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Spül-, Kühl- und Sprühvorrichtung
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und deren Verwendung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Spülen und Kühlen und/oder zum Versprühen von Wirkstoffen und Flüssigkeiten,
insbesondere für Körperhöhlen von Warmblütern, insbesondere Menschen, sowie die
Verwendung von Gasen dafür.
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Diese Vorrichtung dient insbesondere zum Kühlen und Spülen von Körperhöhlen
und Knochen lagern sowie zum Einsprühen der Lager bzw. Höhlen mit Wirkstoffen vor
der Fixation von Endoprothesen. Sowohl als Kühlmittel als auch als Druckmittel zum
Verteilen von Wirkstoffen wird ein Gas eingesetzt. Die Vorrichtung eignet sich besonders
gut dann zur Vorbereitung des Knochens, wenn zur Implantation der Endoprothesen
ein Knochenzement, insbesondere auf der Basis von Polymethylmethacrylat, eingesetzt
wird.
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Bekanntlich stellt die Verwendung von Knochenzementen zur Fixation
von Endoprothesen eine etablierte Technik dar. Es handelt sich zumeist um Methylmethacrylat-Polymere,
die in Form eines Zweikomponentensystems verwendet werden. Ein Gemisch aus Polymethylmethacrylat-Pulver
und Methylmethacrylat-Monomer (flüssig) ergibt eine knetbare, pastöse Masse. Als
Härtersystem dienen Dibenzoylperoxid und N,N-Dimethyl-p-toluidin. Das Peroxid befindet
sich im Pulver, das Toluidin in der Flüssigkeit.
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Beim Zusammengeben beider Komponenten kommt es zum induzierten Peroxidzerfall,
wodurch die Polymerisation des monomeren Methylmethacrylates eingeleitet wird. Nähere
Einzelheiten sind z.B. in dem Buch "Die Knochenzemente", O. OEST, K. MÜLLER, W.
HUPFAUER, F. Enke-Verlag Stuttgart (1975), ausführlich beschrieben. Dabei wird die
Polymeris#ationswärme in wenigen Minuten frei und führt je nach Menge des verwendeten
Zementes, nach Form der Plombe und nach Bedingungen für die Wärmeabführung zu entsprechend
hohen Temperaturen.
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Mit der Verwendung von Knochenzementen hat die Implantation von Gelenkprothesen,
vor allem von Hüftgelenkprothesen, einen erheblichen Aufschwung genommen. Jedoch
kommt es bei einem erheblichen Prozentsatz der Behandelten nach einiger Zeit zu
Lockerungen der Prothesen, wobei die Lockerung vorwiegend zwisc#ien Knochenzement
und Knochen erfolgt.
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Was den Knochenzement betrifft, werden folgende Ursachen diskutiert,
die zu derartigen Prothesenlockerungen führen können: 1. Zu hohe Temperatureinwirkung
auf den Knochen. Es wird häufiger die Eiweißkoagulationstemperatur von 57 0C überschritten,
oberhalb derer irreversible Schädigungen auftreten.
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2. Zurückziehen der Knochensubstanz durch Abbau, verursacht durch
Temperatureinwirkung, Monomereinwirkung oder ungünstige Druckverteilung.
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3. Cytotoxischer Einfluß des restlichen Methylmethacrylates.
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Der Restmonomergehalt kann bis zu 6% betragen.
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4. Schwund des Knochenzementes an der Grenzfläche durch Schrumpfen,
Abbau oder thermoplastisches Fließen unter Druck.
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Die meisten Ansätze zu einer Verbesserung des Prothesensitzes und
zur Unterdrückung einer Lockerung beschäftigen sich mit einer Veränderung des Knochenzementes
hinsichtlich der Veränderung der Maximaltemperatur durch Verwendung eines speziellen
Monomergemisches, der Verringerung der Maximaltemperatur und des Restmonomergehaltes
durch Verwendung einer Emulsion oder der Verwendung eines Cellulosegels zur Herabsetzung
der Maximaltemperatur. Um der Schädigung der Knochengrenzfläche entgegenzuwirken,
wurden Knochenzementen auch schon Calciumphosphate und Calciumsilicophosphate beigemischt.
