CN106345360B - 真空混合***和混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合***,包括:至少一个筒,其具有用于骨水泥混合的能抽真空的内腔;泵,其具有可用手移动以产生低压的柱塞;和连接管道,其用于使筒的内腔连通至用于产生低压的泵,其中,泵包括操作件,操作件可从外侧操作且适当连接至柱塞,从而适于用手使柱塞在泵内移动以产生低压使得泵的低压可用于通过连接管道从筒的内腔抽出气体。本发明也涉及在真空混合***、尤其是根据上述真空混合***的筒的内腔中混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法,真空混合***的泵的被手动驱动的柱塞的动作用于在泵内产生低压,由此被驱动的泵用来抽空筒的内腔且随后在筒的内腔中混合骨水泥。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空混合***,用于由两种初始组分混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)、尤其用于混合医用骨水泥,以及存放所述初始组分。本发明还涉及混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法。
因此,本发明的主题是用于存放、混合和分配(如适用)聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合***。本发明还涉及将单体液体转移至真空混合***的方法以及混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的组分的方法。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)是基于Sir Charnley(查恩雷爵士)的开创性工作。PMMA骨水泥由液态单体组分和粉末组分构成。单体组分通常包含单体、甲基丙烯酸甲酯和溶于其中的催化剂(N,N-二甲基对甲苯胺)。粉末组分也被称为骨水泥粉,包含一种或多种聚合物、不透辐射剂和过氧化二苯甲酰引发剂。粉末组分的聚合物是基于甲基丙烯酸甲酯和如苯乙烯、甲基丙烯酸酯或类似单体等共聚用单体通过聚合且优选通过悬浮聚合制造的。在粉末组分和单体组分的混合过程中,粉末组分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的溶胀产生可以塑形成形的骨水泥团,而这就是实际的骨水泥。在粉末组分和单体组分的混合过程中,催化剂(即N,N-二甲基对甲苯胺)与过氧化二苯甲酰反应,同时形成自由基。如此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展,水泥团黏度增大,直到水泥团凝固。
甲基丙烯酸甲酯是在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥中最常用的单体。氧化还原引发剂体系通常由过氧化物、催速剂和合适的还原剂(若适用)构成。只有在氧化还原引发剂体系的所有成分行动一致时才形成自由基。因此缘故,氧化还原引发剂体系的呈单独初始组分形式的成分适当布置,从而它们不会引发自由基聚合。假定该初始组分的成分是适当的,则初始组分在存放过程中是稳定的。只有当为产生水泥团而混合这两种初始组分时,原先单独以两种浆体、液体或粉末形式存放的氧化还原引发剂体系的成分才相互反应形成自由基,这促成至少一个单体的自由基聚合。自由基聚合于是在消耗单体的同时导致聚合物形成,水泥团借此固化。
PMMA骨水泥可以通过在适当的搅拌烧杯中借助搅拌铲混合水泥粉和单体液体来混合。所述加工过程的一个不足是可能在如此形成的水泥团中存在空气夹杂物并可能造成骨水泥随后变得不稳定。因此缘故,优选在真空混合***内混合骨水泥粉和单体液体,因为真空混合从水泥团中大规模除去空气夹杂物并因此获得最佳水泥质量。在真空中混合的骨水泥具有明显降低的多孔性并因此显示出改善的机械性能。已经披露了大量的真空粘固***,为了示例目的而将列举出以下一些:US 6,033,105 A、US 5,624,184 A、US 4,671,263A、US 4,973,168 A、US 5,100,241 A、WO 99/67015 A1、EP 1 020 167 A2、US 5,586,821A、EP 1 016 452 A2、DE 36 40 279 A1、WO 94/26403 A1、EP 1 005 901 A2、US 5,344,232A。在这些列出的真空粘固***内,需要连接外界真空泵以产生低压。它们通常利用文丘里原理通过压缩空气来操作。真空泵操作所需的压缩空气由固定不动的压缩空气设施提供,或由电动压缩机提供。另外,也可以想到使用电动真空泵来产生真空。
