JP2017012740A - ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合および収納する装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、骨セメントの出発成分、具体的には、骨セメントの出発成分としてのモノマー液およびセメント粉末を収納する装置を提供する。【解決手段】可動送出プランジャによって片側が閉じられた、骨セメントを混合するための内部空間を有する、カートリッジ1と、モノマー液用のモノマー容器60および/またはモノマー液がモノマー容器60から装置に流入するようにモノマー容器60を装置内で適切に開口できるようにモノマー液用のモノマー容器60を取り付けるためのコネクタと、カートリッジ1の内部空間中に連結導管38を通してモノマー液を案内できる連結導管38とを備える。さらに、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合する方法に関する。【選択図】図3

Description

本発明は、2つの出発成分からポリメチルメタクリレート骨セメント(PMMA骨セメント)を混合し、具体的には医療用骨セメントを混合し、それらの出発成分を収納する混合システムに関する。
本発明は、さらに、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合する方法に関する。
したがって、本発明の目的は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを収納および混合する装置ならびにポリメチルメタクリレート骨セメントを混合する方法である。
ポリメチルメタクリレート(PMMA)骨セメントは、Charnley氏の先駆的な研究(非特許文献1)に基づくものである。PMMA骨セメントは、液体モノマー成分および粉末成分から構成される。モノマー成分は、通常、モノマーすなわちメチルメタクリレート、およびその中に溶解された活性化剤(N,N‐ジメチル‐p‐トルイジン)を含有する。骨セメント粉末とも呼ばれる粉末成分は、1または複数のポリマー、放射線不透過物質、および反応開始剤である過酸化ジベンゾイルを含む。粉末成分のポリマーは、メチルメタクリレートと、スチレン、アクリル酸メチルまたは同様のモノマーなどのコモノマーとをベースに、重合、好ましくは懸濁重合によって生成される。粉末成分とモノマー成分とを混合する間は、メチルメタクリレートの粉末成分のポリマーが膨張することにより、塑性的に形成でき実際の骨セメントになるドウが発生する。粉末成分とモノマー成分とを混合する間に、活性化剤であるN,N‐ジメチル‐p‐トルイジンは、ラジカルを形成しながら過酸化ジベンゾイルと反応する。このように形成されたラジカルは、メチルメタクリレートのラジカル重合を誘発する。メチルメタクリレートの重合が進むと、セメントドウが固化するまでセメントドウの粘度が上昇する。
メチルメタクリレートは、ポリメチルメタクリレート骨セメントに最も頻繁に用いられるモノマーである。レドックス開始剤系は、通常、過酸化物と、促進剤と、適用可能な場合は適切な還元剤とから構成される。ラジカルは、レドックス開始剤系の材料が全て一斉に作用する場合にのみ形成される。この理由から、別々の出発成分内のレドックス開始剤系の材料は、これらのラジカル重合を誘発できないように適切に用意される。出発成分は、組成が適切であれば収納中は安定する。2つの出発成分が混合されてセメントドウを生成するときにのみ、2つのペースト、液体または粉末として予め別々に収納されるレドックス開始剤系の材料が互いに反応して、少なくとも1つのモノマーのラジカル重合を誘発するラジカルを形成する。その後、ラジカル重合により、モノマーを消費しながらポリマーが形成され、セメントドウが硬化される。
PMMA骨セメントは、へらを用いて適切な混合用ビーカーでセメント粉末とモノマー液とを混合することによって混合することができる。前記手順は、そのように形成されるセメントドウに空気の混入が起きかつ/または存在する可能性があり、そうなると、硬化した骨セメントの機械的特性に有害な影響を有することがあり、後に骨セメントの不安定化を引き起こす可能性があるという点で不利である。
骨セメントドウへの空気の混入を防止するための多数の真空セメンティングシステムが提案されており、例示のために以下の文献をここに列記するものとする:特許文献1〜13。このように列記された真空セメンティングシステムは、負圧を発生させるためにそれらに連結された外部の真空ポンプを有する必要がある。これらは、概して、ベンチュリ原理を利用した圧縮空気によって動作する。真空ポンプの動作に必要な圧縮空気は、固定型の圧縮空気機構または電動圧縮機によって供給される。さらに、電動の真空ポンプを用いて真空を発生させることも実行可能である。
セメンティングシステムは、混合システムの別々の区画にセメント粉末もモノマー液も既に詰め込まれており、セメントを利用する直前になって初めてセメンティングシステム内で互いに混合されるものであり、セメンティング技術の発展したものである。前記閉鎖型フルプリパック式混合システムは、特許文献14〜19によって提案された。前記混合システムも外部の真空源を必要とする。手動ポンプによって真空を発生でき、それに連結できるシリンジによってモノマー液が射出される、骨セメントを混合する装置が特許文献20から知られている。しかし、その文献に記載されたシステムは、フルプリパック式混合システムではなく、さらに、真空ポンプおよびモノマー液を収容するシリンジが面倒な手法で、手動で装置に連結する必要があるという欠点に関連する。様々な必須の取り扱いステップにより、その装置は取り扱いにやや時間を浪費するものにされる。
特許文献15は、セメントカートリッジを閉鎖するための2部構成の送出プランジャを有する一般的な混合システムを開示している。ここでは、気体透過性の殺菌プランジャと気体不透過性のシーリングプランジャとの組み合わせが用いられる。閉鎖型の真空混合システムのこのような原理は、ヘレウス メディカル ゲーエムベーハー(Heraeus Medical GmbH)によって作製および配布される、閉鎖型セメンティングシステム、PALACOSR(登録商標)PROに実装される。
特許文献21は、ポリメチルメタクリレート骨セメント粉末がカートリッジに収納され、セメント粉末がカートリッジの全体積を占め、セメント粉末の粒子間に介在する空間の体積はカートリッジに収納されるセメント粉末を用いた骨セメントドウの生成に必要なモノマー液の体積に等しくなる装置を提案する。前記装置の設計は、真空の作用によりモノマー液が上方からカートリッジに供給されるように適切になっており、そのために、カートリッジの底面にある真空コネクタに真空が加えられる。その結果、モノマー液はセメント粉末によって吸引され、そうすることで、セメント粒子の介在空間に存在する空気はモノマー液に置き換わる。これは、したがって攪拌棒によって形成されるセメントドウの機械的な混合を含まない。
セメント粉末にモノマー液が侵入した後に迅速に膨張するセメント粉末粒子が約1から2cmのゲル様のバリアを形成し、セメント粉末全体にわたるモノマー液の移動を妨げるので、モノマー液によって急速に膨張するセメント粉末を前記装置によって混合できないことがそのシステムの欠点である。さらに、真空の作用を利用すると、モノマー液がセメント粉末を完全に通り抜けた後に真空コネクタを通して吸い出されることを除外することができない。その場合、ラジカル重合によって硬化するために十分な量のモノマー液はもはや利用できず、かつ/または混合比、したがって骨セメントの粘度は意図せずに変わってしまう。さらに、比重量がモノマー液よりも低い空気は、重力下で下向きの真空コネクタの方向ではなく、セメント粉末中で上向きに移動する傾向があるので、セメント粉末粒子間に捕捉される空気は上から下に進むモノマー液によって押し退けられることが課題である。
真空混合システムがセメンティングのために用いられる場合、ほとんどの事例で外部真空ポンプを設ける必要がある。前記真空ポンプは高価であり、使用後に清掃する必要がある。さらに、真空ポンプを真空混合システムに連結する真空ホースが必要とされる。前記真空ホースは、真空混合システムによって密閉される必要がある。それゆえ、真空混合システムを用いて混合する前に、まず真空ポンプを手術室(OR)でセットアップする必要があり、圧縮空気または電力などのエネルギー源に接続しなければならない。次いで、真空ポンプは真空ホースによって真空混合システムに連結される。前記設置ステップは、金のかかるOR時間をとり、場合によってはエラーが発生しやすい。真空ポンプ、真空混合システムおよび外部のエネルギー源への連結導管、ならびに供給導管は空間を取り、つまずく危険および障害物となる可能性があり、このことは多くの場合にあわただしい手術中の手技を邪魔する恐れがある。