Diese Vorschläge führten aber noch nicht in allen Fällen zu einer vollständigen
Lösung dieser Probleme.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, durch Vorkühlen des Knochens mit
Eiswasser die Maximaltemperatur beim anschließenden Aushärten des Knochenzements
zu senken. Eine solche Kühlung des Knochenbetts mit Eiswasser ist mit den bisher
üblichen Methoden unhandlich und umständlich. Das Kühlwasser wird portionsweise
in die Knochenhöhle gegossen und mit einer Saugdrainage abgesaugt Diese Methode
hat zudem den Nachteil, daß das nochengewebe an der Grenzschicht bei Einbringen
des Knochenzementes feucht ist, wodurch sich die Haftung des Zements verringert.
Außerdem ist es schwierig, bei dieser Behandlung sterile Bedingungen aufrechtzuerhalten.
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Es sind bereits Geräte und Vorrichtungen bekannt, mit denen beispielsweise
bei der Zahnbehandlung Kühl- und Spülflüssigkeiten durch ein Druckgas über ein Ventil
und eine Austrittsöffnung auf Wundflächen und Bohrer aufgebracht werden, um die
während der Bearbeitung erzeugte Wärme abzuführen.
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Es ist weiterhin bekannt, zur Anästhesie kälteerzeugende Mittel,
Äthylchlorid, auch mit Luft vermischt, auf die zu behandelnde Körperfläche zu geben.
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Alle geschilderten Geräte und Methoden eignen sich nicht zur Kühlung
von Knochenlagern vor der Fixation von Dndoprotr sen mit Knochenzement, da Kühlmittel
in Kontakt mit dem Knochengewebe gebracht werden. Chlor- und Fluorchlorkohlenstoffverbindungen
sind außerdem völlig ungeeignet, da sie sich sehr leicht in monomerem Methylmethacrylat
lösen und wegen ihrer hohen Übertragungskonstante die Polymerisation stark regeln,
eine unvollständige Polymerisation bewirken und zu großen Kanälen im Knochenzement
führen. Außerdem besteht die Gefahr der Unterkühlung.
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Ferner sind bereits Sprühgeräte für flüssige und pulverförmige Medikamente
bekannt, die mit Luft und Pumpen arbeiten und dazu dienen, Atemluft mit diesen Medikamenten
anzureichern.
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Auch solche Geräte eignen sich nicht zur Kühlung und Vorbehandlung
von Knochenlagern mit Wirkstoffenund ohne Wirkstoffe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die die vorstehenden Nachteile vermeidet und ein einwandfreies Spülen und Kühlen
der Knochenlager bzw. Körperhöhlen gestattet sowie deren Vorbehandlung mit Wirkstoffen,
so daß insbesondere die durch die Polymerisationswärme des ausreagierenden Knochenzements
hervorgerufene Temperaturerhöhung des Knochengewebes unterhalb der Eiweißkoagulationstemperatur
bleibt sowie die Schäden, die durch den Restmonomergehalt verursacht werden, gering
bleiben, wodurch insgesamt eine vorzeitige Lockerung der Prothese vermieden wird.