如下粘固***是粘固技术的改进,在该粘固***中,水泥粉和单体液体已经封装在混合***的单独隔腔内且仅刚好在施加水泥之前在粘固***内相互混合。由EP 0 692229 A1、DE 10 2009 031 178 B3、US 5,997,544 A、US 6,709,149 B1、DE 698 12 726 T2和US 5,588,745 A提出了所述完全预封装的混合***。所述混合***也需要外界真空源。就此而言,DE 10 2009 031 178 B3专利公开了一种具有两件式分配柱塞的真空混合装置,该真空混合装置也可以被用于根据本发明的真空混合装置。
如果真空混合***被用来粘固,则需要设置外界真空泵。所述真空泵昂贵且需要用后清洁。另外,需要用于将真空泵连接至真空混合***的真空软管。所述真空软管需要与真空混合***附设在一起。因此,在利用真空混合***进行混合之前,真空泵首先需要设立在手术台(OR)上并且必须被连接至能量源,如压缩空气或电源。于是,该真空泵通过真空软管被连接至该真空混合***。该安装步骤费时或费钱并且潜在易于出错。所述真空泵和与真空混合***和外界能量源连接的连接管道以及供应管道占据空间并且是潜在的绊倒危险和可能干扰在手术过程中通常忙乱的工作的绊脚石。
EP 0 796 653 A2披露了一种用于混合骨水泥的***,其中,手动操作的泵和单体液体容器连接在装有水泥粉的筒上方。缺陷是:该***必须首先组合安装,由此一来,操作是复杂的。另外,单体液体可能在抽空筒内部之前渗透至筒中,它在筒内与水泥粉提前反应。这可能造成不稳定的骨水泥。另外,单体必须渗透经过水泥粉以获得彻底混合或者内容物必须完全混合。而且,可能难以抽空水泥粉中的低位区域,从而可能在混合后的骨水泥团中产生不希望有的气窝。
由EP 1 886 647 A1提出了一个让人感兴趣的概念。在此,水泥粉被存放在抽空的筒内并且单体液***于单独容器内。被保持在低压且打开的所述筒使得单体液体在没有空气进入的情况下被吸入所述筒中。于是,产生不带空气夹杂物的骨水泥团。所述概念要求筒在使用前的存放期间保持真空密闭封闭,因而未消毒空气不会进入所述筒。为此,该筒必须以稳定方式被气密密封。因而,一个相关缺点是:该设计相当复杂并且在单体吸入之后无法通过外部操作式混合***混合筒的内容物,这是因为用于混合杆或混合管的贯通孔将不会轻而易举地处于永久真空密封。
发明内容
因此,本发明的目的是克服现有技术的不足。尤其是,将克服带有外界真空源的已知真空混合***的不足,而不必长期保持低压。本发明的目的尤其是开发一种真空混合***,其中仅刚好在水泥组分被混合之前产生低压。该装置要尽量简单并且应允许在水泥筒内至少一次产生相对于大气而言的低压。另外可能有利的是,该真空混合***能够允许将单体液体从单体容器转移入填充有水泥粉的筒中。另外提供一种方法,其允许在完全预封装的混合***内进行单体转移和真空混合。另外,待开发的真空混合***应该主要由便宜的塑料制造。
本发明的目的是开发一种简单的封闭装置,其中,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉和单体液体可以被存放在单独的隔腔中并且能随后相互混合。应该能使医学使用者在该装置内组合并混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉和单体液体,而不会使医学使用者暴露在两种水泥组分下。必须避免医学使用者暴露在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉和单体液体下的情况。待开发的该装置是完全预封装的混合***。该装置应该被适当设计以便单体液体转移入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉中是通过真空来实现的,而不用外界真空泵。另外,该装置应该在功能方面可靠保证无需使用如压缩空气、真空或电流等外界能量源(即便在最简单的外界条件下)来制造骨水泥团。尤其优选地,该装置也应该与例如电池或机械蓄能装置等内部蓄能装置显著无关。该装置应可以独立自主地使用而无需附加技术要求。
另外,设想出一种制造便宜且对医用水泥的混合且对初始组分的存储(如适用)来说工作可靠的装置以及一种骨水泥混合的方法,其中,可以将简单的手动操作用来混合所述初始组分,如果可行,不在混合材料中出现空气夹杂物。
作为混合材料的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的主要组分应该是粉末,第二组分应该以液体形态存在。优选地,应该可以在真空混合***中彼此分开地存储骨水泥的这两种初始组分并且通过使用该装置来安全组合这些组分。