特許文献22により興味深い概念が提案されている。その文献では、セメント粉末は真空のカートリッジに収納され、モノマー液は別個の容器内にある。負圧に維持されたカートリッジが開くと、空気が侵入することなくモノマー液がカートリッジ中に吸引される。このように、空気の混入のない骨セメントドウが生成される。前記概念は、殺菌していない空気がカートリッジに入ることができないように、使用前は収納中にカートリッジを真空気密の状態で閉じたままにすることを必要とする。そのために、カートリッジは安定した状態で空気を通さないようにシールしなければならない。それゆえ、関連する1つの欠点は、設計が非常に手の込んだものであることと、混合ロッドまたは混合チューブのためのフィードスルーが簡単に恒久的に真空気密されないので、モノマー液の吸引後に外部操作する混合システムによってカートリッジの内容物を混合できないことである。
米国特許第6033105(A)号 米国特許第5624184(A)号 米国特許第4671263(A)号 米国特許第4973168(A)号 米国特許第5100241(A)号 国際公開第99/67015(A1)号 欧州特許出願公開第1020167(A2)号 米国特許第5586821(A)号 欧州特許出願公開第1016452(A2)号 独国特許出願公開第36 40 279(A1)号 国際公開第94/26403(A1)号 欧州特許出願公開第1005901(A2)号 米国特許第5344232(A)号 欧州特許出願公開0692229(A1)号 独国特許出願公告第10 2009 031 178(B3)号 米国特許第5997544(A)号 米国特許第6709149(B1)号 独国特許第698 12 726(T2)号 米国特許第5588745(A)号 欧州特許第1259200(B1)号 国際公開第00/35506(A1)号 欧州特許出願公開第1886647(A1)号
チャンレー(Charnley,J.)著:「大腿骨骨幹部に対する大腿骨頭プロテーゼの固定(Anchorage of the femoral head prosthesis of the shaft of the femur)」、The Journal of Bone and Joint Surgery第42巻、1960年、p.28‐30
それゆえ、従来技術の欠点を克服することが本発明の目的である。具体的には、外部の真空源ならびに/または手の込んだ設計および手の込んだ動作を有する既知の真空混合システムの欠点が克服されることになる。ポリメチルメタクリレート骨セメント粉末(セメント粉末)およびモノマー液を別々の区画に収納でき、その後互いに混合できる、閉じられた単純な装置を開発することが本発明の目的の1つである。医療ユーザが両方のセメント成分に曝露されることなく医療ユーザが装置内でポリメチルメタクリレート骨セメント粉末(PMMA骨セメント粉末)とモノマー液とを一緒にして混合することが可能であるものとする。ポリメチルメタクリレート骨セメント粉末およびモノマー液への医療ユーザの曝露は、できるだけなくすものとする。開発される装置は、フルプリパック式混合システムである。装置の性質は、圧縮空気または圧縮機によって駆動する外部の真空ポンプを用いることなく、モノマー液をポリメチルメタクリレート骨セメント粉末に移送できるように適切なものとする。最も単純な外部の条件下でも圧縮空気、真空または電流など外部のエネルギー源を用いることなく、装置が機能的かつ確実に骨セメントドウの生成を保証することも重要である。追加の技術装置なしで自律的に装置を使用することが可能であるものとする。さらに、設計はできるだけ単純かつ廉価であるものとする。装置は難しい条件下でも簡単に操作可能であるものとする。
さらに、骨セメントの粘度、したがって加工特性を制御するためにモノマー液の体積とセメント粉末の量との比を変更できるように、特にセメント粉末に移送されるモノマー液の量を制御できる装置を提供することが本発明の一目的である。さらに、レディミクスト骨セメント内の気泡の存在を防止するものとする。
さらに、フルプリパック式混合システム内でモノマーの移送および混合を可能にする方法が提供される。ここでは、開発する混合システム(装置)を主に廉価なプラスチックから製造することを可能にするものとする。
さらに、製造が廉価であり、医療セメントを混合するために、適用可能な場合は、セメントの出発成分を収納するために確実に働く装置、および骨セメントを混合する方法が考案され、そこでは、可能な場合は、外部または追加のエネルギー源を使用する必要なしに、混合する材料に空気の混入が起きることなしに、単純な手動の操作を用いて出発成分を混合できる。
混合する材料としてポリメチルメタクリレート骨セメントの主成分は粉末であるものとし、第2の成分は液体の形態で存在するものとする。好ましくは、フルプリパック式混合システム内で互いに別々に骨セメントの2つの出発成分を収納し、装置を用いることで安全にそれらを一緒にすることが可能であるものとする。
本発明の目的は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、骨セメントの出発成分、具体的には、骨セメントの出発成分としてモノマー液およびセメント粉末を収納する装置であって、
A)可動送出プランジャによって片側が閉じられた、骨セメントを混合するための内部空間を有する、カートリッジと、
B)モノマー液用のモノマー容器および/またはモノマー液がモノマー容器から装置に流入するようにモノマー容器を装置内で適切に開口できるようにモノマー液用のモノマー容器を取り付けるためのコネクタと、
C)カートリッジの内部空間中に連結導管を通してモノマー液を案内できる、連結導管と、
を備える装置であって、
D)第1の中空シリンダが連結導管に連結され、第2の中空シリンダが真空導管を経由してカートリッジの内部空間に連結され、第1の中空シリンダ内で軸方向に変位できるポンプ輸送プランジャが第1の中空シリンダ内に配置され、第2の中空シリンダ内で軸方向に変位できる真空プランジャが第2の中空シリンダ内に配置され、本発明により、ポンプ輸送プランジャと真空プランジャとは同時に移動できる、
装置によって満たされる。
具体的には、ポンプ輸送プランジャと真空プランジャとは互いに同期して移動可能にすることができる。
第1および第2の中空シリンダを共有中空シリンダとして設計することが特に好ましく、その共有中空シリンダ内では一体のポンプ輸送−真空プランジャが移動し、ポンプ輸送−真空プランジャの第1の面、具体的には底面がポンプ輸送プランジャを形成し、ポンプ輸送−真空プランジャの第2の面、具体的には上面が真空プランジャを形成する。本発明の範囲内では、その場合、共有中空シリンダの上側部分は第2の中空シリンダであるとみなされるものとし、共有中空シリンダの下側部分は第1の中空シリンダであるとみなされるものとする。
モノマー液が開口されたモノマー容器から第1の中空シリンダに流入するようにするために、開口されたモノマー容器は第1の中空シリンダに連結され、好ましくは、接合部によって第1の中空シリンダに連結される。
他の力の作用なしにモノマー液が流れるようにするために、装置は、重力がその流れの所望の方向に影響を与えるように適切にセットアップしなければならない。それゆえ、本発明の範囲内で用いられるように、用語、上部および底部、上方および下方、最高および最低は、常に適切にセットアップされている装置に関連すると理解されるものとする。
好ましくは、カートリッジの内部空間は円筒形の形状を有する。円筒形の形状は、カートリッジの内部空間ならびに第1および第2の中空シリンダを実行可能にする最も単純な形状である。円筒形の内部空間は、形状の観点から、任意の設置面形状を有する全体的にシリンダの形状を意味し、すなわち、設置面形状が単なる円形のシリンダではないと理解されるものとする。それゆえ、内部空間の内壁は任意の設置面形状を有するシリンダとすることができ、第1および第2の中空シリンダのジャケットは、任意の設置面形状の、すなわち非円形または丸形の設置面形状を含む、シリンダとすることができる。しかし、本発明によれば、回転対称の設置面形状を有する円筒形の形状が好ましい。
良好なポンプ輸送の結果を実現し、ポンプ輸送プランジャおよび/または第1の中空シリンダからモノマー液が漏出するのを防止するために、ポンプ輸送プランジャは第1の中空シリンダの内壁に対して流体密封になるように閉じる。そのために、第1の中空シリンダの内壁に対してポンプ輸送プランジャを閉じる円周のシールを設けることができる。同様に、真空プランジャにより負圧が発生するときに真空プランジャの反対側から空気が全く吸い込まれないかまたは少なくともごくわずかしか吸い込まれないように、第2の中空シリンダの内壁に対して真空プランジャをシールするために、円周のシールを設けることができる。
本発明によれば、モノマー容器をモノマー容器用のコネクタに連結させるか、またはモノマー容器をモノマー容器用のコネクタに挿入させることが好ましい。
好ましくは、ポリメチルメタクリレート骨セメントは、少なくとも2つの成分から混合されかつ/または生成することができる。特に好ましくは、一方の成分が液体(モノマー液)であり、他方の成分が粉末状(セメント粉末)である。