Die Kühlvorrichtung soll die snochenhöhle reinigen und gleichzeitig trocknen,kühlen
und mit Wirkstoffen einsprühen. Das KWnlnittel soll das r#Yrebe troc,-nen und kühlen
sowie gleichzeitig als Träger für die aufzubringenden Wirkstoffe dienen. Dabei soll
nicht die Gefahr einer trünluy gegeben sein.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung zum
Spülen,Kühlen
und/oder zum Versprühen von Wirkstoffen, insbesondere für Körperhöhlen von Warmblütern,
insbesondere Menschen, die gekennzeichnet ist durch a) einen Gasbehälter mit einem
unter Druck stehenden Gas, b) eine Einrichtung zum Entnehmen und Dosieren des Gases
aus dem Gasbehälter, c) einen Behälter zur Entnahme von Wirkstoffen und/oder Flüssigkeiten
und d) einen Abgabeaufsatz.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Spülen, Kühlen und Einsprühen von Körperhöhlen, insbesondere Knochenlagern sowie
die Verwendung von Gasen und Gas-Flüssigkeits-Gemischen und flüssigen sowie pulverförmigen
Wirkstoffen mit dieser Vorrichtung,für die genannten Zwecke und die Verwendung von
Gasen und Flüssigkeiten bzw. Gemischen davon, insbesondere Gas-Wasser-Gemische,
für die genannten Die erfindungsgemäße Kühl- und Sprühvorrichtung weist ein pistolenartig
führbares Handgerät auf, das mit dem unter Druck stehenden Gas versorgt wird. Gasmenge,
-druck und -strömungsgeschwindigkeit können dosiert oder eingestellt werden. Der
Gasstrom entnimmt gegebenenfalls einem Vorratsbehälter Wirkstoffe und/oder Flüssigkeiten
und wird dann über einen speziell geformten Abgabeaufsatz verteilt und auf die jeweils
zu behandelnde Fläche gelenkt, die gespült, vom Gas und/oder der verdunstenden Flüssigkeit
gekühlt und mit den Wirkstoffen gleichmäßig belegt wird.
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Druckgase kühlen sich beim Expandieren ab und bewirken durch Trocknen
bzw. Verdampfen der im Knochen enthaltenen Feuchtigkeit die Kühlung des Knochenlagers.
Als Druck- und Kühlmittel können auch komprimierte, verflüssigte Gase dienen. Sie
kühlen sich beim Verdampfen und anschließenden Übergang auf Normaldruck stark ab.
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Als Gasvorratsbehälter eignen sich druckfeste Patronen oder auch
Stahlflaschen. Patronen können direkt an dem Handgerät befestigt sein, und zwar
vorzugsweise am Griff. Bei Verwendung einer Stahl flasche wird das Gas vorzugsweise
über ein regulierbares
Reduzierventil und einen anschließenden
sterilisierten Schlauch entnommen.
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Das Handgerät stellt die eigentliche Kühl- und Sprühvorrichtung dar.
Es besitzt einen Griffteil mit einer Einlaß-Öffnung, an die die Gaspatrone angeschlossen
wird bzw. ein Schlauchanschlußstück. Eine Bohrung führt zu einem über einen Abzughebel
zu betätigenden Ventil, dessen Öffnungsweite eingestellt werden kann, so daß sich
unterschiedlich starke Gasströme ergeben. Wird eine Gaspatrone Verwendet, ist zweckmäßigerweise
ein Mechanismus zum Öffnen und Schließen der Patrone mit dem Abzughebel gekoppelt.
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Die Regulierung der Stärke des Gasstroms kann über den am Reduzierventil
einstellbarem Druck und die Ventilöffnungsweite erfolgen. Die dann weiterhin erforderliche.
Dosierung der zum Erreichen der gewünschten Temperatur jeweils notwendigen Gasmenge
kann vom Anwender entweder über die Zeitdauer entsprechend vorher ermittelten Temperatur-Zeit-Eichkurven
oder direkt über eine Temperaturbestimmung erfolgen. Vorzugsweise ist entweder ein
arretierbarer Abzugshebel mit einer Zeituhr verbunden, die nach Ablauf der vorher
festgelegten Zeit den Abzug betätigt und den Gasstrom mit Hilfe des Ventils unterbricht,
oder aber am Abgabeaufsatz ist ein Thermofühler angebracht, der mit einer Temperaturregeleinrichtung
in Verbindung steht, die nach Erreichen der vorgewählten Temperatur den Gasstrom
unteroricht.
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In gleicher Weise kann die Dosierung erfolgen, wenn das Gas einer
Patrone entnommen wird, nämlich über den Zeitautomaten oder über den Temperaturregler
bzw. von Hand mit Eichkurven. Bevorzugt wird die Dosierung vorgenommen, indem jeweils
Patronen mit der berechneten Menge Gas verwendet werden, wobei die Füllmengen
vom
Objekt der jeweils vorzunehmenden Behandlung bestimmt sind.