本发明的目的通过一种用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合***来实现,该真空混合***包括:至少一个筒,其具有用于混合骨水泥的可抽空的内腔(下面也简称为“筒内腔”);泵,其具有可用手移动以产生低压的柱塞;以及连接管道,其使所述至少一个筒的内腔连接至泵以产生低压,其中该泵包括可从外侧***作且适当连接至柱塞的操作件,操作件适合用手驱动该柱塞在泵内移动以便可产生低压,从而该泵的低压可以被用于从所述至少一个筒的内腔通过连接管道抽空气体,其中水泥粉容纳在所述筒内,该真空混合***包括与筒分开(独立)的容器,该容器中容纳有单体液体,其中容器通过液体管路被连接至所述筒,液体管道在筒的前侧通入筒,并且连接管道在所述筒的相反后侧通入所述筒。
所述筒的前侧在真空混合***的正常操作中布置在下方,而后侧由此位于上方。由此,水泥粉在内侧落于筒的前侧,而单体液体因低压从下方朝向连接管道的方向被向上抽吸经过水泥粉。这样一来,获得水泥粉与单体液体的良好混合并同时保证了水泥粉与单体液体的混合在降低的压力下进行,结果降低了在骨水泥团内夹杂空气的危险。
理论上,也可设置多个可移动柱塞,其中的至少一个柱塞可用手被移动。在本发明范围内,可用手移动的柱塞是多个可移动柱塞中的至少一个。
在本发明范围内,可用手移动的柱塞也能通过可用手移动的侧壁来实现。重要的是:用手驱动的柱塞适当增大了泵内的体积,从而在泵内出现的低压可以用于泵送。
本发明优选可以规定:可以用手使该柱塞在泵内的空心筒体中沿轴向移动。
目前,低压应该理解为是指相对于大气而言的低于大气压的压力。
优选可以规定:泵可被结合到真空混合***中。
聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥优选由至少两种成分混合和/或可由至少两种成分制造。由此,一种成分是单体液体,另一种成分是水泥粉。
本发明优选可以规定,在至少一个筒的内腔中的压力可通过泵送处理而减少至少50%,优选可减少至少90%。
根据本发明,在该筒内已存在用于混合材料且尤其是用于PMMA骨水泥的初始组分。
本发明优选的是,该装置也良好适用于存储上述初始组分,尤其当容器被***该装置时,或者容器是该装置的固定部分时。
混合材料尤其优选是骨水泥,特别是PMMA骨水泥。
本发明的一个改进方案还可以规定,气体可以因低压经连接管道从至少一个筒的内腔被抽空,并且气体可以因低压从筒内腔和容器之间的管道被抽空,而且要与筒内的PMMA骨水泥的水泥粉混合的单体液体可以因低压从容器被抽入筒内腔。
可以如下适当规定根据本发明的真空混合***:泵包括在内侧的气密的泵送空间并具有限定设于泵内的泵送空间的可移动柱塞,在此,该柱塞可以在一个方向上(优选在单向上)用手驱动,从而柱塞的运动增大了泵送空间,由此出现在泵送空间中的低压容许至少一个筒的内腔通过连接管道被抽空。
因为具体要求,例如筒内腔的体积要小,无需有更精致的泵***。
就此而言,本发明可以规定:该泵送空间的“体积增大”至少等于筒内腔的空闲体积,优选泵送空间的“体积增大”至少等于:“筒内腔的体积”、“连接管道的体积”、“内腔和液体容器之间的管道的体积”以及“在液体容器内的将要在筒内与水泥粉混合的单体液体的体积”之和。
这保证了泵可以抽空筒内腔。就此而言,在泵送处理之前的泵送空间的体积按理想情况尽可能小。因此,本发明优选可以规定:在泵送处理之后的泵送空间的体积是泵送处理之前的泵送空间的体积的至少10倍,尤其优选是泵送处理之前的泵送空间的体积的至少20倍。柱塞优选不平齐地接触泵的内腔,尤其是空心筒体的具有用于连接管道的连接部的覆盖表面,从而柱塞没有被吸合到所述覆盖表面上而不会因此难以移动以开始所述运动。
水泥粉是PMMA骨水泥的第一组分(粉末状),而单体液体是PMMA骨水泥的第二组分。
另外,本发明可以规定:真空混合***包括用于将至少一个筒的内容物混合的混合装置,在此,该混合装置优选布置在筒内腔中并且可以用手驱动或通过马达驱动。
优选地,所述筒包括压力密闭的贯通孔,杆或混合管被引导穿过该贯通孔,混合装置可以借助所述杆或混合管从筒外侧***作。为此,所述杆或混合管优选适当安装在贯通孔中,从而能转动且沿纵向移动。该混合装置可以被用来良好混合筒的内容物。
优选实施例的特点可以是:该真空混合***的总重小于30公斤,所述总重尤其优选小于10公斤。
根据本发明的具有泵和可用手操作的操作件的混合装置的设计允许重量像规定的那样轻。重量轻的有利之处在于该混合装置可以随身携带且无需与供应管道的连接且无需事先大量准备工作就能使用。
另外,本发明可以规定:该柱塞可沿轴向移动地被支承在空心筒体内,在此该空心筒体在第一侧被封闭或者除了用于与操作件和柱塞连接的杆的一个贯通孔外是封闭的,尤其被封盖封闭,并且该空心筒体在第二侧是敞开的,在此,泵送空间在空心筒体内优选形成在柱塞和封闭的第一侧之间。
通过这种方式(即圆筒形形状),提出一种泵,其制造尤其简单便宜并且易于操作且尤其不易于出故障。
本发明也可以规定:通过杆将该柱塞连接至操作件,优选是通过推压操作件而可以使该柱塞在泵内移动。