本発明によれば、混合する材料のための、具体的にはPMMA骨セメントのための出発成分はすでにカートリッジおよびモノマー容器内に存在する。
本発明によれば、装置は、出発成分を収納するためにも、具体的には、容器、具体的にはモノマー容器が装置に挿入されるか、または容器、具体的にはモノマー容器が装置の固定部分であるときにも最適であることが好ましい。
ポンプ輸送プランジャが第1の中空シリンダ中に摺動しているときに、第2の中空シリンダ内の真空プランジャが真空導管への連結部から離れる方に移動するように、ポンプ輸送プランジャと真空プランジャとが互いに適切に連結されるかまたは共有動作要素によって移動され、そうすることで、第2の中空シリンダ内に生じる負圧によりカートリッジの内部空間から真空導管を通って第2の中空シリンダに気体が流入するように、好ましくは、真空プランジャと第2の中空シリンダの真空導管への連結部との間の体積が大きくなる、本発明による装置を提供することができる。
真空プランジャと第2の中空シリンダの真空導管への連結部との間の体積が大きくなると、カートリッジの内部空間から真空導管を通して第2の中空シリンダ中に気体を吸い込むかつ/またはカートリッジの内部空間から真空導管を通して第2の中空シリンダ中に気体を押しやる負圧が発生する。
その結果、1回の動きで、中空シリンダからカートリッジの内部空間中にモノマー液が押しやられ、カートリッジの内部空間から空気が吸い込まれる。
さらに、本発明は、モノマー液が開口されたモノマー容器または開口された取り付けられるモノマー容器から第1の中空シリンダに流入するような、かつ、ポンプ輸送プランジャを作動させることによって、第1の中空シリンダから連結導管を通してカートリッジの内部空間中にモノマー液を押しやるためにポンプ輸送プランジャを使用できるような適切な手法で連結導管が第1の中空シリンダをカートリッジの内部空間に連結するような適切な手法で、モノマー容器および/またはモノマー容器を取り付けるためのコネクタに連結される第1の中空シリンダを提供することができる。
このことから、追加の構成要素または電子的な調整もしくは制御なしで、装置を単純かつ簡単な手法で設計できることが保証される。それにより、エネルギー供給源なしで、適位置で装置を使用することが可能になる。
さらに、本発明は、モノマー容器またはモノマー容器用のコネクタとカートリッジの内壁との間に配置される第1の中空シリンダを提供することができる。ここでは、本発明は、好ましくは、モノマー容器またはモノマー容器用のコネクタとカートリッジの内壁との間の連結導管に配置される第1の中空シリンダを提供することができる。
このことから、追加の導管を省略することができ、連結導管を再度差し込む必要がなくなる。これは、装置の利用をさらに単純にする。
第1の中空シリンダがモノマー液用のモノマー容器またはモノマー液用のコネクタとカートリッジとの間に配置されているということは、中空シリンダが幾何学的にそれらの間に配置されることを意味するのではないが、中空シリンダが、液体の関係に関して、すなわち、カートリッジの方向において開口されたモノマー容器から流れかつ/またはポンプ輸送されるモノマー液の流れの方向に関して、モノマー液用のモノマー容器またはモノマー液用のコネクタとカートリッジとの間に配置される。
本発明の改善点は、断面積が真空プランジャおよび第2の中空シリンダより小さいポンプ輸送プランジャおよび第1の中空シリンダ、好ましくは、断面積がポンプ輸送プランジャおよび第1の中空シリンダの少なくとも2倍である真空プランジャおよび第2の中空シリンダを提案する。
その結果、より大量の気体を真空プランジャによってカートリッジの内部空間から排気することができる。それに並行して、ポンプ輸送プランジャを作動させるのに消費される力は、大き過ぎず、装置を、具体的には、互いに連結されたポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャを手で簡単に操作できる程度である。
本発明は、好都合なことに、互いに連結される、好ましくは、互いに固定される、特に好ましくは単一部品として設計される、ポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャを提供することができる。
これは、特に安定した単純な設計を実現する。
ここでは、本発明は、好都合なことに、ポンプ輸送プランジャの後側に配置される、真空プランジャのうちの真空導管を向く面と、それに対応して、真空プランジャの後側に配置される、ポンプ輸送プランジャのうちの連結導管を向く面とを提供することができる。
それゆえ、本発明によれば、ポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャは、装置の設計を単純にする、共有のポンプ輸送−真空プランジャの形態で実装することができる。さらに、これは、利用が特に簡単な2面構成のプランジャの原理を実装し、一体のポンプ輸送−真空プランジャの両側および/または一体のポンプ輸送−真空プランジャの両方の正面が、連携した動きに基づいた仕事、すなわち、カートリッジの内部空間へのモノマー液のポンプ輸送とカートリッジの内部空間を排気するための負圧の発生の両方を実行するために用いられる。
本発明はさらに、送出プランジャによってカートリッジの内部空間に連結される真空導管を有し、送出プランジャには、好ましくは、フィルタまたはスクリーンが配置されており、真空導管はそのフィルタまたはスクリーンを用いてカートリッジの内部空間に連結されることを提案する。
好ましくは、送出プランジャは、殺菌プランジャおよび供給プランジャを含む2部構成の設計を有し、殺菌プランジャおよび供給プランジャは互いに連結することができる。
その結果、真空導管用のコネクタは、先行して、気体を用いた排気および殺菌のために使用することができる。さらに、そのコネクタは、このようにカートリッジの送出開口部の反対側に配置され、その送出開口部を通して、モノマー液も、カートリッジの内部空間中に、すなわち、カートリッジの内部空間につながる連結導管中に押しやられる。その結果、負圧は、モノマー液をカートリッジ中に吸引することができ、したがって、カートリッジをモノマー液でさらに充填することを助ける。
本発明の改善点は、可撓性のアンプル容器に配置されるかまたは配置可能であるモノマー容器を提供することができ、アンプル容器に少なくとも1つの通気開口部を設けることが好ましい。
その結果、アンプル容器を曲げ、したがって、開口するようにアンプルを壊すことによって、モノマー容器としてのアンプルを開口することが簡単になる。通気開口部はモノマー液が簡単に流出することを助ける。さらに、エチレンオキシドを用いた装置の殺菌のために、少なくとも1つの通気開口部を用いることができる。
好ましい改善点によれば、本発明は、カートリッジ内に配置された外側から操作できる混合機構を提供することができ、混合機構は、好ましくは、送出プランジャのフィードスルーを通してカートリッジの内部に案内され、移動可能なように支持される混合ロッドによって操作することができる。
フィードスルー内で回転でき長手方向に変位できるように混合ロッドが支持されることが特に好ましい。カートリッジの内部空間の内容物は、混合機構の混合ロッドを用いて好都合に混合することができる。低粘度の骨セメントを使用することに関しては、モノマー液がセメント粉末粒子間の気孔の空間の空気を押し退け、セメント粉末が膨張する前にセメント粉末粒子を濡らすので、混合ロッドおよび混合機構の使用を省略することができる。
本発明は、好都合なことに、粉末に対して不透過性の送出プランジャを提供することができ、気体に対して透過性であり粉末に対して不透過性である送出プランジャの有孔フィルタを配置することが好ましい。
有孔フィルタを有孔ディスクとして設計することが好ましい。粉末に対する不透過性は、カートリッジの内部からセメント粉末が漏出することを防止する。送出プランジャが気体透過性である場合は、内部空間は、送出プランジャを通して排気することができ、例えば、エチレンオキシドなどの気体を用いて殺菌することができる。真空導管は、好ましくは、送出プランジャを介して、具体的には、有孔ディスクを介して、カートリッジの内部空間につながる。
好ましくは、本発明は、好都合なことに、セメント粉末を収容するカートリッジの内部空間を提供することができる。
本発明は、好都合なことに、モノマー液を収容するモノマー容器を提供することができる。その結果、装置は、使用前にセメント粉末で充填する必要のない、すぐ使えるフルプリパック式混合システムである。使用前に、セメント粉末は、モノマー液とは別にカートリッジに収納される。
本発明は、セメント粉末に対して不透過性でありモノマー液に対して透過性であるフィルタを、連結導管とカートリッジの内部空間との間に配置することも提案する。
その結果、セメント粉末が連結導管中に侵入し、モノマー液が供給されたときにその位置で重合することを防止することができ、したがって、意図せずに接着剤のように連結導管を詰まらせかつ/またはブロックすることを防止することができる。
