来实现,其中,骨水泥膏团使用根据本发明的设备由水泥粉末和单体液体生产,该方法的特征在于以下顺序的步骤:

a)将单体液体压入料筒的内部空间,使得单体液体与水泥粉末混合并且在其中形成骨水泥膏团,

b)通过输送柱塞沿料筒的前侧的方向推动骨水泥膏团,

c)通过作用在封闭件上的骨水泥膏团的压力将封闭件推入封闭件托座中,并且在该过程中开启输送开口,

d)使骨水泥膏团经管道元件流过自由管道截面并从该设备被输送。

在这方面,可以设想该设备在步骤a)之前插入挤出设备中,挤出设备具有可轴向前移的杆,其中,输送柱塞优选利用该杆沿料筒的输送开口的方向前移。

由于常规商用挤出设备的应用,这实现了简易设备的使用。

另一方面可以设想,在将该设备插入挤出设备中之后,利用该杆使在布置于单体托座的后侧的料筒的后侧上的单体托座内可移动地安装的传递柱塞沿料筒的方向前移,其中,通过传递柱塞的移动,单体液体容纳于其中的单体液体容器开启,并且单体液体从单体托座被压出并进入料筒中,其中水泥粉末在料筒的内部空间中与单体液体混合以产生骨水泥膏团。

这使得该设备能够被用作完全预装的混合系统。

也可以设想在输送柱塞的与输送开口面对的前侧布置中空筒体,其中单体液体在到达料筒的内壁之前在中空筒体周围流动和/或输送柱塞与料筒的前侧相遇,其中,输送柱塞沿输送开口的方向的进一步移动被中空筒体阻止,并且残余量的骨水泥膏团残留在料筒的内部空间的由中空筒体界定的部分中。

使用中空筒体确保了在挤出过程结束时,不良混合的骨水泥膏团的残留物或骨水泥膏团的具有不同组分的部分被保持在料筒中且不用于施加。

最后,还可以设想,在步骤a)中,经输送柱塞中的不可渗透水泥粉末但可渗透气体和单体液体的至少一个连接部将单体液体压入料筒中,优选地通过利用挤出设备的杆驱动的传递柱塞的移动而被压入料筒中。

这防止了单体液体过早与水泥粉末混合。

本发明基于以下出乎意料的认识:可以利用可沉入封闭件托座和管道横截面中的自由横截面中的封闭件来实现该设备内部的料筒的开启,而不必移除封闭件或使封闭件从该设备掉出。

为此,已研发一种最大限度地简单的封闭系统,其中该设备的封闭件通过所形成的骨水泥膏团的移动或施加在骨水泥膏团上的线性压力而自动开启。封闭件或封闭件本体在该过程中不会在所述设备开启之后从该设备掉落或掉出。该封闭系统以这样的方式制造,即水泥粉末被可靠地封闭,并且封闭件仅在已通过使单体液体与水泥粉末混合而形成骨水泥膏团时开启。也即,水泥粉末不会将施加在输送柱塞上的压力传递至封闭件,因为粉末颗粒在它们尚未与单体液体混合的情况下搁靠在料筒的侧壁上。该封闭系统是以这样的方式设计的,即,它是该设备的构件并且封闭件以使得难以从外部篡改的方式装配。

根据本发明的优选设备在其作为完全预装注水泥系统的又一开发方案中具有以下显著优点:骨水泥膏团的两种起始组分被储存在封闭的注水泥系统中,并且起始组分的混合在封闭的设备中进行。这意味着设备不必由用户填充。医疗用户不会与骨水泥的各种起始组分发生接触。气味滋扰由此保持最小。该设备的一个特定优点还在于以下事实:单体液体单纯通过使手动驱动的挤出设备的杆向前移动而被压入水泥粉末中。在该过程中,水泥粉末颗粒之间存在的空气被单体液体驱替。不需要使用混合叶片的混合杆进行手动混合就可产生均质的骨水泥膏团。这意味着不再需要容易出错的手动混合。设备的操作被最大限度地简化。该系统是随时可用的系统。

根据本发明的设备和方法的优点基本上基于以下事实:以这样的方式利用手动操作的挤出设备的本身已知的直线向前移动,即,通过杆的直线向前移动的力的连续作用,首先开启单体液体容器,然后压缩单体液体容器,借此单体液体从单体液体容器离开并且被压入密实的水泥粉末中,其中,水泥粉末颗粒之间存在的空气通过压入的单体液体移位,并且在通过单体液体润湿水泥粉末颗粒之后,产生了骨水泥膏团。这一点的先决条件是水泥粉末的使用,该水泥粉末是这样的,即它非常容易被单体液体润湿并且能够通过毛细作用来吸收后者。