通过这种方式,提供了一种特别简单的真空混合***,其与重大功能故障危险无牵连。操作件借助杆与柱塞的直接连接能以一件式塑料注塑件形式实现。或者,可以设置传动机构和/或齿轮机构,借此将施加在操作件上的力传递给柱塞,以允许柱塞进行更强力动作。
另外,一个改进方案规定了:将用于从筒中分配混合后骨水泥的可移动分配柱塞布置在筒内腔中,其中,该分配柱塞优选被或可以被以可分离方式锁定就位,以防止分配柱塞响应于低压作用而移动。
该分配柱塞简化了真空混合***的操作。
就此而言,本发明可以规定:该分配柱塞包括具有透气孔盘的通道,该透气孔盘不透水泥粉,在此,具有透气孔盘的通道以透气方式将筒内腔与周围环境连通,该通道能以气密方式被封闭,优选能以气密方式被分配柱塞的密封柱塞封闭。
设有所述透气孔盘能保证容纳有骨水泥粉的筒内腔可以借助于如氧化乙烯等气体被消毒,而不存在骨水泥从筒内腔泄漏而进入环境的危险。
另外,本发明也可以规定:分配柱塞包含贯通孔,混合杆位于贯通孔内,该混合杆可以用手从外侧来驱动,其中混合装置且尤其是包括多个混合叶片的混合装置被连接至该筒内腔中的混合杆并允许混合筒内腔的内容物。
通过这种方式,筒的内容物可容易地手动混合。
该分配柱塞优选布置在所述筒的后侧。
一个改进方案提出:该筒是填充有水泥粉的水泥筒,其中,容器优选以不透液方式通过可打开的分隔件被连接至水泥筒的内腔,和/或该水泥筒的内腔被或可被以透气方式连接至泵。
结果,来自独立的容器的单体液体可以通过用于抽空筒内腔的同一泵送动作和/或同一泵送处理转移至筒内腔。在此过程中,通过泵将手动产生的真空和/或低压同时用于将单体液体吸入筒中。
本发明可以规定:筒、泵、独立的容器和所有连接管道被附接连接和/或以可分离方式连接至共同的底足部,其中优选使泵、独立的容器和所有连接管道附接至底足部且使所述筒以可分离方式连接至底足部。
这种真空混合***容易安放和操作。这简化了真空混合***的应用。只需要在施用场地设有水平支座来安放真空混合***,这在大多数手术区域中是不成问题的。
另外,本发明可以规定:在独立的容器和筒内腔之间的液体管道包括向上的弯头,在此,弯头的顶点位于在布置于独立的容器内的单体容器下方的接合部上方。
因此,如果真空混合***正确安放,则可以保证单体液体不会在无低压作用下意外地流入所述筒且意外地在筒内固化。结果,可以防止该容器内的单体液体在其正被填充入独立的容器时和/或在单体容器(单体玻璃安瓿)正在打开时已经通过液体管道到达筒内腔。具有所述U形弯头的液体管道的作用是在泵送柱塞被移向液体管道的方向之前使单体液体保留在容器内,最高达到顶点水平,这防止单体液体提前进入水泥粉。尤其在高黏度水泥情况下,即使少量的单体液体提前接触水泥粉,也可能像“胶”那样堵塞液体管道或堵塞作为喷嘴设置的管道机构,如US 8 662 736 B2所述那样。液体管道可以是透明的或半透明的,以允许使用者目视检查单体转移。为此尤其可以在该装置内设置视窗,可经视窗看到具有最高顶点的弯头。
根据本发明的真空混合***的特征可以是,泵被设计成由下列各项构成:空心筒体,其被或可被连接至筒内腔;气密封盖,其在空心筒体的一端上;柱塞,其以气密且可沿轴向移动方式设置在空心筒体内;至少一个操作件,其可被用手操作且可被用于用手使柱塞在泵内移动,其中,在柱塞被可用手操作的至少一个操作件移动时,该柱塞可以朝相对于封盖的相反方向沿轴向移动,并因此从筒内腔抽空气体。
所述设计非常简单并且其部件可以由塑料注塑制造。
另外,本发明可以规定:在该柱塞在空心筒体内的完整行程之后该柱塞适当移动,从而由空心筒体、封盖和柱塞形成的体积至少等于要抽空的筒内腔的体积。
体积匹配的作用是:泵的尺寸被设定成足以用于所详述的目的。
本发明所基于的目的也通过一种在真空混合***、尤其是本发明的真空混合***的筒的内腔中混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法来实现,其中,真空混合***的泵的手动驱动的柱塞的运动用于在泵内产生低压,其中由此驱动的泵用于从上方抽空该筒内腔,水泥粉容纳在筒内腔中,通过泵从筒内腔抽出气体,在此,单体液体因低压从下方注入筒内腔,接着单体液体和水泥粉在抽空的筒内腔中混合形成骨水泥。
优选地,仅采取泵的柱塞的单次行程来利用泵产生低压。一旦骨水泥被混合,则可以利用分配柱塞从筒中挤出混合后骨水泥团。优选地,该筒最初是独立于该泵的。
本发明的方法可以规定:泵的泵送空间的体积通过柱塞的手动运动变大,且筒内腔因由此产生的低压被抽空。
另外,本发明可以规定:该单体液体因泵内的低压被吸入筒内腔,在此优选的是,单体液体被从下方牵引穿过水泥粉。
另外,本发明可以规定:该泵的柱塞被用手移动,借此在泵中产生相对于大气而言的低压,在此气体从上方经过连接管道被从筒内腔吸入空心筒体,而单体液体从下方被吸入所述筒和水泥粉中,随后水泥粉在手动或马达驱动下借助混合装置与单体液体混合,接着移除筒以及混合后水泥团并且通过使分配柱塞沿轴向移动而从筒中挤出水泥团。