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Die Gasflaschen oder Patronen können auch zusätzlich Wirkstoffpulver
oder Flüssigkeiten enthalten,die mit dem Gasstrom gefördert werden. Patronen enthalten
diese Zusätze vorzugsweise ebenfalls in abgestimmten Dosen, abhängig von der vorgesehenen
Verwendung. Zweckmäßigerweise sind die Gasflaschen und Patronen dann mit Entnahmevorrichtungen
ausgestattet, die die gleichmäßige und/oder vollständige Abgabe dieser Zusätze sicherstellen.
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Der Griffteil ist zweckmäßigerweise lösbar mit einem 8ehälter verbunden,
in dem sich Wirkstoffe und Flüssigkeiten befinden. Für pulverförmige Stoffe ist
der Behälter als Wirbelkammer ausgebildet und mit einem Gaseinleitungsrohr versehen,
das in der unteren Hälfte der Kammer endet und am Einlaß vorzugsweise mit einer
Regulierschraube versehen ist, mit der sich die Stärke des Gasstroms einstellen
oder der Einlaß auch ganz verschließen läßt. Gegenüber der Einlaßöffnung befindet
sich im oberen Teil des Behälters die Auslaßöffnung für das Gas und die mitgerissenen
Wirkstoffteilchen. Der untere Teil der Kammer ist vorzugsweise als im Bodenteil
runder Becher ausgebildet, läßt sich abschrauben und kann zur Sichtkontrolle des
Inhalts aus durchsichtigem Material bestehen.
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Für flüssige Wirkstoffe oder Zubereitungen bzw. Flüssigkeiten wird
der Gasstrom in an sich bekannter Weise durch eine Düse und über die obere Öffnung
eines Saugrohrs geleitet, das bis auf den Boden des Behälters reicht. Dabei bildet
sich hinter der Düse und über dem Saugrohr ein Unterdruck aus, so daß die Flüssigkeit
aufsteigt, in den Gasstrom aufgenommen und in verteilter Form mitgerissen wird.
Größere Flüssigkeitsmengen, wie sie für Spülungen benötigt werden, können über bewegliche
Saugschläuche aus größeren Vorratsgefäßen aucn unter :#ormaldruck entnommen und
direkt
in das Saugrohr geleitet werden. Vorzugsweise befindet sich
in der zur Düse führenden Gaszuleitung oder im Saugrohr eine Reguliervorrichtung
mit der sich die Abgabegeschwindigkeit und Menge der Flüssigkeit einstellen läßt.
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Leicht bewegliche, niederviskose oder flüchtige Flüssigkeiten, Dispersionen
oder Emulsionen können auch aus der für Pulver vorgesehenen Wirbelkammer heraus
in den Gasstrom aufgenommen und versprüht werden, Damit ein zur Kühlung des Knochenlagers
geeigneter Gasfluß immer erhalten bleibt, ist es zweckmäßig, einen gegebenenfalls
auch regulierbaren Anteil des Gasstroms über eine abgezweigte Bohrung mit Reguliervorrichtung
unter Umgehung des Wirkstoff-oder Flüssigkeitsbehälters bzw. dessen Reguliereinrichtung
direkt zum Behälterauslaß weiterzuleiten. Diese beiden Reguliervorrichtungen können
aucji gegensinnig miteinander gekoppelt sein, so daß sich in beiden Gaswegen alle
gewünschten Gasmengen-Teilverhältnisse einstellen lassen.
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Über einen Kupplungsteil ist der Wirkstoff- bzw. Flüssigkeitsbehälterauslaß
mit dem Abgabeaufsatz verbunden, mit dessen Hilfe der Gas-Wirkstoffstrom auf die
zu behandelnde Körperfläche gerichtet wird.
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Der Kupplungsteil ist vorzugsweise als elastisch , einrastende Scnnellkupplung
ausgebildet, um ein scr.nelles Auswechseln der Abg&#eaufsätze zu ermöglichen.