该设备可被用作卫生的一次性产品,因为它可以在很大程度上由塑料制成并且因为所有包括内部空间的部件和水泥粉末都可借助于环氧乙烷消毒。

根据本发明的用于储存、混合和输送聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的设备的一个示例例如可以具有:

a)中空筒形容器,其在前部形成料筒并且在后部形成单体托座,其中该容器具有布置在后端部处以用于与挤出设备连接的连接元件;

b)料筒头部,其在终止中空筒形料筒,其中,在该料筒头部中布置有用于容纳输送管道的直通部,其中,至少一个直通部使料筒头部的外侧以可渗透气体的方式与料筒头部的内侧连接,

c)输送管道,

d)作为封闭件的消毒柱塞,其可在料筒头部中轴向移动并且可渗透气体但不可渗透粉末颗粒,

e)传递柱塞,其以可轴向移动的方式布置在单体托座中并且以不可渗透液体的方式封闭料筒底部,

f)输送柱塞,其可在料筒中轴向移动并且在消毒柱塞与传递柱塞之间布置在料筒中,其中,输送柱塞在两个端面之间具有可渗透液体且不可渗透粉末颗粒的直通部,其中,在指向料筒头部的端面处在输送柱塞上布置有中空筒体,该中空筒体的外周面抵靠在料筒内壁上,其中,中空筒体具有至少3mm的在轴向方向上的高度和至少1mm的壁厚,

g)单体托座中的至少一个单体液体容器,该单体液体容器容纳单体液体,

i)水泥粉末,其布置在输送柱塞与料筒头部之间,其中

j)中空筒形套筒作为封闭件托座布置在输送管道与料筒头部的输送开口之间,其中,该套筒的内径大于消毒柱塞的外径,其中,该套筒的内部空间的轴向长度小于消毒柱塞的轴向长度,其中

k)在套筒的内壁上安装有间隔件,其中,从料筒的纵向轴线到间隔件的指向内的边缘的径向距离大于或等于消毒筒体的半径,并且其中

1)通过骨水泥膏团的轴向运动将消毒柱塞从近侧料筒推出并进入套筒中,其中,一旦消毒柱塞已被接纳在套筒中,骨水泥膏团便至少部分在消毒筒体周围流动并且然后经近侧开口离开套筒。

根据本发明的方法可以例如使用用于将水泥粉末与单体液体混合的示例性设备来实施,从而形成骨水泥膏团,该方法具有以下相继的步骤:

a)将挤出设备与中空筒形容器的连接元件连接;

b)使挤出设备的杆前移;

c)使传递柱塞沿料筒头部的方向移位;

d)使所述至少一个单体液体容器在输送柱塞与传递柱塞之间被压缩;

e)爆开或撕开单体液体容器;

f)将爆开或撕开的单体液体容器推拢,并将空气从单体托座的内部空间排出,利用传递柱塞经输送柱塞的至少一个连接部将单体液体排出到料筒的内部空间中的水泥粉末中;

g)将单体液体容器进一步推拢,并利用传递柱塞经输送柱塞中的可渗透液体的连接部排出单体液体,并且将单体液体经中空筒体引入料筒的内部空间中的水泥粉末中,

h)将单体液体分散在水泥粉末中,同时从水泥粉末颗粒之间的空隙驱替空气;

i)利用单体液体润湿水泥粉末;

j)经可渗透气体的封闭件从水泥粉末排出空气;

k)通过单体液体使水泥粉末颗粒膨胀,并且通过催化剂与引发剂的反应来引发单体液体的自由基聚合;

l)由水泥粉末和单体液体形成骨水泥膏团;

m)通过被沿料筒头部的方向轴向地挤压的骨水泥膏团轴向施加压力来使消毒柱塞移位到套筒中;

n)通过套筒的限位止挡来结束消毒柱塞的近侧移动;

o)骨水泥膏团由于传递柱塞和输送柱塞的向前运动而在消毒柱塞周围流动。

附图说明

下面将参考十五个示意性描述的附图来说明本发明的又一些示例性实施例,但不由此限制本发明。在附图中:

图1示出用于储存和混合单体液体和水泥粉末的根据本发明的第一示例性设备的示意性截面图;

图2示出根据图1的设备的示意性侧视图;

图3示出连接了挤出设备的根据图1和2的设备的上下示出的四幅示意性截面图,以示出根据本发明的方法的次序;

图4示出贯穿处于封闭状态的根据图1至3的本发明的设备的前部部分的、形式为放大的细节的示意性截面图;

图5示出具有施加管和输送管道延伸部的根据本发明的设备的部件的示意性透视图;

图6示出处于封闭状态和开启状态的根据图1至5的设备的前部部分的四幅示意性透视截面图;

图7示出在单体液体的压入期间的根据图3的自顶部起的第二幅图的设备的、形式为放大的细节的示意性截面图;

图8示出在骨水泥膏团的向前挤压期间的根据图3的自顶部起的第三幅图的设备的、形式为放大的细节的示意性截面图;

图9示出处于开启和封闭状态的设备的前部部分的形式为放大细节的四幅示意性截面图;

图10示出形式为与挤出设备连接的用于脊椎固定术的脊柱施加器的、用于储存和混合单体液体和水泥粉末的根据本发明的第二示例性装置的示意性截面图;

图11示出根据图10的脊柱施加器的示意性透视图;

图12示出与挤出设备连接的根据图10和11的脊柱施加器的上下四幅截面图,以图示根据本发明的方法的顺序;

图13示出贯穿处于封闭状态的根据图10至12的根据本发明的脊柱施加器的前部部分的形式为放大细节的示意性截面图;