另外,本发明可以规定:该单体液体布置在独立于筒的容器内,其中,该单体液体容纳在玻璃安瓿中,在柱塞被用手驱动之前打开该玻璃安瓿,从而在筒内腔和容器之间建立透液连接,随后使柱塞在空心筒体内沿轴向移动,产生相对于大气而言的低压,其中从筒内腔经连接管道将气体吸入空心筒体,并且因在筒内腔中形成的低压将单体液体吸入所述筒中。
本发明基于以下惊人发现,设置可用手驱动的泵允许提供一种真空混合***,其不依赖于内部能量源、外部能量源以及其它供应管道。根据本发明的真空混合***可以被设计成是结构紧凑的、轻型的且节省空间的。泵可以被设计成包括最简单的装置,从而整个真空混合***可以作为一次性***来使用。另外,泵被用来将单体液体转移入水泥粉中。随后,PMMA骨水泥的两种组分可以在真空中和/或在低压下混合。根据本发明相对于泵布置连接管道且相对于容器布置液体管路,可以保证骨水泥团可以在低压下无气泡地均匀混合。
本发明的真空混合***的另一优点是,不将从该筒抽出的气体释放至环境,于是无需过滤这些气体来除去不希望有的成分(例如像甲基丙烯酸甲酯蒸气)。相反,这些气体仅留存在泵和/或泵送空间内。
根据本发明的粘固***包括用于产生真空和/或用于产生低压的装置,该装置适于在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的粉末状组分与液态单体组分混合之前和之中临时性产生低压。
本发明所依据的基本原理基于以下发现,只需要相对少量的能量并因此只需施加小的手动力来在筒内产生真空和/或低压,需要在所述低压或真空下混合骨水泥的初始组分。将单体液体转移入水泥粉中所需的能量也少。所述少量能量可以容易地通过在泵内压入柱塞来施加。结果,该真空混合***易于操纵和操作,且不依赖于内部和外部蓄能装置。
本发明的基本原理也基于低压,通过借助在泵的空心筒体内的相连的柱塞来手动操作操作件而在泵的空心筒体内产生低压,在此,该低压通过连通机构而分配到整个筒中,并且单体液体从敞开的单体液体容器被吸入容纳有水泥粉的筒。然后利用混合杆和与之相连的搅拌器,将水泥组分手动混合。
根据本发明的通过低压作用所实现的手动单体转移可以低成本地利用可由塑料注塑制造的简单塑料件来实现。本发明装置的特殊优点是,该装置可以不需要外界帮助(例如压缩空气驱动式真空泵和真空软管)来操作,并且不需要能量源,如压缩空气或电池。本发明的装置可以独立自主地使用,即便是在最简单的手术条件下。根据本发明的装置给对价格敏感的市场提供了一种封闭的完全预封装的混合粘固***。
附图说明
以下基于七幅示意图来示出本发明的更多实施例,但没有限制本发明的范围。其中:
图1示出根据本发明的真空混合***在泵送处理之前的立体示意图;
图2示出根据图1的真空混合***的包括三个剖面线A-A、B-B和C-C的俯视示意图;
图3示出根据图1和图2的真空混合***的沿根据图2的A-A剖切的纵剖示意图;
图4示出根据图1-图3的真空混合***的局部的沿根据图2的B-B剖切的剖视示意图;
图5示出根据图1-图4的真空混合***的局部的沿根据图2的C-C剖切的剖视示意图;
图6示出根据图1-图5的真空混合***的局部侧视示意图;和
图7示出根据图1-图6的真空混合***在泵送处理之后的沿根据图2的A-A剖切的纵剖示意图。
具体实施方式
图1-6示出本发明的真空混合***在泵送处理之前的各种视图。图7示出真空混合***在泵送处理之后的纵剖示意图。真空混合***主要由三个部件构成,即筒***1、液体容器2和手动驱动泵3。筒***1的中心部件是筒4,筒4填充有用于骨水泥的水泥粉(未示出)。筒***1通过底足部5被连接至液体容器2和泵3。就此而言,底足部5尤其形成紧凑式真空混合***的基部。
筒4具有圆柱形内腔,其具有圆形的覆盖区(footprint)。水泥粉位于筒4的内腔(筒4内腔)中。另外,布置在筒4内腔中的混合装置6具有至少两个被固定在混合管8上的混合叶片6。混合管8被引导穿过消毒柱塞9,从而混合管8可以转动和沿纵向移动。消毒柱塞9位于筒4的后侧,且位于顶部。为此,贯通孔被设计为压力密闭和气密的。消毒柱塞9包括膜(未示出),该膜允许消毒气体透过但不允许水泥粉透过。在填入水泥粉且相对于外界封闭筒4内腔之后,将消毒柱塞9***筒4中。随后,可以通过透气膜利用双氧化乙烯(ethylenedioxide)对筒4的内容物进行消毒。
密封柱塞10可被推压入消毒柱塞9中,该密封柱塞能以气密且压力密闭方式与消毒柱塞相连。相互连接的柱塞9、10随后共同形成分配柱塞9、10,借此可以将筒4的内容物挤压穿过底面侧开口。但消毒柱塞9最初被锁定在相反侧(在图1、图3和图5-图7的顶侧),在此所述锁定是可以解除的。
手柄部11在筒4外被附接至混合管8,借助于混合管,在筒4内(即筒4内腔中)的混合叶片6可手动转动且可在筒4的纵向上移动。