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Ein wesentlicher Bestandteil der Spül-, Kühl- und Sprühvorrichtung
ist der Abgabeaufsatz. Er folgt in seinen Konturen der zu spülenden, kühlenden bzw.
einzusprühenden Körperhöhle, vorzugsweise Knochenhöhle. Er weist einen in die Kupplung
passenden Anschluß, ein verlängerndes Mittelstück sowie ein illit Bohrungen versehenes
Sprühteil auf. Insbesondere das Sprühteil besitzt die gleiche Raumforrn wie die
Knochenhxjhle, user rit kleineren Ausmaßen.
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Dieses Sprühteil, das in die Höhle eingeführt wird, ist mit Bohrungen
versehen, durch die Gas, Flüssigkeiten und Wirkstoffe austreten können und in Berührung
mit der Gewebe- bzw. Knochengewebefläche kommen. Die sprühende Fläche des Abgabeaufsatzes
sowie die Gewebeoberfläche befinden sich in allen Punkten in nahezu gleichen Abstand
zueinander, so daß alle Gewebeteile gleichmäßig behandelt werden.
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Je nach Form der Körperhöhle kann dieses Sprühteil verschieden gestaltet
und entsprechend der Lage und Größe der zu kühlenden Fläche mit einer unterschiedlichen
Anzahl von Löchern versehen sein.
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Die Zahl der Bohrungen des Sprühteils beträgt etwa 5 bis 500 und die
einzelnen Bohrungen sind hinsichtlich der Abstände voneinander gleichmäßig auf dem
Sprühteil verteilt. Die Durchmesser der Bohrungen liegen etwa zwischen 0,05 bis
2 mm. Bevorzugt wird eine Anzahl von 5 bis 100 Bohrungen mit jeweils einem Durchmesser
von 0,5 bis 2 mm. Besonders bevorzugt werden etwa 60 Bohrungen mit jeweils ca.
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1 mm Durchmesser und etwa 10 Bohrungen mit jeweils 2 mm Durchmesser.
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Zum Behandeln der ausgebohrten Knochenhöhle für eine Femur-Endoprothese
ist der Abgabeaufsatz schaftförmig ausgebildet und besteht aus einem etwa 30 cm
langen leicht gekrümmten, ankuppelbaren Rohr mit einem Außendurchmesser von etwa
5 bis 8 mm und einer Wandstärke von 0,5 bis 1 mm. Das Ende des Rohres ist z.B. mit
einer Schraube verschlossen, kann aber gegebenenfalls geöffnet oder mit einer Düse
mit passender Bohrung ausgestattet werden. Am verschlossenen äußeren Ende der Mantelfläche
befinden sich auf einer Länge von etwa 8 bis 10 cm 5 bis 100, vorzugsweise etwa
60 Bohrungen mit einem Durchmesser von jeweils 0,5 bis 2 mm, vorzugsweise etwa 1
mm.
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Zur Behandlung des Acetabulums besitzt der Abgabeaufsatz einen Sprühteil
mit ungefähr der Form eines Gießkannen- bzw. Duschsprühkopfes. Auf der Einlaßseite
befindet sich ein kurzer schaftförmiger Ansatz mit dem Kupplungsstück, der von einem
5 bis 20 Zentimeter langen Rohr mit einem Außendurchmesser von etwa 5 bis 8 mm und
werinwandstärke von 0,5 bis 1 mm gebildet wird. Daran schließt
ein
z.B. halbkugelförmiges oder kugelabschnittförmiges oder kugelausschnittförmiges
oder trichterförmiges Sprühteil gleicher Wandsttke mit einem äußeren Durchmesser
von etwa 1-4 cm an, das auf der gekrümmten oder planen Sprühfläche mit jeweils 5
bis 20 Bohrungen von etwa 1 bis 2 mm Durchmesser versehen ist. In einer besonderen
Ausführungsform beträgt der äußere Durchmesser 2,5 cm, und in der Sprühfläche befinden
sich 13 Bohrungen mit 2 mm Durchmesser.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus Metallen wie Edelstahl
oder Aluminium oder aus Ku#ststoffen wie Polytetrafluoräthylen, Polypropylen, Polyäthylen
oder Polyvinylchlorid gefertigt sein, wobei Metallteile mit Kunststoffüberzügen
versehen sein können und flexible Leitungen aus gegebenenfalls druckfestem, verstärkten
Kunststoffmaterial bestehen. Bevorzugt wird für den Abgabeaufsatz Edelstahl.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen
beispielsweise erläutert.