图14示出处于封闭状态和开启状态的根据图10至13的脊柱施加器的前部部分的两幅示意性透视截面图;以及

图15示出根据图12中自顶部起的最后一幅图的脊柱施加器的形式为放大细节的示意性截面图。

具体实施方式

图1至9示出根据本发明的第一设备的图示。图1-3和5示出根据本发明的示例性设备的各种示意性概图。图4和7-9示出贯穿根据本发明的第一设备的不同区域的形式为放大的细节的作为详图的示意性截面图。

根据本发明的第一设备主要包括塑料的管状容器,该管状容器形成作为前部(图1和2中在顶部,图3、4、7-8中在左侧,图5中在右上部,图6中在左下部,图9的右侧两幅图中在左侧,图9的左侧两幅图中在观察平面中)部分的具有筒形内部空间的料筒1,并且形成作为后部部分的单体托座2,该托座用于作为单体液体容器的玻璃安瓿3。代替玻璃安瓿3,也可直截了当地使用可裂开的塑料安瓿,或在变更小的情况下也可使用由金属涂覆塑料组成的可撕开的膜袋来代替玻璃安瓿3。

该设备的后侧在图1和2中被示出处于底部,在图3的图示中处于右侧,在图5中处于左下侧。在图1和3的截面图以及根据图5的透视图中容器的管状形状特别明显。料筒1的内部空间和单体托座2的内部空间两者都为具有圆形基部区域的筒形。在这方面,料筒1的内部空间的直径与单体托座2的内部空间的直径具有相同的大小并且是对齐的。具有单体托座2和料筒1的该容器优选地使用注塑技术由塑料制成。因此,单体托座2具有玻璃安瓿3已被放入其中的筒形内部空间。玻璃安瓿3容纳单体液体4。在图1中,设备被示出上下翻转,使得重力向上作用并且单体液体4集中在玻璃安瓿3的上部部分中。水泥粉末5已被倾倒到或优选地压入料筒1的内部空间中。单体液体4和水泥粉末5形成能使用该设备生产的pmma骨水泥的起始组分。由于玻璃安瓿3,单体液体4能在单体托座2中并由此在该设备中储存很长时间。水泥粉末5同样能长时间储存在该设备中。该设备因此适合于储存作为pmma骨水泥的骨水泥膏团的起始组分的单体液体4和水泥粉末5。然而,该设备还适合于并且设置用于由起始组分混合骨水泥膏团并用于输送所混合的骨水泥膏团。

在单体托座2中布置有塑料的传递柱塞6,该传递柱塞能在该单体托座2的筒形内部空间中沿纵向方向移动。该传递柱塞6布置在单体托座2的后侧区域中。玻璃安瓿3可使用传递柱塞6在单体托座2中被压缩并在该过程中碎裂,因为传递柱塞6沿前侧的方向、即沿料筒1的方向被推动。传递柱塞6在其前侧上具有刮片(刮擦件),使用该刮片从单体托座2的内壁刮去玻璃安瓿3的碎片。为此,这些刮片横向地搁靠在单体托座2的内部空间的内壁上。

在料筒1的内部空间中在其后侧(图1和2中在底部,图3、4、7和8中在右侧)布置有塑料的输送柱塞7。在单体托座2的后侧设置有紧固装置8,可使用所述紧固装置将该单体托座2和/或容器连接到挤出设备43(图1和2中不可见,但可参见图3)。紧固装置8优选适合并且设置用于形成卡口封闭件(卡销式封闭件)8。可从单体托座2的后侧自由接近的该传递柱塞6由此能利用挤出设备43沿料筒1的前侧的方向前移。

输送柱塞7在其前侧具有中空筒体9,该中空筒体用于延长单体液体4必须经水泥粉末流过直至其到达料筒1的内壁的距离。另外,中空筒体9用于将输送柱塞7与位于料筒1的内部空间的前侧的输送开口间隔开,并且当输送柱塞7或中空筒体9被最大限度地推靠在料筒1的内部空间的前侧上时在输送柱塞7与料筒1的内部空间的前侧之间形成死体积。在本例中,中空筒体9是旋转对称的并以管段的方式成形。然而,中空筒体9也可具有平行于中空筒体9的筒体轴线延伸的纵向切口。中空筒体9在前侧是平坦的。

在单体托座2的内部空间中,设置有由泡沫形成的支承件12,该支承件用作运输保护装置并且用作玻璃安瓿3的冲击保护装置。这样,它可防止玻璃安瓿3在振动或冲击的情况下不经意地破裂。该泡沫且因此该支承件12是可渗透气体的。

料筒1和单体托座2作为共同的塑料部件一体地实施。单体托座2和料筒1经由输送柱塞7中的连接部14以可渗透单体液体4的方式连接在一起。贯穿输送柱塞7的该连接部14经由不可渗透水泥粉末5但可渗透单体液体4的多孔过滤器16通向料筒1的内部空间中。

在通向连接部14的口部处,在输送柱塞7中布置有过滤器18,通过该过滤器,玻璃安瓿3的碎片能被保持在后部。作为过滤器18的替代方案或作为过滤器18的附加方案,也可以设置筛网。