与呈柔性真空管道12形式的连接管道12连接的贯通孔设置在密封柱塞10中。除此之外,密封柱塞10压力密闭地封闭筒4。筒4的前侧(在图1、图3和图5-7中的底侧)经底足部5通过液体管道14以压力密闭方式被连接至液体容器2。呈虹吸管16形式的弯头16设置在液体管道14中并且被用来阻止容纳在液体容器2中的单体(未示出)意外进入筒4中。
泵3包括稳固的空心筒体20。在泵3的顶面上(在图1、图3和图5-7中的顶侧)布置有可用手向下按压的操作件21。空心筒体20被柱塞22以压力密闭方式分为两个部分。为此,柱塞22包括相对于空心筒体20的内壁封闭的周向密封。柱塞22和杆23被设计成单件形式,该杆延伸穿过封盖24中的压力密闭贯通孔。封盖24以压力密闭方式在一侧封闭空心筒体20。真空管道12被引导至泵3,从而密封柱塞10内的贯通孔通过真空管道12以压力密闭方式连接至泵3,确切说是连接至泵3的泵送空间26。
通入真空管道12的通口28和/或用于真空管道12的连接件28设置在空心筒体20上的封盖24中(只在图5中示出)。空心筒体20的位于封盖24和柱塞22之间的内腔部分形成泵送空间26。于是,泵送空间26内的低压可以向上经由真空管道12作用到筒4内腔中和/或气体可以在密封柱塞10被连接至消毒柱塞9时(如图所示)从筒4内腔被抽空,并且筒4的内腔于是相对于外界被密封,除了通入液体管道14的开口外。
筒4以可竖向分离方式被固定至底足部5。为此,具有内螺纹的开口设置在筒4的前侧,筒被旋拧到位于底足部5上的带有外螺纹的插座30上。液体管道14结合在插座30内而通过不透粉末但透单体液体的过滤件32通入筒4内腔中。
液体容器2包括用于玻璃安瓿40的承座39。具有可破碎的头部42的玻璃安瓿40布置在液体容器2内。玻璃安瓿40容纳有单体液体。用于玻璃安瓿40的承座39由如橡胶等柔性材料制造并且能被手动弯曲以便能人工打破在该液体容器2内侧的玻璃安瓿40的头部42。玻璃安瓿40的头部42可以通过使承座39变形被打掉或折断。为此,该承座在玻璃安瓿40的头部42和主体之间的颈部处包括较厚部段。一旦玻璃安瓿40的头部42被打掉,单体液体从玻璃安瓿40流出。可能产生的玻璃碎渣和尖碎片以及打掉的安瓿头部42由筛44或过滤件44截住(见图7)。另外,还可以在液体容器2通入液体管道14的入口处设置可以借助于转动柄来打开的阀件(未示出)。
在玻璃安瓿40已***液体容器2中后,通过盖46封闭液体容器2。为了允许单体液体从玻璃安瓿40顺利泄漏出和/或流出,两个通风道48设置在盖46中,外界空气可以经所述通风道流入液体容器2中。在破开玻璃安瓿40后,液体容器2内的单体液体可供使用且能利用筒4内腔中的低压通过液体管道14被引导进入筒4内腔,以将单体液体从液体容器2吸入筒4内腔中。该低压由泵3产生。单体液体于是可以借助混合装置6在真空下和/或低压下与筒4内腔中的水泥粉混合以形成骨水泥和/或骨水泥糊。
根据本发明,该真空混合***的特点是可采用根据本发明的以下示例性方法。通过用操作件21将柱塞22人工推压和/或压迫到空心筒体20中来使用该泵3。一旦如图所示通过***密封柱塞10使筒4做好使用准备,就完成上述操作。在此过程中,柱塞22向空心筒体底面(图3和图7中的底侧)中的开口移动。此动作扩大了泵送空间26。结果,泵送空间26内的压力被降低。气体从真空管道12、筒4内腔和液体管道14流入泵送空间26。于是,筒4内腔将被抽真空。
柱塞22被移动至空心筒体20的末端(在图3和图7中的底侧)。图7示出了这种布置。泵送空间26的体积增大必须足以从真空管道12、筒4内腔和液体管道14中抽空气体并从液体容器2将单体液体抽入筒4内腔。为此,如图3所示的扩张的泵送空间26优选大于筒4内腔的体积、管道12、14的体积和单体液体的液体体积。就此应该注意的是,所述图仅示意性示出泵送空间26和其它体积的尺寸关系。
一旦初始组分已经在筒4内腔中利用混合叶片6进行了混合,混合管8被尽量向上地从筒4内腔提拉出来并且随后可以在预定的破裂位点折断。使密封柱塞10相对于消毒柱塞9转动,因此使得穿过密封柱塞10的气体贯通孔被封闭。随后从密封柱塞10上扯掉真空管道12。从底足部5上拧下筒4,并且将可用于施用混合后骨水泥的分配管(未示出)拧入内螺纹中。由消毒柱塞9和密封柱塞10构成的输送柱塞或分配柱塞9、10被解锁且可以被施用装置(未示出)驱动进入筒4内。结果,筒4的内容物(即低压下混合的骨水泥)穿过布置在前侧的拧装分配管从相反开口被挤出。
除了玻璃安瓿40、过滤件32和骨水泥的初始组分外,真空混合***的部件可以由塑料注塑制造。管道12、14可以由不同的塑料构成。连接管道12必须是柔软的,以便能以活动方式将密封柱塞10布置在混合管8上并允许泵送空间中的通口28运动。在操作件21内设置纵向切口,连接管道12可以在操作件21和柱塞22移动时穿过该纵向切口滑动。
管道12、14布置在由形成底足部5的塑料制造的壳体内,其中该底足部5包括平面底面,以允许真空混合***安放在平坦支座上。