好ましい実施形態は、連結導管の少なくとも一部分が配置されたベースを備え、カートリッジは、着脱可能なようにベースに連結され、具体的には、ねじ山によって着脱可能なようにベースに連結され、フィルタがある場合は、セメント粉末に対して不透過性でありモノマー液に対して透過性であるフィルタは、装置のベースに配置され、特に好ましくは、ベースのカートリッジへの連結部に配置される、装置を提供することができる。
その結果、装置はセットアップおよび操作が簡単になる。
ここでは、本発明は、ベースに連結される、好ましくは、着脱不能なようにベースに連結される、第1の中空シリンダ、第2の中空シリンダおよびモノマー容器、または第1の中空シリンダ、第2の中空シリンダおよびモノマー容器を取り付けるためのコネクタを提供することができる。
その結果、装置の特に単純かつ安価な設計が実現される。
本発明はまた、第1の中空シリンダのジャケット面で第1の中空シリンダにつながる、好ましくは、ポンプ輸送プランジャのすぐ下で第1の中空シリンダにつながる、モノマー液用のモノマー容器またはそのモノマー容器を取り付けるためのコネクタも提案する。
その結果、モノマー液が完全に中空シリンダに流入でき、中空シリンダを充填できることを保証することができる。さらに、特に簡単にこの位置で中空シリンダから空気を出すことができる。
さらに、本発明は、モノマー容器を開口するための開口手段を備える装置であって、その開口手段によって、装置内でモノマー容器を開口でき、第1の中空シリンダへの連結部にスクリーンまたはフィルタが配置される、装置を提供することができ、そのスクリーンまたはフィルタによって開口されたモノマー容器の断片または細片を残すことができることが好ましい。
好ましくは、本発明は、ここでは、壊すことができるガラスアンプルであるモノマー容器を提供することができる。
装置の一部分である開口手段により、モノマーの長期にわたる収納のために装置を使用することも可能になる。例えば、独国特許出願公告第10 2010 026 496(B4)号による適切な開口手段が知られている。
さらに、本発明は、第1の中空シリンダへの連結部の上方に配置されたモノマー容器を提供することができる。
このようにして、モノマー液は、モノマー容器が開口された後に重力の作用によってモノマー容器から第1の中空シリンダに流入することができる。あるいは、モノマー容器は、好都合なことに、圧搾することもでき、したがって、モノマーは第1の中空シリンダに流入することもできる。
好ましい装置は、連結導管が第1の中空シリンダにより低い方で連結され、好ましくは、第1の中空シリンダの最も低い点で第1の中空シリンダに連結されることを特徴とすることもでき、第1の中空シリンダの反対側にポンプ輸送プランジャが配置されることが特に好ましい。
その結果、第1の中空シリンダの外に完全にモノマー液を流すことができ、かつ/またはポンプ輸送プランジャによって押しやることができる。
さらに、本発明は、第1の中空シリンダが、ポンプ輸送プランジャの反対側に、円錐形、半球形、またはそうでなければ下向きに先細りになる底部を備え、ポンプ輸送プランジャのうちの第1の中空シリンダの底部に向いた表面は、好ましくは、その底部の反転した型であることを提案する。
その結果、第1の中空シリンダの外に完全にモノマー液を流すことができ、かつ/またはポンプ輸送プランジャによって押しやることができる。このことは、モノマー液が全て第1の中空シリンダの最も低い点に流れることと、ポンプ輸送プランジャが作動されるときにモノマー液が後に残る「デッド」領域がないことを意味する。ポンプ輸送プランジャの形状は第1の中空シリンダの内側の形状に適合されるので、ポンプ輸送プランジャが連結導管の開口部の方向に移動されると、モノマー液は全て、残渣のモノマー液が第1の中空シリンダ内に残ることなく、ポンプ輸送プランジャを通して第1の中空シリンダから押し出される。さらに、ポンプ輸送プランジャの正面の形状が円錐もしくは球形でありかつ/またはぴったり合うことにより、ポンプ輸送プランジャが下向きにおよび/またはベースの方向に移動すると、第1の中空シリンダ内のモノマー液の上方にある空気が、第1の中空シリンダのジャケット面の開口部を通って逃げることができ、モノマー液をカートリッジの内部空間および/またはセメント粉末に移送する間はモノマー液の上方に気泡が残らないことが保証される。
本発明による好ましい装置は、ポンプ輸送プランジャを、第1の中空シリンダ内で軸方向に手で移動させることができ、好ましくは、第1の中空シリンダ内で軸方向に手で押し込むことができ、かつ/または真空プランジャは第2の中空シリンダ内で軸方向に手で移動させることができることを特徴とすることもできる。
このようにして、第1の中空シリンダからモノマー液を手で押し出すこと、そのモノマー液をカートリッジの内部空間中に移送すること、および/またはカートリッジから空気を排気するために第2の中空シリンダ内に手で真空を発生させることが実行可能になる。
本発明による装置の操作を単純にして可変性を向上させるために、本発明は、好都合なことに、透明であり、第1の中空シリンダ内の液体の充填高さを示す印を備える、第1の中空シリンダを提供することができる。
その結果、それらの印によって決められた量のモノマー液を、第1の中空シリンダに充填することができ、かつ/または第1の中空シリンダからカートリッジの内部空間中に押し込むことができる。このことから、装置を用いてモノマー液の量によって予め決められた粘度の骨セメントドウを生成することができるようになる。あるいは、第1の中空シリンダは、好都合なことに、不透明とすることができ、ポンプ輸送プランジャの定められた推進を可能にすることができ、したがって、定められた体積のモノマー液を第1の中空シリンダから押し出すことができるようにするために、ポンプ輸送プランジャおよび/または真空プランジャのうちの装置のハウジングから突出する動作要素に印を設けることができる。それゆえ、前記設計により、モノマー液の全体積を第1の中空シリンダからカートリッジの内部空間内のセメント粉末に押し込むことが可能になり、それと同じく、モノマー液のうちのある一部の体積だけを第1の中空シリンダからセメント粉末に移送することが可能になる。その結果、モノマー液と粉末の量との比を調節することができ、そのことにより、このように形成されたセメントドウが非粘着性になる時間および骨セメントの粘度を詳細に制御することが可能になる。
本発明は、好都合なことに、第1の中空シリンダからカートリッジの内部空間中にモノマー液を押し込み、かつ/またはカートリッジの内部空間から第2の中空シリンダ中に空気を吸い込むために、ポンプ輸送プランジャおよび/または真空プランジャを第1の中空シリンダおよび/または第2の中空シリンダにねじ込むことができるように、内部のねじ山を備える第1の中空シリンダおよび/または第2の中空シリンダと、噛み合う外部のねじ山を備えるポンプ輸送プランジャおよび/または真空プランジャとを提供することができる。
これは、定められた量のモノマー液を中空シリンダからカートリッジの内部空間に押し込むことも可能にする。このことから、装置を用いてモノマー液の量によって決められた粘度の骨セメントドウを生成することができるようになる。さらに、第2の中空シリンダ内の負圧は大きい力によって発生させることができる。それに並行して、ねじ山を存在させることにより、負圧のせいで真空プランジャが意図せずにコネクタの方向に真空導管に向かって移動するリスクを低下させる。本発明によれば好ましいことに真空プランジャの断面がポンプ輸送プランジャよりも大きい場合は、第2の中空シリンダの内部のねじ山にねじ込むことができる外部のねじ山を真空プランジャにだけ備えさせることで十分なことがある。これは、特にポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャが共有のポンプ輸送−真空プランジャとして設計されるときに該当する。
さらに、本発明は、少なくとも1つの張力をかけられた圧縮ばねおよび少なくとも1つのロック機構を備える装置であって、圧縮ばね、真空プランジャおよび/またはポンプ輸送プランジャは少なくとも1つのロック機構によって着脱可能なようにロックされ、ポンプ輸送プランジャが第1の中空シリンダに押し込まれ、かつ/または真空プランジャがコネクタから第2の中空シリンダの真空導管に押しやられるように、少なくとも1つの圧縮ばねは、ロック機構が取り外された状態では、ポンプ輸送プランジャおよび/または真空プランジャに圧力を加える、装置を提供することができる。
第1および/または第2の中空シリンダが内部のねじ山を備え、ポンプ輸送プランジャおよび/または真空プランジャが外部のねじ山を備える実施形態を参照すると、少なくとも1つのロック機構が取り外された後にポンプ輸送プランジャを第1の中空シリンダ中にかつ/または真空プランジャを第2の中空シリンダ中にねじ込む、少なくとも1つの張力をかけられた竹の子ばねを類似の手法で設けることができる。
これらの方策は、装置の操作を単純にするという点で有利である。それゆえ、さらに、操作エラーの可能性を防止することができる。