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Figur 1 zeigt einen sch-matischen Querschnitt der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Figur 2 die Seitenansicht eines halbkugelförmigen Abgabe aufsatzes
zur Behandlung des Acetabulums und Figur 3 die Seitenansicht eines schaftförmigen
Abgabeaufsatzes zur Behandlung des Femurs In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Kühl-
und Sprühvorrichtung schematisch im Querschnitt dargestellt. Diese Vorrichtung weist
einen hohlen Handgriff 1 auf, der mit einem Schlauchanschluß 2 und einem Ventil
3 versehen ist, das aus einem in einer Dichtung 4 geführten Ventilschaft 5 mit einem
Ventilkegel 6 besteht und über den Abzughebel 7 geöffnet wird. Die im Ventilgehäuse
8 befindliche Feder 9, die den Ventilkegel 6 niederhält wird zusammengepreßt, wenn
durch den Druck auf den Kegel
der Gasdurchlaß freigegeben wird.
Mit der Dosierschraube 10 läßt sich der Anschlag und damit die Öffnungsweite des
Ventils festlegen.
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Der Griffteil 1 ist mit dem Wirkstoffbehälter 11 über ein durchbohrtes
Verbindungsstück 12 lösbar verbunden. In die für Pulver bestimmte abschraubbare
glockenförmige Wirbelkammer 13 dieses Behälters ragt das abgewinkelte Einleitungsrohr
14, dessen Einlaßöffnung mit der als Stopfenschraube ausgebildeten Regulierschraube
ganz oder teilweise verschließbar ist. Unterhalb der Querschnittsebene und daher
hier nicht abgebildet, liegt hinter der Öffnung des Einleitungsrohres auch eine
direkt zu der Auslaßöffnung 16 des Behälters,ll führende Bohrung.
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Die Auslaßöffnung 16 der Kammer ist im oberen rund ausgebildeten
Teil des Behälters seitlich verschoben angebracht und liegt daher ebenfalls unterhalb
der dargestellten Ebene. Die Öffnung 16 verengt sich trichterförmig. In die Öffnung
ist ein die Trichterform fortführender Kupplungsteil 17 einer Steckkupplung 18 eingefügt,
in die ein Abgabeaufsatz 19 eingerastet ist, der mit Bohrungen 20 versehen ist (Fig.
2 und 3).
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Als Druck- und Kühlmittel werden komprimierte Gase eingesetzt, die
zweckmäßigerweise leicht verfügbar sowie bequem zu handhaben und dazu nicht brennbar
und nicht toxisch sind. Zu solchen Gasen zählen unverflüssigte, gasförmige Druckgase
wie Preßluft, Stickstoff und auch Sauerstoff, deren kritische Temperatur unterhalb
der Zimmertemperatur liegt sowie Kohlendioxid und Lachgas (N20), deren kritische
Temperatur über Zimmertemperatur liegt und die daher bei üblichen Temperaturen unter
Druck verflüssigt sind. Bevorzugt werden Kohlendioxid und insbesondere Preßluft
und Stickstoff.