利用上述的真空混合***,骨水泥的两种初始组分可以被存放且在任何随后时刻被混合。该真空混合***无需就此被连接至任何外部供应源(电源、水或压缩气体)。不需要内部蓄能装置例如电池或张紧弹簧来驱动真空混合***。产生低压所需要的能量也是人工产生的,就像打开玻璃安瓿40所需要的力那样。
在以上的说明书、权利要求书和附图中描述的本发明的特征以及实施例对于单独地以及以任何组合方式实施本发明的各实施方式是重要的。
附图标记列表
1 筒***
2 液体容器
3 泵
4 筒
5 底足部
6 混合叶片
8 混合管
9 消毒柱塞
10 密封柱塞
11 手柄部
12 连接管道/真空管道
14 液体管道
16 弯头/虹吸管
20 空心筒体
21 操作件
22 柱塞
23 杆/管
24 封盖
26 泵送空间
28 通入连接管道的通口
30 带有外螺纹的插座
32 不透粉末但透液体的过滤件
39 用于玻璃安瓿的承座
40 玻璃安瓿
42 玻璃安瓿的头部
44 筛/过滤件
46 盖
48 通风道
Claims (22)
1.一种用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合***,其包括:
至少一个筒(4),其具有用于混合骨水泥的能被抽真空的内腔,
泵(3),其具有能用手移动以产生低压的柱塞(22),和
连接管道(12),其将所述至少一个筒(4)的内腔连通至用于产生低压的所述泵(3),
其中,所述泵(3)包括操作件(21),所述操作件能从外侧***作且被适当连接至所述柱塞(22),从而所述操作件适于用手使所述柱塞(22)在所述泵(3)内移动以产生低压,使得所述泵(3)的低压能被用于通过所述连接管道(12)从所述至少一个筒(4)的内腔抽出气体,
所述筒(4)内容纳有水泥粉,所述真空混合***包括独立于所述筒(4)的容器(2),所述容器(2)内装有单体液体,所述容器(2)通过液体管路被连接至所述筒(4),所述液体管路在所述筒(4)的前侧通入所述筒(4),并且所述连接管道(12)在所述筒(4)的相反后侧通入所述筒(4),
所述筒(4)、所述泵(3)、独立的所述容器(2)和所有连接管道被附接连接和/或以能分离方式连接至共同的底足部(5),
所述柱塞(22)以能沿轴向移动的方式被支承在空心筒体(20)内,所述空心筒体(20)在第一侧是封闭的,或者除了用于与所述操作件(21)和所述柱塞(22)连接的杆(23)的贯通孔之外是封闭的并且所述柱塞(22)被封盖封闭,并且所述空心筒体(20)在第二侧是敞开的,泵送空间(26)在所述空心筒体(20)内形成在所述柱塞(22)和封闭的所述第一侧之间,并且在所述柱塞(22)在所述空心筒体(20)内的完整行程之后所述柱塞(22)适当移动,从而由所述空心筒体(20)、所述封盖和所述柱塞(22)形成的所述泵送空间(26)的体积至少等于要抽空的所述筒(4)的内腔的体积。
2.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,所述泵(3)包括在内侧的气密的泵送空间(26)并且具有能移动的柱塞(22),所述柱塞限定设于所述泵(3)内的所述泵送空间(26),
所述柱塞(22)能用手在一个方向上来驱动,从而所述柱塞(22)的动作增大所述泵送空间(26),由此出现在所述泵送空间(26)内的低压允许所述至少一个筒(4)的内腔通过所述连接管道(12)被抽空。
3.根据权利要求2所述的真空混合***,其特征是,所述柱塞(22)能用手在单向上来驱动,从而所述柱塞(22)的动作增大所述泵送空间(26),由此出现在所述泵送空间(26)内的低压允许所述至少一个筒(4)的内腔通过所述连接管道(12)被抽空。
4.根据权利要求2所述的真空混合***,其特征是,所述泵送空间(26)的体积增大量至少等于所述筒(4)的内腔的空闲体积。
5.根据权利要求2所述的真空混合***,其特征是,所述泵送空间(26)的体积增大量至少等于以下各项之和:所述筒(4)的内腔的体积、所述连接管道(12)的体积、在所述筒(4)的内腔与所述容器(2)之间的液体管路(14,16)的体积和在所述容器(2)内的将要在所述筒(4)内与水泥粉混合的单体液体的体积。
6.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,所述真空混合***包括混合装置(6),所述混合装置(6)用于混合所述至少一个筒(4)的内容物。
7.根据权利要求6所述的真空混合***,其特征是,所述混合装置(6)布置在所述筒(4)的内腔中和/或能被手动驱动或通过马达驱动。
8.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,所述柱塞(22)通过杆(23)被连接至所述操作件(21)。
9.根据权利要求8所述的真空混合***,其特征是,
能通过推压所述操作件(21)使所述柱塞(22)在所述泵(3)中移动。