さらに、本発明は、着脱可能なスナップ式装置によってカートリッジに連結される送出プランジャを提供することができ、送出プランジャがカートリッジの内部空間内で軸方向に移動できるように、手で、具体的には、軸方向の力の作用によって、スナップ式装置を取り外すことができる。
その結果、送出プランジャが意図せずに移動することを防止することができる。そうした移動はカートリッジの内部空間内の真空または負圧によって起きることがある。
本発明は、上を向いたループを備える第1の中空シリンダとカートリッジの内部空間との間の連結導管であって、ループの最も高い点は、モノマー容器のまたは第1の中空シリンダのモノマー容器用のコネクタの接合部の上方にある、連結導管も提案する。
このことは、モノマー液が、第1の中空シリンダに充填されている途中で、連結導管を介してカートリッジの内部空間にすでに到達することを防止することができる。前記U字形のループを有する連結導管の効果は、ポンプ輸送プランジャが連結導管の方向に移動される前に第1の中空シリンダ内のモノマー液が頂点の高さまで連結導管内に残り、そのことが、セメント粉末へのモノマー液の早まった侵入を防止することである。具体的には高粘度セメントの場合は、米国特許第8662736(B2)号に記載されるように、小量であってもモノマー液がセメント粉末と早まって接触すると、接着剤のように、ノズルとして設けられた連結導管または導管手段をブロックする恐れがある。連結導管は、ユーザがモノマーの移送を目視でチェックすることを可能にするために透明または半透明とすることができる。そのために、具体的には、最も高い頂点を有するループを視認できる検査窓を装置に設けることができる。
さらに、本発明は、第1の中空シリンダ内の体積がモノマー容器内のモノマー液の体積以下であることを提供することができる。
その結果、ポンプ輸送プランジャが作動されているときに、空気がセメント粉末に沿って押し込まれることが防止される。
さらに、本発明は、液体を透過するように、下側で連結導管に連結されるカートリッジの内部空間を提供することができる。
米国特許第8662736(B4)号によれば、内部空間の正面で連結導管はノズルにつながることができる。前記ノズルはセメント粉末が連結手段に入ることを防止する。
本発明の根底にある目的はまた、骨セメントを混合する方法、具体的には、本発明による装置を用いて骨セメントを混合する方法であって、
A)モノマー容器が開口されるステップと、
B)モノマー液がモノマー容器から第1の中空シリンダに流入するステップであって、第1の中空シリンダはポンプ輸送プランジャによって片側の境界が定められる、モノマー液が流入するステップと、
C)ポンプ輸送プランジャが第1の中空シリンダ中に押しやられ、したがって、モノマー液が第1の中空シリンダから連結導管を通してカートリッジの内部空間に押し込まれるステップであって、セメント粉末がカートリッジの内部空間にある、モノマー液が内部空間に押し込まれるステップと、
D)ポンプ輸送プランジャの動きが、第2の中空シリンダ内で真空導管のコネクタから離れる方に、ポンプ輸送プランジャに連結されるかまたはそれに平行に駆動される真空プランジャを移動させるステップであって、真空導管のコネクタと第2の中空シリンダ内の真空プランジャとの間の気体の圧力は、真空プランジャの動きによって低下され、気体は、真空導管に連結されるカートリッジの内部空間から真空導管を通して排気される、真空プランジャを移動させるステップと、
E)モノマー液とセメント粉末とが、カートリッジの内部空間内で混合されるステップと、
を時系列に含む、方法によっても満たされる。
好ましくは、モノマー液は、重力の作用によって中空シリンダに流入する。
ここでは、本発明は、ポンプ輸送プランジャが第1の中空シリンダに完全にまたは印まで押しやられたときにのみ、モノマー液とセメント粉末とがカートリッジの内部空間内で混合され、印はカートリッジの内部空間に供給されるモノマー液の量の示度であることを提供することができる。
その結果、モノマー液の所望の混合によって、このように発生される骨セメントドウが確実に所望の粘度を有することができる。
空気が、連結導管の接合部の反対側でカートリッジの内部空間から真空導管を通して吸引され、内部空間の底面では連結導管をカートリッジの内部空間につながるように適切に本発明による方法を提供することもでき、内部空間の上面では真空導管をカートリッジの内部空間につながるようにすることが好ましい。
その結果、確実に、モノマー液をカートリッジの内部空間中に供給でき、同時に、空気をカートリッジの内部空間から排気できるようにすることができる。さらに、このことから、モノマー液が意図せずに真空導管に侵入することを防止することができる。
さらに、本発明は、カートリッジの内部空間中に延び、回転でき、長手方向に変位できる混合ロッドを動かして混合機構を操作することによって混合機構を用いてモノマー液とセメント粉末とが内部空間で混合されることを提案し、混合した後に混合ロッドがカートリッジの内部空間から限界まで引き出されることが好ましく、混合ロッドを限界まで引き出した後に所定の破壊場所で混合ロッドを折り取ることが特に好ましい。
その結果、本方法は手動による操作によって実行することができる。
さらに、本発明は、起動開口手段を操作することによって開口されるモノマー容器を提供することができ、モノマー容器を開口手段によって開口させることが好ましい。
その結果、装置全体を外部に対して閉じることができるように、モノマー容器を装置内で開口することができる。
さらに、本発明は、張力をかけられた弾性ばね要素によって第1の中空シリンダ中に押しやられるポンプ輸送プランジャ、および/または張力をかけられた弾性ばね要素によって第2の中空シリンダ内で移動される真空プランジャを提供することができ、そのためにポンプ輸送プランジャ、真空プランジャおよび/またはばね要素に係合する少なくとも1つのロック機構を最初に取り外すことが好ましい。
これは、本発明による方法のさらなる自動化を実現し、操作エラーの可能性も防止する。
本発明は、好都合なことに、連結導管、真空導管、第1の中空シリンダ、第2の中空シリンダおよびモノマー容器から取り外される、レディミクストセメントドウを収容するカートリッジと、軸方向に移動可能なようにカートリッジ内に支持され、カートリッジの内部空間の境界の片側を形成する送出プランジャの推進によって、カートリッジの内部空間から送出されるレディミクストセメントドウとを提供することができる。
本発明は、驚くべきことに、ポンプ輸送プランジャによってカートリッジの内部空間中にモノマー液を下から押し込むことができること、およびそれに並行して、骨セメント内で支障を来す空気の混入が起きないように、中空シリンダ内で真空プランジャが動くことによって、カートリッジの内部空間に負圧を発生させることができることという発見に基づく。それに並行して、設定された装置は、ポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャを手で操作できるので、多くの場合、外部のエネルギー源も内部のエネルギー蓄積装置も省略可能になる。具体的には、長期にわたって真空気密である真空源およびコネクタならびに構成要素を使用する必要がなく、そのことは、開発途上地域における使用ならびに局所的な使用または野戦病院での使用を有意に単純化する。さらに、真空漏れを起こすことができないので、本発明によるフルプリパック式混合システムは、可能性のある妨害の影響を受けにくく、したがって、使用の準備ができている可能性が高い。
例えば、本発明による装置および/または本発明による方法は、モノマー容器が開口された後で、重力の作用によりモノマー液が中空シリンダに流入し、次いで、そこから、ポンプ輸送プランジャを手動で作動させることによってセメント粉末を収容するカートリッジの内部空間に押し込まれるように適切に提供することができる。このことは、以前の市販の混合システムとは異なり、真空ではなく圧力の作用によってモノマー液の移送が進行することを意味する。圧力の作用によって実行される、手動で作動されるモノマーの移送は、プラスチックの射出成形によって生成できる単純なプラスチック部品を用いて廉価に実行することができる。それに並行して、セメントドウへの空気の混入を防止するかまたは減少させるために、真空プランジャを同時に移動させることによってカートリッジの内部空間には負圧が発生する。本発明による装置の特に有利な点は、圧縮空気駆動の真空ポンプなどの外部の助けを必要とせずに、かつ圧縮空気または電力などの外部のエネルギー源を必要とせずに、装置を動作させることができることである。その結果、本発明による装置は、最も難しい手術条件下でも自律的に使用することができる。本発明による装置は、価格に左右されやすい市場のための閉鎖型フルプリパック式混合システムを提供する。