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Ein günstiger Druckbereich für die Versorgung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung liegt bei0,5bis 5 bar, vorzugsweise 0,5 bis 3 sar. Der für oen jeweiligen
Verwendungszweck geeignetste Druck hängt auch vom Gas ab. Verflüssigte Gase kühlen
sich durch die zusätzlich auftretende Verdampfung wesentlich stärker als gasförmige
Druckgase ab, brauchen daher zumeist nicht so hoch dosiert werden und können unter
niedrigerem Druck eingesetzt werden als beispielsweise Preßluft, deren Kühlwirkung
im wesentlichen auf die Verdunstungskälte der Knochenfeuchtigkeit zurückzuführen
ist. So führt ein Preßluftstrom, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem
Eingangs- bzw. Betriebsdruck von 1 bis 5 bar erzeugt wird, in einer Knochenhöhle
zu einer Abkühlung von 37 0C auf Temperaturen von 13° bis 8°C innerhalb von 3 Minuten
bzw. einer Minute.
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Bevorzugt werden Temperaturen von 5° bis 25°C, gemessen an der Knochengewebsoberfläche,
vorzugsweise etwa 15 ob. Diese Temperaturen lassen sich bei den angegebenen Betriebsdrücken
innerhalb weniger Minuten erzielen. Wenn die Gewebeoberfläche wenig Feuchtigkeit
enthält, läßt sich die Kühlwirkung verstärken, in dem eine kleine Menge vorzugsweise
etwa 1-- 10 1 einer verdunstenden Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser verspruht wird
und anschließend die Gewebeoberfläche mit dem Gasstrom, vorzugsweise Preßluft oder
Stickstoff gekühlt wird.
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Uberraschend zeigte sich, daß zur Vorkühlung von Knochenlagern ausreichende
Temperaturen schon allein mit Druckgasen wie Preßluft oder Stickstoff in kurzer
Zeit erreicht werden, obwohl die Temperatur des Gases an sich, durch den Sprühvorgang
nicht merklich absinkt.
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Flüssigkeiten können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spülen,
Kühlen oder zur Medikation in Körperhöhlen eingebracht oder versprüht werden.
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Größere Flüssigkeitsmengen können mit Hilfe der Saugvorrichtung dem
am Handgerät befestigten Vorratsbehälter oder einem separaten Gefäß über einen Schlauch
entnommen werden und dienen zum Spülen der schon ausgebohrten oder gefrästen Knochenhöhle.
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Bevorzugt wird hierfür Ringerlösung aber auch Wasser verwendet.
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Weiterhin können flüssige Wirkstoffe oder flüssige Wirkstoff zubereitungen
wie Lösungen, Emulsionen oder Dispersionen versprüht werden. Bevorzugt werden niedrig
bis mittelviskose Flüssigkeiten oder Zubereitungen, insbesondere solche mit einer
Viskosität von bis zu 3000 mPas.
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Außerdem bietet dieses Gerät die Möglichkeit, feinteilige Pulver zu
versprühen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Gasstrom unter Wirbelbildung durch
den Vorratsbehälter strömt. Derartige Pulver sind beispielsweise biokompatible und
bioaktive Stoffe, die auf die Knochenwand bis zu einer etwa 70-prozentigen Belegung
der Fläche des Knochenbetts aufgebracht werden. Es können sowohl resorbierbare als
auch nicht resorbierbare Stoffe sein, die das Knochenwachstum stimulieren, vorzugsweise
Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat und Hydroxylapatit. Weitere Pulver sind
beispielsweise Withlockitpulver, Collagenpuder, Gelatinepuder, Antibiotika in Puderform,
Thyreocalcitonin oder Antirheumatica wie Mucopolysaccharide und Antiphlogistika.
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Die Erfindung ist insbesondere bei Warmblütern anwendbar, besonders
bevorzugt ist der Einsatz beim Menschen.
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Bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Abgabeaufsatz
in die Körperhöhle, vorzugsweise in das vorgearbeitete Knochenlager eingeführt.
Die Wundhöhle wird dann zunächst z.i3. mit Ringerlösung gespült und von Knochen-
und GeweDeresten
sowie Blut gereinigt. Unmittelbar anschließend
wird mit dem Gasstrom die Gewebeoberfläche getrocknet und gekühlt. Dabei wird, wenn
erwünscht, gleichzeitig ein flüssiger oder pulverförmiger Wirkstoff bzw. ein Medikament
aufgesprüht. Nach Erreichen der vorgesehenen Kühltemperatur wird das Gerät entfernt,
so daß die Endoprothese mit dem Knochenzement eingesetzt werden kann.