在单体托座2的壁中设置有多个通气开口20,可借助于诸如环氧乙烷的消毒气体经这些通气开口对单体托座2的内部空间消毒。支承件12同样可渗透气体并且因此不封闭通气开口20。通气开口20紧邻传递柱塞6布置,以使得当传递柱塞6沿料筒1的方向前移时,该传递柱塞6在通气开口20的直接前方被推动并且因此直接封闭通气开口20。这防止了当单体托座2中的玻璃安瓿3已开启时单体液体4能够经通气开口20逸出。

筒形的传递柱塞6具有与单体托座2的内部空间的筒形几何形状匹配的外周,并且经由两个周向密封件26以液密方式相对于单体托座2的内壁密封。输送柱塞7同样经由两个周向密封件28以液密方式相对于料筒1的内壁密封。这些密封件26、28用于防止单体液体4或骨水泥逸出,由此防止对周围环境(手术室和用户)的污染。为此,密封件26、28可由橡胶组成。

料筒1的内部空间在前侧通向限定该料筒1的输送开口的配件34中。该配件34具有外螺纹。在配件34内布置有用于料筒1的封闭件36,该封闭件位于输送开口中并且封闭该输送开口。封闭件36是不可渗透水泥粉末5但可渗透气体的多孔过滤器并且具有筒状。

具有用于接纳封闭件36的封闭件托座38的管道元件37紧固在配件34的外螺纹上。封闭件托座38以套筒的方式成形并且具有延伸到封闭件托座38中的四个纵向取向的棒条39。当封闭件36已被推入封闭件托座38中时,棒条39将封闭件36与封闭件托座38的内壁间隔开。管道元件37在封闭件托座38的前部中变窄。在该区域中布置有四个另外的棒条40,它们形成用于封闭件36的移动的限位止挡40并因此限制封闭件36向封闭件托座38中的移动。在棒条39、40之间设置有足够大的自由管道横截面76(参见图6和9),使得骨水泥膏团可以从流过棒条39、封闭件托座38的壁和被推入的封闭件36之间以及管道元件37的前部部分中的棒条40之间。在其前侧,管道元件37终止于具有外螺纹的配件42中。

通过被实施为多孔过滤器的封闭件36,可使用环氧乙烷对料筒1的内部和水泥粉末5消毒,这是因为管道元件37是开口的并且水泥粉末5的粉末颗粒之间的空隙可渗透空气。同时,当传递柱塞6被沿单体托座2的方向挤压时,空气可经水泥粉末5、封闭件36和开口的管道元件37从单体托座2被排出。

水泥粉末5被封装在料筒1中,因为所有开口39和连接部14均借助于多孔过滤器16、36以不可渗透水泥粉末5的方式封闭。在这方面,料筒1的内含物可通过抽空并使用环氧乙烷冲洗而被消毒。这使得该设备还适合于水泥粉末5的长期储存。

图5不仅示出该设备,而且示出用于该设备的施加管66和输送管道延伸部70,它们为可各自旋到管道元件37的配件42上的两个替代物。为此,施加管66和输送管道延伸部70具有与管道元件37的配件42的外螺纹匹配的内螺纹。输送管道延伸部70可使用封闭件72封闭。封闭件72终止于手柄74中,当封闭件72位于输送管道延伸部70中时,可使用该手柄74将输送管道延伸部70用手旋拧到管道元件37上。另外,即使输送管道延伸部70被牢固地与管道元件37旋在一起,手柄74也可被容易地用于移除封闭输送管道延伸部70的与料筒1面对的侧面的封闭件72。

图6示出处于封闭状态(左侧的两幅图)和开启状态(右侧的两幅图)的设备的前部部分的四幅示意性透视截面图。截平面这里位于设备的纵向轴线中并且相对于彼此转动45°,使得在自左上部起的第一幅图和从左上部起的第三幅图中各截面在纵向上从棒条39、40经过并且在自左上部起的第二幅图和自左上部起的第四幅图中截面从棒条39、40之间经过。结果,在该截面图中,在棒条39、40之间,当封闭件36开启时(或当封闭件36沉入封闭件托座38中时)棒条39、封闭件托座38的内壁和封闭件36的周面之间保留的自由空间且特别是自由管道截面76显而易见。当封闭件36开启时,骨水泥膏团可流经自由管道横截面76并且流经棒条40之间的自由空间。

图3示出根据本发明的设备的上下示出的四幅示意性截面图,以图示根据本发明的方法的次序。此外,图4示出了图3的自顶部起第一幅图的放大细节,图7示出了图3的自顶部起的第二幅图的放大细节,图8示出了图3的自顶部起的第三幅图的放大细节。图9的右上侧的图示出了图3的自顶部起的第三幅图的放大细节,并且图8的右下侧的图示出了图3的自顶部起的第二幅图的放大细节。另外,图9的左上侧的图示出了在观察方向向前(远离料筒1)的情况下沿着截平面a-a的垂直截面图,并且图9的左下侧的图示时候出了在观察方向向前(远离料筒1)的情况下沿着截平面a-a的垂直截面图。