本発明の範囲では、圧力によってカートリッジの内部空間の底面からセメント粉末中にモノマー液を供給するとモノマー液は、その先頭が下から上まで一様に移動することが分かった。その結果、セメント粉末粒子間の介在空間に存在する空気は、押し退けられ、上方向に押し出される。それに並行して、空気は、真空プランジャの動きによってアクティブに吸い出される。このようにして、空気の混入が防止されるかまたは少なくとも減少する。本発明の範囲では、本発明による装置および本発明による方法を用いて生成される骨セメントドウは、多くの場合、空気の混入がなく、真空下で混合されるセメントドウの質に相当する質のものになることが分かった。
ポリメチルメタクリレート骨セメントを収納および混合する、本発明による例示的な装置は、
a)カートリッジを備え、カートリッジの内部空間の第1の前面が、粉末に対して不透過性の少なくとも1つの送出プランジャによって閉じられ、カートリッジの内部空間の第2の前面が粉末に対して不透過性であり、第1の前面および第2の前面を用いて、送出プランジャおよび第2の正面によって境界が定められる、セメント粉末が配置されるカートリッジの内部空間が形成され、
b)カートリッジの内部空間は、粉末に対して不透過性であり液体に対して透過性であり、液体透過性の連結導管(導管手段)を有する、開口部によって、第1の中空シリンダ内の円筒形の第1の中空空間に連結され、
c)液体透過性の開口部が、第1の中空シリンダのジャケット面に配置され、第1の中空シリンダのジャケット面にある開口部の上方に配置されるモノマー液容器に連結されるモノマー液容器のための開口手段に第1の中空空間を連結し、
装置はさらに、
d)円筒形の第1の中空空間に配置されるポンプ輸送プランジャおよび/または第1の中空シリンダ内で軸方向に変位できる一体のポンプ輸送−真空プランジャ、
を備え、
e)送出プランジャはシーリングプランジャおよび殺菌プランジャから構成され、シーリングプランジャは殺菌プランジャの上方に配置され、シーリングプランジャは、カートリッジの内部空間中に押しやられた後に前記内部空間を閉じ、シーリングプランジャの下方の空間をシーリングプランジャの上方の空間に連結する気体透過性のフィードスルーを含み、フィードスルーは上面に真空コネクタとして設計され、
f)第1の中空シリンダは足部分の反対側の正面が気密になるように閉じられ、
g)ポンプ輸送プランジャの上面が真空プランジャを形成し、したがって、一体のポンプ輸送−真空プランジャが形成されるように、第2の中空空間が、ポンプ輸送プランジャの上面、気密になるように前面が閉じられる中空シリンダの延長部分、および/または第2の中空シリンダによって形成され、
h)気密になるように閉じられる第2の中空シリンダの正面に気体透過性のフィードスルーが設けられ、その気体透過性のフィードスルーは、気体透過性の連結手段によって送出プランジャおよび/またはシーリングプランジャの気体透過性のフィードスルーに連結される。
ここでは、ポンプ輸送プランジャ、したがって、真空プランジャは、気密になるように案内される駆動要素によって、第1および/または第2の中空シリンダ内で軸方向に移動することができる。
その考えの根拠は、開口装置、例えば独国特許出願公告第10 2010 026 496(B4)号に記載の装置によってモノマー容器が開口されると、重力の作用によってモノマー液が第1の中空シリンダに流入し、次いで、そこから、ポンプ輸送プランジャを手動で作動させることによって第1の中空シリンダから、セメント粉末を収容するカートリッジ押し込まれることである。第1の中空シリンダおよび/または第2の中空シリンダは、足部分から離れる方に向いた正面に気密になるように閉じられる。真空プランジャが足部分の方向に移動されると、一体のポンプ輸送−真空プランジャの場合は、すぐに、ポンプ輸送プランジャの動きがモノマー液をカートリッジの内部空間に押し込み、それに並行して、第2の中空シリンダの真空プランジャの上方の中空空間に負圧が発生する。これは、それに並行して負圧が発生し、フィードスルーおよび気体透過性の連結手段(真空導管)によってカートリッジの内部空間に案内されることを意味する。ポンプ輸送−真空プランジャが動く間に、真空プランジャと真空導管へのコネクタとの間の中空空間の体積が、第1の中空シリンダから押し出されるモノマー液の体積よりも大きい場合は、第1のカートリッジに負圧が発生する。この効果は、2つの円筒形のプランジャ、すなわち、ポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャから作製される、一体のポンプ輸送−真空プランジャを提供することによって実現することができ、下側シリンダ(ポンプ輸送プランジャ)の外径は上側シリンダ(真空プランジャ)よりも小さい。これは、一体のポンプ輸送−真空プランジャに2重の作用があることを意味する。ポンプ輸送−真空プランジャが軸方向に動く際には、一体のポンプ輸送−真空プランジャの一方の側は、正の圧力を発生させるポンプ輸送機能を有し、それに並行して、ポンプ輸送−真空プランジャの他方の側は、負圧を発生させる。
本発明による装置および方法の別の利点によれば、ユーザがポンプ輸送プランジャおよび/または真空プランジャに対して気密になるようにカートリッジの内部空間を閉じたかどうかに関わらず、モノマーの移送はポンプ輸送プランジャの排出の動きによって進行が常に保証される。その結果、以前に知られたフルプリパック式混合システムと比べて取り扱いの安全性が向上している。以前のシステムは、真空を加えることによってのみモノマー液の移送が行われ、このことは使用されるエネルギー源に応じて安定性が左右される。
本発明による例示的な方法は、所与の順序で進行する以下のステップ、
a)モノマー液容器が開口手段を作動させることによって開かれるステップと、
b)モノマー液が、重力の作用により、第1の中空シリンダのジャケット面にある開口部を通って第1の中空シリンダの中空空間に流入するステップと、
c)第1の中空シリンダの中空空間へのモノマー液の移送が完了した後に、ポンプ輸送プランジャおよび/または一体のポンプ輸送−真空プランジャが装置の足部分の方向に手で押しやられるステップと、
d)そうすることで、モノマー液が、連結導管(導管手段)を通ってカートリッジの内部空間に押しやられセメント粉末に到達するステップと、
e)第1の中空空間からカートリッジの内部空間へのモノマー液の移送が完了した後に、セメント粉末およびモノマー液から構成される混合物が手で、混合ロッドを作動させることによって混合されるステップと、
f)次いで、混合ロッドが上向きに引っ張られるステップと、
g)次いで、混合ロッドが所定の破壊場所で折り取られるステップと、
h)次いで、カートリッジが足部分から切り離されるステップと、
を特徴とする、上記で説明した例示的な装置を用いた方法である。
別の例示的な方法は、所与の順序で進行する以下のステップ、
a)モノマー液容器が開口手段を作動させることによって開かれるステップと、
b)モノマー液が、重力の作用により、第1の中空シリンダのジャケット面にある開口部を通って第1の中空シリンダの中空空間に流入するステップと、
c)第1の中空シリンダの中空空間へのモノマー液の移送が完了した後に、ポンプ輸送プランジャおよび/または一体のポンプ輸送−真空プランジャのロック機構が取り外され、そうすることで、圧縮ばねがポンプ輸送プランジャおよび真空プランジャならびに/または一体のポンプ輸送−真空プランジャを装置の足部分の方向に押しやるステップと、
d)そうすることで、モノマー液が連結導管(導管手段)を通ってカートリッジの内部空間に押しやられセメント粉末に到達し、真空プランジャおよび/または一体のポンプ輸送−真空プランジャの動きが、カートリッジの内部空間から空気を吸い出すステップと、
e)第1の中空空間からカートリッジの内部空間へのモノマー液の移送が完了した後に、セメント粉末およびモノマー液から構成される混合物が手で、混合ロッドを作動させることによって混合されるステップと、
f)次いで、混合ロッドが上向きに引っ張られるステップと、
g)次いで、混合ロッドが所定の破壊場所で折り取られるステップと、
h)次いで、カートリッジが足部分から切り離されるステップと、
を特徴とする、上記で説明した例示的な装置を用いた方法である。
以下に9つの概略図に基づいて、本発明の範囲を限定することなく、本発明のさらなる例示的な実施形態を例示するものとする。
フルプリパック式混合システムとして本発明による装置の概略斜視図を示す。 図1による装置を切断面A‐Aと共に正面図に示す。 図2による切断面A‐Aに対応する概略断面図に図1および図2による装置を示す。 図2による切断面A‐Aに平行な切断面に対応する概略断面図に、図1、図2、および図3による装置の細部を示す。 フルプリパック式混合システムとして本発明による代替の第2の装置の概略斜視図を示す。 図5による装置を概略断面図に示す。 フルプリパック式混合システムとして本発明による代替の第3の装置の概略斜視図を示す。 図7による装置を概略断面図に示す。 装置の概略的な機能原理が示された、フルプリパック式混合システムとして本発明による代替の第4の装置の概略断面図を示す。
図3、図4、図6、図8、および図9の断面図ではハッチングによって切断面を示す。