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Mit der .erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Benutzung für Körperhöhlen,
insbesondere zur Vorbereitung von Knochenlagern vor dem Einsetzen von Endoprothesen,
gelingt es in überraschend einfacher Weise und unter geringem Zeitaufwarld, ein
gereinigtes, vorgekühltes, trockenes und mit Wirkstoffen präpariertes Knochenlager
zu schaffen, das hervorragend zur Aufnahme von mit Knochenzement zu fixierenden
Endoprothesen geeignet ist.
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Mit den erfindungsgemäßen verwendeten Gasen lassen sich Knochenlager
gleichzeitig kühlen und mit Wirkstoffen einsprühen, ohne daß die Gefahr einer Unterkühlung
besteht.
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Durch die vorliegende Erfindung werden die bei der Implantation von
Endoprothesen mit Knochenzement bekanntlich auftretenden Probleme nicht durch Variation
des Knochenzementes, sondern auf neuartige Weise durch Vorbehandlung des Knochenlagers
gelöst.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert:
Beispiel 1 Um den Kühleffekt der erfindungsgemäßen Sprühpistole zu zeigen, wurde
eine Pistole entsprechend der Figur 1 an eine Kohlendioxidflasche angeschlossen.
Als Kühlschaft diente ein 30 cm langes, am Ende mit einer Schraube verschlossenes
Edelstahlrohr mit einem Außendurchmesser von 6 mm, einem Innendurchmesser von 4
mm und einem Krümmungsradius von 50 cm mit 60 Bohrungen von 1 mm Durchmesser und
einem gesamten Öffnungsquerschnitt von 60 X Tr ~ 0,052 = 0,47 cm2.
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Diese Pistole wurde in ein auf 380C thermostatisiertes, innen trockenes
Reagenzglas gehalten und die Abkühlgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Vordruck
(Betriebsdruck) ermittelt.
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In der folgenden Tabelle sind für Betriebsdrucke von 2,5, 3,5 und
4,5 bar die erreichten Temperaturen (in Grad Celsius) in Abhängigkeit von der Zeit
angegeben. Die gewünschte Temperatur von ca. 100C wird innerhalb von 2 bis 4 Minuten
erreicht.
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Betriebsdruck 4,5 bar 3,5 bar 2,5 bar Zeit in Sekunden Temperatur
0 380 380 380 20 240 28,50 230 40 21,50 250 230 60 180 22,50 220 80 140 200 21,50
100 10,5Q 170 190 120 90 14,50 170 140 6,50 110 15,50 160 50 90 14,50 180 3° 5,
5° 13,5° 200 11,50 220 9,50 240 90 Beispiel 2 Einem Rinderfemur wurde der Hüftgelenkkopf
abgesägt und der Schaft ausgebohrt, so daß eine Bohrung von ca. 15 mm Durchmesser
und 18 cm Tiefe entstand. Diese Bohrung wurde mit Ringerlösun mehrmals ausgespült.
Dann wurde der Femur in einen auf 370 C eingestellten Thermostaten eingespannt und
mit einem Thermofühler
versehen. Nachdem sich im Knocheninnern
die Temperatur von 370 C eingestellt hatte, wurde mit der Sprühpistole, versehen
mit dem gleichen Kühlschaft wie in Beispiel 1, Preßluft in das feuchte Knochenlager
geleitet.
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In der folgenden Tabelle sind für Betriebsdrucke von 1, 2,5 und 5
bar die erreichten Temperaturen (in Grad Celsius) in Abhängigkeit von der Zeit angegeben.
Die gewünschte Temperatur von ca. 10°C wird innerhalb von 1 bis 4 Minuten erreicht.
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Betriebsdruck 1 bar 2,5 bar 5 bar Zeit in Sekunden Temperatur 0 370
370 370 30 210 180 12,50 60 170 140 100 90 150 120 8.50 120 140 110 80 180 13,50
100