在方法开始时,该设备处于初始状态,并且也如图1中所示。在该状态下,该设备被插入挤出设备43-例如常规的可手动驱动的料筒枪中。该状况在图3的最顶部图示中被示出。挤出设备43包括可线性前移的杆44。仅示出挤出设备43的前部部分。该挤出设备43还包括用于手动驱动挤出设备43的杆44的手柄和触发杠杆(图中不可见),这与常规手动驱动的挤出设备的情况一样。所述设备利用紧固装置8紧固在挤出设备43上(见图3中最顶部的图示)。在杆44的末端处设置有平坦的盘(圆盘)46,以驱动传递柱塞6。当挤出设备43的杆44被推入单体托座2中时,该杆44与该盘46一起被推到传递柱塞6上。为此,挤出设备43经由配对的紧固装置48与单体托座2的后侧连接,使得盘46在杆44前移时推到传递柱塞6上并且使它沿料筒1的方向前移。为此,杆44被安装成可相对于轴承50而且由此相对于配对的紧固装置48并因此相对于单体托座2线性移动。

挤出设备43被操作,并且在该过程中杆44以及-借助于该杆44-传递柱塞6沿料筒1的方向前移。在传递柱塞6的移动开始时,后者封闭通气开口20。支承件12被压缩并且传递柱塞6与玻璃安瓿3的头部相遇。由于玻璃安瓿3在前侧搁靠在输送柱塞7上并且单体托座2的内部空间变得越来越小,所以玻璃安瓿3破裂。单体液体4从玻璃安瓿3离开并进入单体托座2的内部空间中。当水泥粉末5是干的、即尚未被单体液体4润湿时,输送柱塞7不能被推动或者不能被玻璃安瓿3沿封闭件36的方向推动,因为干的水泥粉末5不能流动并且阻碍了输送柱塞7的移动。这种状况在图3中自顶部起的第二幅图中和图7中的放大细节图中被示出。来自单体托座2的残留空气从该设备经过滤器18、连接部14、多孔过滤器16、水泥粉末5的颗粒之间的空隙、封闭件36被压出,并且从开口的管道元件37或被旋拧到管道元件37上的施加管66出来。

最后,玻璃安瓿3的所有残留物都是小的碎片52,这些碎片被过滤器18保持并且保留在该管状容器中。单体液体4经过滤器18、连接部14和多孔过滤器16被压入水泥粉末5中,并且在其中开始与水泥粉末5反应,使得由混合物54形成骨水泥膏团54。在这种情况下,单体液体4不能直接从多孔过滤器16流出到料筒1的内壁,因为该内壁被中空筒体9完全或-在开槽的中空筒体9的情况下-大部分遮掩。这样,单体液体4被迫开辟经过水泥粉末5的路径。这样能防止单体液体气泡或单体液体蓄积,并且比在不使用中空筒体9的情况下混合成更均质的骨水泥膏团54。

单体液体4的量被选择为使得水泥粉末5被单体液体4润湿直至料筒1的最前点、即直至封闭件36。一旦混合物、即骨水泥膏团54已经出现,封闭件36就通过由于输送柱塞7上的压力而施加在骨水泥膏团54上的压力被向前驱动并被推入封闭件托座38中,直至封闭件36与限位止挡40相遇,此时封闭件36的移动结束。这种状况在图3的自顶部起的第三幅图、根据图8和图9的详图以及图6的右下侧的两幅图中被示出。骨水泥膏团54通过在棒条39之间流过并且在棒条40之间流过而围绕封闭件36流动。最后,骨水泥膏团54在设备的前侧离开。

在此状态下(或替代地刚好在开始时),将施加管道66旋拧到作为扩展输送开口或形式为输送管道延伸部70的配件42的外螺纹上(还参见图5)。通过使杆44进一步前移,布置在其前部的传递柱塞6、碎玻璃52和输送柱塞7被驱动。骨水泥膏团54于是经由施加管66从料筒1被输送。为此,输送柱塞7利用杆44沿管道元件37的方向前移(在这方面还参见图3中自顶部起的第四幅图和图8的详图)。骨水泥膏团54从料筒1的内部空间经配件34、管道元件37和施加管66排出,并且可以在此被施加或理论上用于进一步处理。

最后,中空筒体9与料筒头部或料筒1的内部空间的前侧相遇。由于输送柱塞7在挤出过程结束时被阻止,所以可能发生来自玻璃安瓿3的碎玻璃和碎片52被作用在所述碎玻璃和碎片52上的升高的压力进一步压缩,并且在该过程中单体液体4的又一些残留物从输送柱塞7与传递柱塞6之间的空隙被压出而进入料筒1的前部部分中。这可能引起骨水泥膏团54的组分的变化,因为骨水泥膏团54中的液态单体液体4的比例增加。当骨水泥膏团54已经在很大程度上起反应时,也可能发生单体液体4强行从骨水泥膏团54通过。中空筒体9具有3mm、优选地5mm或更大的高度,从而通过由此形成的距离确保了当输送柱塞7已被手动驱动的挤出设备43尽可能向前挤压时,该输送柱塞7的前侧与料筒1的内部空间的前侧间隔开。这在料筒1的内部空间中并且具体而言在由中空筒体9界定的区域中形成了无法从料筒1经输送开口和管道元件37排出的死体积。

骨水泥膏团54的可选地含有过大比例的单体液体4的部分此时位于该死体积中。即使随后继续施加更大压力,也无法从死体积将更多骨水泥膏团54从设备挤出。这种结构确保了由于可变的组分而具有不同稠度的骨水泥膏团不能使用该设备施加。