図1から図4は、本発明による方法を実行するのに最適な、本発明による第1の装置の概略図を示す。ここでは、図1は、フルプリパック式混合システムとして本発明による装置の概略斜視図を示し、図2は、図1による装置を切断面A‐Aと共に正面図に示し、図3は、図2による切断面A‐Aによる概略断面図に図1および図2による装置を示し、図4は、図2による切断面A‐Aに平行な切断面に対応する概略断面図に、図1、図2、および図3による前記装置の細部を示す。
装置は、生成されるPMMA骨セメントの出発成分としてのセメント粉末を収容するカートリッジ1を備える。カートリッジ1は、(図1および図3の上部の)上面が送出プランジャ2によって閉じられる。送出プランジャ2は、カートリッジ1の壁に対してロックすることができる。混合ロッド4は、送出プランジャ2の中央フィードスルーを通して案内され、カートリッジ1の内外に引くことができ、送出プランジャ2内、したがってカートリッジ1内で回転できるように支持される。混合ロッド4の上側端部(図1、図2、および図3の上部)には、混合ロッド4を手動で操作するためのハンドル部6が取り付けられる。
カートリッジ1は、ベース10に関して、装置のベース10上のソケット8の領域に着脱可能なように取り付けられる。ベース10の上面には上側(外側)中空シリンダ12が配置され、前記シリンダとベースとは単一部品として設けられる。ロッド14を操作するための押ボタン15を有するロッド14が、カバープレート16のフィードスルーを通して案内される。カバープレート16は、耐圧になるように上側中空シリンダ12を上方向で閉じる。そのために、ロッド14のためのフィードスルーにシールリングが設けられ、そのシールリングによって、ロッド14は、フィードスルーに対してシールされる。送出プランジャ2には真空コネクタが設けられており、その真空コネクタには、上側中空シリンダ12の内部に通じる真空導管17が連結される。真空コネクタは、カートリッジ1の内部を排気するために使用することができ、理論上は、真空コネクタは、真空導管17が真空コネクタに連結されていないとき、かつ/または真空導管17が真空コネクタに連結される前に、カートリッジ1の内容物の殺菌のためのエチレンオキシドを供給するために使用することもできる。
さらに、ベース10上で中空シリンダ12の隣に連結ソケット18が設けられる。その連結ソケット18は、装置のモノマー容器60のコネクタ20の一部分である。連結ソケット18とは別に、モノマー容器60用のコネクタ20はさらに、モノマー容器60のための弾性レセプタクル21および蓋22を備え、蓋22によって、モノマー容器60が挿入された後にモノマー容器60用のコネクタ20を外部に対して閉止することができる。モノマー容器60は、コネクタ20の内部に、したがって装置の内側に配置される。モノマー容器60は、生成されるPMMA骨セメントの第2の成分としてのモノマー液で充填されるガラスアンプルである。弾性レセプタクル21は、ゴムまたは別の弾性塑性材料から構成される。
装置の設計のさらなる詳細は、図3および図4から明らかである。カートリッジ1の内部は、第1の成分としてのセメント粉末を収容する円筒形の内部空間24によって形成される。さらに、カートリッジ1の内部空間24は混合機構26を有し、その混合機構26は、内部空間24に配置される複数の混合羽根26から構成される。混合羽根26は、混合ロッド4に取り付けられ、混合ロッド4によってカートリッジ1の内部空間24で移動することができる。送出プランジャ2は、2部構成の設計を有し、殺菌プランジャ28(図3の送出プランジャの上側部分)およびシーリングプランジャ30(図3の送出プランジャの下側部分)から構成される。シーリングプランジャ30は、シール29によって内部空間24の内壁に対してシールされる。シーリングプランジャ30は、気体透過性であるが粉末不透過性の有孔ディスクを備え、その有孔ディスクによって内部空間24を排気することができる。送出プランジャ2は、円筒形の外周を有し、内部空間24の壁に対してきつく閉じる。送出プランジャ2は、内部空間24において、カートリッジ1の内部空間24の床にある送出開口部の方向に進むことができる。送出開口部は、カートリッジ1の内部空間24のうちの送出プランジャ2の反対側にある。
カートリッジ1をベース10に連結するために、カートリッジ1への連結部として外部のねじ山を有するベースコネクタ34が設けられ、ベースコネクタ34には、粉末不透過性であり液体透過性のフィルタ32が配置される。ベースコネクタ34の外部のねじ山と噛み合う内部のねじ山を有するカートリッジコネクタ36が、カートリッジ1の内部空間24のうちの送出プランジャ2の反対側に設けられる。カートリッジコネクタ36は、カートリッジ1の送出開口部の境界を定める。カートリッジコネクタ36は、ベースコネクタ34にねじ込まれ、ベースコネクタ34に対してきつく閉止する。
中空シリンダ42をカートリッジ1の内部空間24に連結する連結導管38が、中空シリンダ12とカートリッジ1の内部空間24との間に設けられる。フィルタ32は、カートリッジ1の内部空間24への接合部に配置され、カートリッジ1の内部空間24からセメント粉末が連結導管38に入ることを防止する。連結導管38は、モノマー液が制御されずに連結導管38を通ってカートリッジ1の内部空間24に流入することを防止するために、高い位置に頂点を有するループ40を形成する。ループ40の目視検査のために小型の表示窓(図示せず)を設けることができる。そのために、連結導管38は、ループ40の領域で透明でなければならない。
ソケット8、ベース10、およびモノマー容器60用連結ソケット18は、例えば射出成形によって、プラスチック材料から単一部品として作製される。連結導管38は下側中空シリンダ42の中空空間41に続き、下側(内側)中空シリンダ42は、内径が上側(外側)中空シリンダ12よりも小さい。下側中空シリンダ42は、底面(図3の下)で、着実に下向きに先細りになる漏斗形の床43によって境界が定められる。そうすることで、モノマー液が下側中空シリンダ42の外に完全に流出でき、かつ/または押し出しできることを保証する。下側中空シリンダ42には、内側に嵌まるポンプ輸送プランジャ44が配置されており、そのポンプ輸送プランジャ44を、漏斗形の床43の方向に(図3では下向きに)、下側中空シリンダ42の内部に押し込みかつ/または押しやることができる。
ポンプ輸送プランジャ44は、プラスチック材料から作製された中空体によって形成され、下面45が下側中空シリンダ42の床43の陰像として形成される。ポンプ輸送プランジャ44は、シール53によって下側中空シリンダ42の内壁に対してシールされ、下側中空シリンダ42内で長手方向に(図3では下向きに)移動可能になるように支持される。
真空プランジャ47が軸方向に移動可能になるように配置される開放中空空間46が、上側中空シリンダ12の内部に設けられる。真空プランジャ47は、シール48によって上側中空シリンダ12の内壁に対してシールされる。その結果、真空プランジャ47は、上方向に上側の閉鎖中空空間49を区切り、その中空空間49は、カバープレート16、上側中空シリンダ12の内壁、および真空プランジャ47によって境界が定められる。対照的に、開放した下側中空空間46の床には開口部50が設けられる。上側の閉鎖中空空間49は、コネクタ52によって真空導管17に連結される。真空プランジャ47は、ポンプ輸送プランジャ44に固定される。本実施形態では、1部構成の設計になるように真空プランジャ47およびポンプ輸送プランジャ44を設けることも実行可能である。
下側中空シリンダ42のジャケット面のうちポンプ輸送プランジャ44の下面45のすぐ下の部分に、下側中空シリンダ42および/または中空空間41へのモノマー容器60用のコネクタ20の接合部54が設けられる。接合部54は、下側中空シリンダ42が配置されるモノマー液用の連結導管38、40の一部分であると解釈できるように、モノマー液用の導管手段を形成する。
モノマー容器60用のコネクタ20にはスクリーン56またはフィルタ56が配置されており、そのスクリーン56またはフィルタ56を用いて開口されたモノマー容器60の断片および一部を捕捉することができる。接合部54の方向に傾斜した傾斜床面58が、連結ソケット18内でスクリーン56および/またはフィルタ56の下方に設けられる。その結果、モノマー液は全て、モノマー容器60から接合部54を通って下側中空シリンダ42に流入することができる。
モノマー容器60は、折り取ることができるアンプルヘッド62および開口させることができるネックを有するガラスアンプル60であり、ネックはアンプルヘッド62をアンプル60の胴体に連結する。モノマー容器60用のレセプタクル21は弾性であり、レセプタクル21はネックの領域でより厚くなるので、モノマー容器60が内部にある状態でレセプタクル21を曲げることによって、モノマー容器60のヘッド62を折り取ることができる。それゆえ、適切な形状のレセプタクル21、具体的にはネック領域がより厚いレセプタクル21により、モノマー容器60を開口する開口手段21が形成される。モノマー容器60のヘッド62を切り取る他の開口手段を好都合なことに実装することができる。