10.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,用于从所述筒(4)中分配混合后骨水泥的、移动的分配柱塞(9,10)布置在所述筒(4)的内腔中,所述分配柱塞(9,10)以能分离方式被锁定就位或能够以能分离方式被锁定就位,以便阻止所述分配柱塞(9,10)响应于低压的作用而移动。
11.根据权利要求10所述的真空混合***,其特征是,所述分配柱塞包括通道,所述通道具有不透水泥粉但透气的孔盘,具有所述孔盘的所述通道将所述筒(4)的内腔以透气方式连通至周围环境,所述通道能以气密方式被封闭。
12.根据权利要求11所述的真空混合***,其特征是,所述通道能以气密方式被所述分配柱塞的密封柱塞封闭。
13.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,所述筒是填充有水泥粉的水泥筒,所述容器(2)以不透液方式通过能被打开的分隔件被连接至所述水泥筒的内腔和/或所述水泥筒的内腔以能透气方式被连接至所述泵(3)或能够以能透气方式被连接至所述泵(3)。
14.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,所述泵(3)、独立的所述容器(2)和所有连接管道被附接至所述底足部(5)并且所述筒(4)以能分离方式被连接至所述底足部(5)。
15.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,设于独立的所述容器(2)和所述筒(4)的内腔之间的液体管路包括向上的弯头,所述弯头的顶点位于在单体容器下方的接合部上方,所述单体容器布置在独立的所述容器(2)内。
16.根据权利要求1所述的真空混合***,其特征是,所述泵(3)被设计成包括:
空心筒体(20),所述空心筒体(20)被连接至所述筒(4)的内腔或能够被连接至所述筒(4)的内腔;
气密封盖(24),其在所述空心筒体的一端上;
柱塞(22),其以气密且能沿轴向移动的方式布置在所述空心筒体(20)内;
至少一个操作件(21),其能用手操作且适于允许用手使所述柱塞(22)在所述泵(3)内移动;
在利用能手动操作的所述至少一个操作件(21)移动所述柱塞(22)时,所述柱塞(22)能朝与所述封盖(24)相反的方向沿轴向移动,并因此从所述筒(4)的内腔抽出气体。
17.一种在根据前述权利要求中任一项所述的真空混合***的筒(4)的内腔中混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法,其特征是,
所述真空混合***的泵(3)的手动驱动的柱塞(22)的动作被用于在所述泵(3)内产生低压,
由此被驱动的所述泵(3)用于从上方抽空所述筒(4)的内腔,
水泥粉容纳在所述筒(4)的内腔中并且所述泵(3)将气体从所述筒(4)的内腔抽出,
单体液体因低压从下方注入所述筒(4)的内腔,随后所述单体液体和所述水泥粉在所述筒(4)的抽空后的内腔中混合以形成骨水泥。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征是,通过手动移动所述柱塞(22)而增大所述泵(3)的泵送空间(26)的体积,并且通过由此产生的低压来抽空所述筒(4)的内腔。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征是,因所述泵(3)内的低压将所述单体液体吸入所述筒(4)的内腔中。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征是,所述单体液体从下方牵引穿过水泥粉。
21.根据权利要求17或18所述的方法,其特征是,用手驱动所述泵(3)的柱塞(22),
在所述泵(3)内产生相对于大气而言的低压;
从上方通过连接管道(12)从所述筒的内腔将气体吸入空心筒体,而从下方将单体液体吸入所述筒(4)和所述水泥粉中;
随后,在手动驱动或马达驱动下混合装置(6)使所述水泥粉与所述单体液体混合;
随后,移除所述筒(4)以及混合后水泥团;以及
通过使分配柱塞(9,10)沿轴向移动,从所述筒(4)挤出水泥团。
22.根据权利要求17或18所述的方法,其特征是,将所述单体液体布置在独立于所述筒(4)的容器(2)内,所述单体液体容纳在玻璃安瓿中,
在所述柱塞(22)被手移动之前打开所述玻璃安瓿,从而在所述筒(4)的内腔和所述容器(2)之间建立透液连接,
随后,使所述柱塞(22)在所述空心筒体(20)内沿轴向移动,从而产生相对于大气而言的低压,
通过所述连接管道(12)从所述筒(4)的内腔将气体吸入所述空心筒体(20)中,且在所述筒(4)的内腔中形成的低压将单体液体吸入所述筒(4)中。
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