图10至15示出根据本发明的替代性的第二设备的图示。图10至12示出根据本发明的示例性第二设备的各种示意性概图。图13至15示出贯穿根据本发明的第二设备的不同区域的形式为放大的细节的、作为详图的示意性截面图。根据本发明的第二设备是用于脊柱固定术的“脊柱施加器”。它用于两个椎骨的脊柱融合或脊柱稳定,骨水泥膏团154利用套管针120的辅助在x射线监视下施用于椎骨区域。由于套管针120,外科医生不必在x射线的路径中操作。

根据本发明的第二设备在结构上大部分等同于根据图1至9的根据本发明的第一设备,并且主要包括塑料的管状容器,该管状容器形成作为前部(图10中在顶部,图11和14中在右上部,图12、13和15中在左侧)部分的具有筒形内部空间的料筒101,并且形成作为后部部分的单体托座102,该单体托座用于作为单体液体容器的玻璃安瓿103。代替玻璃安瓿3,也可直截了当地使用可裂开的塑料安瓿,或在变更小的情况下也可使用由金属涂覆塑料组成的可撕开的膜袋来代替玻璃安瓿103。

该设备的后侧在图10中处于底部,在图12的图示中处于右侧,在图11中处于左下侧。在图10和12的截面图以及根据图11的透视图中容器的管状形状特别明显。料筒101的内部空间和单体托座102的内部空间两者都为具有圆形基部区域的筒形。在这方面,料筒101的内部空间的直径与单体托座102的内部空间的直径具有相同的大小并且是对齐的。具有单体托座102和料筒101的该容器优选地使用注塑技术由塑料制成。因此,单体托座102具有玻璃安瓿103已被放入其中的筒形内部空间。玻璃安瓿103容纳单体液体104。在图10中,该设备被示出向侧面翻转,使得重力向侧面作用并且单体液体104集中在玻璃安瓿103的一侧上。水泥粉末105已被倾倒到或优选地压入料筒101的内部空间中。单体液体104和水泥粉末105形成能使用该设备生产的pmma骨水泥的起始组分。由于玻璃安瓿103,单体液体104能在单体托座102中并由此在该设备中储存很长时间。水泥粉末105同样能长时间储存在该设备中。该设备因此适合于储存作为pmma骨水泥的骨水泥膏团154的起始组分的单体液体104和水泥粉末105。然而,该设备还适合于并且设置用于由起始组分104、105混合骨水泥膏团154并用于输送所混合的骨水泥膏团154。

在单体托座102中布置有塑料的传递柱塞106,该传递柱塞能在该单体托座102的筒形内部空间中沿纵向方向移动。该传递柱塞106布置在单体托座102的后侧的区域中。玻璃安瓿103可使用传递柱塞106在单体托座102中被压缩并在该过程中碎裂,因为传递柱塞106沿前侧的方向、即沿料筒101的方向被推动。传递柱塞106在其前侧上具有刮片,利用该刮片从单体托座102的内壁刮去玻璃安瓿103的碎片。为此,这些刮片横向地搁靠在单体托座102的内部空间的内壁上。此外,边缘180布置在传递柱塞106的前侧上,这简化了玻璃安瓿103在传递柱塞106于单体托座102中前移时的裂开。

在料筒101的内部空间中在其后侧(图10中在底部,图12和15中在右侧)布置有塑料的输送柱塞107。在单体托座102的后侧设置有紧固装置108,可利用所述紧固装置将该单体托座102和/或容器连接到挤出设备143(图11中不可见,但可参见图10和12)。紧固装置108优选适合并且设置用于形成卡口封闭件108。可从单体托座102的后侧自由接近的该传递柱塞106由此能利用挤出设备143沿料筒101的前侧的方向前移。

输送柱塞107在其前侧具有中空筒体109,该中空筒体用于延长单体液体104必须经水泥粉末105流过直至其到达料筒101的内壁的距离。另外,中空筒体109用于将输送柱塞107与位于料筒101的内部空间的前侧的输送开口间隔开,并且当输送柱塞107或中空筒体109被最大限度地推靠在料筒101的内部空间的前侧上时在输送柱塞107与料筒101的内部空间的前侧之间形成死体积。在本例中,中空筒体109是旋转对称的并以管段的方式成形。然而,中空筒体109也可具有平行于中空筒体109的筒体轴线延伸的纵向切口。中空筒体109在前侧是平坦的。

在单体托座102的内部空间中,设置有由泡沫形成的支承件12,该支承件用作运输保护装置并且用作玻璃安瓿103的冲击保护装置。这样,它可防止玻璃安瓿103在振动或冲击的情况下不经意地破裂。该泡沫且因此该支承件12是可渗透气体的。

料筒101和单体托座102作为共同的塑料部件一体地实施。单体托座102和料筒101经由输送柱塞107中的连接部114以可渗透单体液体104的方式连接在一起。贯穿输送柱塞107的该连接部114经由不可渗透水泥粉末105但可渗透单体液体104的多孔过滤器116通向料筒101的内部空间中。

在通向连接部114的口部处,在输送柱塞107中布置有过滤器118,通过该过滤器,玻璃安瓿103的碎片152能被保持在后部。作为过滤器118的替代方案或作为过滤器118的附加方案,也可以设置筛网。

在单体托座102的壁中设置有多个通气开口120,可借助于诸如环氧乙烷的消毒气体经这些通气开口对单体托座102的内部空间消毒。支承件112同样可渗透气体并且因此不封闭通气开口120。通气开口120紧邻传递柱塞106布置,以使得当传递柱塞106沿料筒101的方向前移时,该传递柱塞106在通气开口120的直接前方被推动,并且因此直接封闭通气开口120。这防止了当单体托座102中的玻璃安瓿103已开启时单体液体104能够经通气开口120逸出。

筒形的传递柱塞106具有与单体托座102的内部空间的筒形几何形状匹配的外周,并且经由两个周向密封件126以液密方式相对于单体托座102的内壁密封。输送柱塞107同样经由两个周向密封件128以液密方式相对于料筒101的内壁密封。这些密封件126、128用于防止单体液体104或骨水泥逸出,由此防止对周围环境(手术室和用户)的污染。为此,密封件126、128可由橡胶组成。

料筒101的内部空间在前侧通向配件134,该配件限定料筒101的输送开口。配件134具有外螺纹。在配件134的内部布置有用于料筒101的封闭件136,该封闭件位于输送开口中并且封闭它。封闭件136是不可渗透水泥粉末105但可渗透气体的多孔过滤器,并且具有筒形形状。

具有用于接纳封闭件136的封闭件托座138的管道元件137紧固在配件134的外螺纹上。封闭件托座138以套筒的方式成形,并具有延伸到封闭件托座138中的四个纵向取向的棒条139。当封闭件136已被推入封闭件托座138中时,棒条139使封闭件136与封闭件托座138的内壁间隔开。管道元件137在封闭件托座138的前部变窄。在该区域中布置有四个另外的棒条140,它们形成用于封闭件136的移动的限位止挡140,并因此限制封闭件136向封闭件托座138中的移动。在棒条139、140之间设置有足够大的自由管道横截面,使得骨水泥膏团154可以流经棒条139、封闭件托座138的壁和被推入的封闭件136之间以及管道元件137的前部部分中的棒条140之间。管道元件137在其前侧终止于具有内螺纹的配件142中。

套管针120和用于连接套管针120的软管122连接到管道元件137。为此,将具有匹配的外螺纹的插入件124旋拧到配件142的内螺纹中,其中该插入件经由压接式连接部与软管122连接。套管针120也经由压接式连接部与软管122连接。保持器125紧固在容器101、102的外侧,套管针120的施加尖端可被夹在该保持器上,使得套管针120不会从该设备松脱。

通过被实施为多孔过滤器的封闭件136,可以使用环氧乙烷对料筒101的内部和水泥粉末105消毒,因为管道元件137打开,套管针120在消毒时尚未连接到软管122,并且封闭件136和水泥粉末105的粉末颗粒之间的空隙不可渗透空气。同时,当传递柱塞106沿输送柱塞107的方向被挤压时,空气可以经水泥粉末105、封闭件136、管道元件137、软管122和套管针120被从单体托座102排出。

水泥粉末105被封装在料筒101中,因为所有开口和连接部114都借助于多孔过滤器116、136以不可渗透水泥粉末105的方式封闭。料筒101的内含物在这方面可以通过抽空和使用环氧乙烷冲洗来进行消毒。这使得该设备也适合于水泥粉末105的长期储存。

图14示出处于封闭状态(左侧的图示)和开启状态(右侧的图示)的该设备的前部部分的两幅示意性透视截面图。与第一示例性实施例中一样,在开启状态下,封闭件136通过棒条139与封闭件托座138的内壁间隔开。这引起其间形成可供骨水泥膏团154从该设备经管道元件137、软管122和套管针120排出的自由管道横截面。

图12示出根据本发明的第二实施例的上下四幅示意性截面图,以说明根据本发明的方法的顺序。另外,图13示出图12中自顶部起的第一幅图的放大细节,图15示出图12中自顶部起的第四幅图的放大细节。图14中的右侧图示示出图12中自顶部起的第三幅图的放大细节,并且图14中的左侧图示示出图12中自顶部起的第二幅图的放大细节。

在该方法开始时,该设备处于初始状态,如也在图10中示出的。在此状态下,该设备插入挤出设备143中,例如常规的可手动驱动的料筒枪中。此状况在图12的最顶部图示中被示出。挤出设备143包括可线性前移的杆144。仅示出挤出设备143的前部部分。挤出设备143还包括用于手动驱动挤出设备143的杆144的手柄和触发杠杆(图中不可见),与常规手动驱动的挤出设备一样。该设备通过紧固装置108紧固在挤出设备143上(参见图12中最顶部的图示)。在杆144的末端处设置有平坦的盘146以驱动传递柱塞106。当挤出设备143的杆144被推入单体托座102中时,杆144利用盘146推压在传递柱塞106上。挤出设备143为此经由配对的紧固装置148连接到单体托座102的后侧,使得盘146在杆144前移时推压在传递柱塞106上,并使它沿料筒101的方向前移。为此,杆144被安装成可相对于支承件150并由此相对于配对的紧固装置148和因此相对于单体托座102线性移动。

挤出设备143被操作,并且在该过程中杆144以及-利用该杆144-传递柱塞106沿料筒101的方向前移。在传递柱塞106开始移动时,它封闭通气开口120。支承件112被压缩,并且传递柱塞106与玻璃安瓿103的头部相遇。由于玻璃安瓿103在前侧搁靠在输送柱塞107上并且单体托座102的内部空间变得越来越小,所以玻璃安瓿103破裂。单体液体104从玻璃安瓿103离开并进入单体托座102的内部空间中。当水泥粉末105是干的、即尚未被单体液体104润湿时,输送柱塞107不能被推动或者不能被玻璃安瓿103沿封闭件136的方向推动,因为干的水泥粉末105不能流动并且阻碍了输送柱塞107的移动。这种状况在图12中自顶部起的第二幅图中和图13中的放大细节图中被示出。来自单体托座102的残留空气从该设备经过滤器118、连接部114、多孔过滤器116、水泥粉末105的颗粒之间的空隙、封闭件136、管道元件137以及软管122和套管针120被压出。

最后,玻璃安瓿103的所有残留物都是小的碎片152,这些碎片被过滤器118保持并且保留在该管状容器中。单体液体104经过滤器118、连接部114和多孔过滤器116被压入水泥粉末105中,并且在其中开始与水泥粉末105反应,使得由混合物形成骨水泥膏团154。在这种情况下,单体液体104不能直接从多孔过滤器116流出到料筒101的内壁,因为该内壁被中空筒体109完全或-在开槽的中空筒体109的情况下-大部分遮掩。这样,单体液体104被迫开辟经过水泥粉末105的路径。这样能防止单体液体气泡或单体液体蓄积,并且与不使用中空筒体109的情况相比混合成更均质的骨水泥膏团154。

单体液体104的量被选择为使得水泥粉末105被单体液体104润湿直至料筒101的最前点、即直至封闭件136。只要已产生混合物、即骨水泥膏团154,封闭件136就通过由于输送柱塞107上的压力而施加在骨水泥膏团154上的压力被向前驱动并推入封闭件托座138中,直至封闭件136与限位止挡140相遇,此时封闭件136的移动结束。这种状况在图12中从顶部起的第三幅图中和根据图14的详图中被示出。骨水泥膏团154通过在棒条139之间和棒条140之间流过而在封闭件136周围流动。然后,骨水泥膏团154被挤压通过软管122并进入套管针120。骨水泥膏团154可在该设备的前侧从套管针120流出。

通过使杆144进一步前移,布置在其前方的传递柱塞106、碎玻璃152和输送柱塞107被驱动。骨水泥膏团154于是经由软管122和套管针120从料筒101中被输送出来。为此,输送柱塞107利用杆144沿管道元件137的方向前移(在这方面,还参见图12中从顶部起的第四幅图和根据图15的详图)。

最后,中空筒体109与料筒头部或料筒101的内部空间的前侧相遇。由于输送柱塞107在挤出过程结束时被阻止,所以可能发生来自玻璃安瓿103的碎玻璃和碎片152被作用在碎玻璃和碎片152上的升高的压力进一步压缩,并且在该过程中单体液体104的又一些残留物从输送柱塞107与传递柱塞106之间的空隙被压出而进入料筒101的前部部分中。这可能引起骨水泥膏团154的组分的变化,因为骨水泥膏团154中的液态单体液体104的比例增加。当骨水泥膏团154已经很大程度上起反应时,还可能发生单体液体104强行从骨水泥膏团154通过。中空筒体109具有3mm、优选地5mm或更大的高度,从而通过由此形成的距离确保了当输送柱塞107已由手动驱动的挤出设备143尽可能向前推动时,该输送柱塞107的前侧与料筒1的内部空间的前侧间隔开。这在料筒101的内部空间中并且具体而言在由中空筒体109限定的区域中形成了无法从料筒101经输送开口、软管122和套管针120排出的死体积。

骨水泥膏团154的可选地含有过大比例的单体液体104的部分此时位于该死体积中。即使随后继续施加更大压力,也无法从死体积将更多骨水泥膏团154从该设备挤出。这种结构确保了由于可变的组分而具有不同稠度的骨水泥膏团154不能使用该设备施加。

以上描述以及权利要求、附图和示例性实施例中公开的本发明的特征可以单独地和以任何期望的组合来以各种实施例来实现本发明的本质。

附图标记列表

1,101料筒

2,102单体托座

3,103安瓿

4,104单体液体

5,105水泥粉末

6,106传递柱塞

7,107输送柱塞

8,108紧固装置/卡口封闭件

9,109中空筒体

12,112支承件

14,114连接部

16,116多孔过滤器

18,118过滤器

20,120通气开口

26,126密封件

28,128密封件

34,134连接部

36,136封闭件/多孔过滤器

37,137管道元件

38,138封闭件托座

39,139棒条/间隔件

40,140限位止挡/棒条

42具有外螺纹的配件

43,143挤出设备/料筒枪

44,144杆

46,146盘

48,148配对的紧固装置/卡口封闭件

50,150支承件(轴承)

52,152碎片

54,154骨水泥膏团/混合物

66施加管

70输送管道延伸部

72封闭件

74手柄

76自由管道横截面

120套管针

122软管

124插入件

125保持器

142具有内螺纹的配件

180边缘

a-a截平面

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