図1から図4による装置を用いて、例えば以下のように、本発明による方法を実行することができる。装置のベース10は、テーブルまたは他の任意の適切なレベル支持体上に配置される。モノマー容器60は、弾性レセプタクル21を捩じることによりヘッド62を折り取りかつ/または開口させることによって開口される。モノマー液はモノマー容器60から、スクリーン56および/またはフィルタ56を通って流れ、そうすることで、モノマー容器60の断片が残される。傾斜した床面58は、接合部54を通して下側中空シリンダ42および/または中空空間41中にモノマー液を案内する。モノマー容器60は、下側中空シリンダ42および/または中空空間41と連結導管38のうちのループ40までの部分との組み合わせが取ることができるよりも多くのモノマー液を収容するので、下側中空シリンダ42の自由中空空間41はモノマー液で完全に満たされつつある。接合部が、中空シリンダ42と、ポンプ輸送プランジャ44の床45と、連結導管38のうちのループ40のすぐ下までの部分とによって境界が定められた空間の最も高い点にあるので、封入された空気は接合部54を通って逃げる。ここでは、モノマー液はループ40の頂点を越えて流れることができない。というのは、頂点は明らかに接合部54より上にあり、さらに、頂点は、圧力にさらされることなしにモノマー液がこの高さまで上昇することがないように、コネクタ20のモノマー液の液面よりも上に配置されるからである。
その後、押ボタン15によって、したがってロッド14を用いて、ユーザによってベース10の方向に手動の操作で圧力が加えられる。その結果、真空プランジャ47は中空空間46内で下向きに押しやられており、ポンプ輸送プランジャ44は中空シリンダ42および/または中空空間41中に押しやられている。中空シリンダ42から連結導管38を通してカートリッジ1の内部空間24中に所望の量のモノマー液を移送しかつ/または押し込むために、ポンプ輸送プランジャ44を中空シリンダ42および/または中空空間41中に完全にまたは部分的に押しやることができる。押し込まれるモノマー液の量は、ポンプ輸送プランジャ44が中空シリンダ42中に押しやられている深さを変えることによって調節することができる。そのために、ロッド14の外側に印(図示せず)を付けることができる。モノマー液は、フィルタ32を通してカートリッジ1の内部空間24中に押し込まれており、そこでモノマー液は上昇し、カートリッジ1の内部空間24に収納されたセメント粉末と混ざる。
それに並行して、真空プランジャ47の動きが、真空プランジャ47と上側中空シリンダ12のカバープレート16との間の中空空間49を拡大する。その結果、中空空間49内の気体の圧力が低下する。圧力の低下は、真空導管17およびシーリングプランジャ30の真空コネクタによって、ならびに殺菌プランジャ28の有孔フィルタを通して、カートリッジ1の内部空間24中に伝達される。その結果、カートリッジ1の内部空間24は、真空プランジャ47および/またはプランジャ44、47の動きによって排気されている。真空プランジャ47の直径がポンプ輸送プランジャ44よりも大きいので、中空空間41からカートリッジ1の内部空間24の外に押しやられるモノマー液の体積は、カートリッジ1の内部空間から中空空間49の拡大した分の体積によって排気される気体の量よりも小さい。したがって、真空プランジャ47およびポンプ輸送プランジャ44が押し込まれているときは、カートリッジ1の内部空間の圧力が低下する。
所望の量のモノマー液がカートリッジ1の内部空間24に充填されると、モノマー液とセメント粉末とは、ハンドル部6を用いて混合機構26および/または混合ロッド4を押し込み、引き出し、回転させることによって混合されており、したがって、セメントドウおよび/またはPMMA骨セメントが混合されている。混合ロッド4は、混合が終了した後に、カートリッジ1の内部空間24から限界まで引き出され、後から干渉しないことを保証するために折り取られる。適用可能な場合は、送出プランジャ2のロック機構を取り外すことができる。その後、シーリングプランジャ30の真空コネクタから真空導管17を連結解除し、カートリッジ1をベース10からねじって外す。カートリッジコネクタ36の内部のねじ山に送出管(図示せず)をねじ込むことができる。その後、送出プランジャ2を内側に押し込むことによって、カートリッジ1の内部空間24から送出開口部および送出管を通して、レディミクスト骨セメントを排出することができ、レディミクスト骨セメントを利用することができる。
図5および図6は、本発明による方法を実行するのに最適な、本発明による第2の代替の装置の概略図を示す。ここでは、図5は、フルプリパック式混合システムとしての本発明による代替の装置の概略斜視図を示し、図6は、図5による装置を概略断面図に示す。
装置は、生成されるPMMA骨セメントの出発成分としてセメント粉末を収容するカートリッジ101を備える。カートリッジ101は、(図5および図6の上部の)上面が送出プランジャ102によって閉じられる。送出プランジャ102は、カートリッジ101の壁に対してロックすることができる。混合ロッド104は、送出プランジャ102の中央フィードスルーを通して案内され、カートリッジ101の内外に引くことができ、送出プランジャ102内、したがってカートリッジ101内で回転できるように支持される。混合ロッド104の上側端部(図5および図6の上部)には、混合ロッド104を手動で操作するためのハンドル部106が取り付けられる。
カートリッジ101はベース110に関して、装置のベース110上のソケット108の領域に着脱可能なように取り付けられる。ベース110の上面には上側(外側)中空シリンダ112が配置され、前記シリンダとベースとは単一部品として設けられる。ロッド114をロック解除しかつ/または装置を起動するための固定機構115を有するロックトインロッド114が、カバープレート116のフィードスルーを通して案内される。カバープレート116は、耐圧になるように上側中空シリンダ112を上方向で閉じる。そのために、固定機構115の着座部にシールリングが設けられ、そのシールリングによって、固定機構115は着座部に対してシールされる。
送出プランジャ102には真空コネクタが設けられており、その真空コネクタには、上側中空シリンダ112の内部に通じる真空導管117が連結される。真空コネクタは、カートリッジ101の内部を排気するために使用することができ、理論上は、真空コネクタは、真空導管117が真空コネクタに連結されていないとき、かつ/または真空導管117が真空コネクタに連結される前に、カートリッジ101の内容物の殺菌のためのエチレンオキシドを供給するために使用することもできる。
さらに、ベース110上で中空シリンダ112の隣に連結ソケット118が設けられる。その連結ソケット118は、装置のモノマー容器160のコネクタ120の一部分である。連結ソケット118とは別に、モノマー容器160用のコネクタ120はさらに、モノマー容器160のための弾性レセプタクル121および蓋122を備え、蓋122によって、モノマー容器160が挿入された後にモノマー容器160用のコネクタ120を外部に対して閉止することができる。モノマー容器160は、コネクタ120の内部に、したがって装置の内側に配置される。モノマー容器160は、生成されるPMMA骨セメントの第2の成分としてのモノマー液で充填されるガラスアンプルである。弾性レセプタクル121は、ゴムまたは別の弾性塑性材料から構成される。
装置の設計のさらなる詳細は図6から明らかである。カートリッジ101の内部は、第1の成分としてのセメント粉末を収容する円筒形の内部空間124によって形成される。さらに、カートリッジ101の内部空間124は混合機構126を有し、その混合機構126は、内部空間124に配置される複数の混合羽根126から構成される。混合羽根126は、混合ロッド104に取り付けられ、混合ロッド104によってカートリッジ101の内部空間124で移動することができる。送出プランジャ102は、2部構成の設計を有し、殺菌プランジャ128(図6の送出プランジャの上側部分)およびシーリングプランジャ130(図6の送出プランジャの下側部分)から構成される。シーリングプランジャ130はシール129によって内部空間124の内壁に対してシールされる。シーリングプランジャ130は、気体透過性であるが粉末不透過性の有孔ディスクを備え、その有孔ディスクによって内部空間124を排気することができる。送出プランジャ102は、円筒形の外周を有し、内部空間124の壁に対してきつく閉じる。送出プランジャ102は、内部空間124において、カートリッジ101の内部空間124の床にある送出開口部の方向に進むことができる。送出開口部はカートリッジ101の内部空間124のうちの送出プランジャ102の反対側にある。
カートリッジ101をベース110に連結するために、カートリッジ101への連結部として外部のねじ山を有するベースコネクタ134が設けられ、ベースコネクタ134には、粉末不透過性であり液体透過性のフィルタ132が配置される。ベースコネクタ134の外部のねじ山と噛み合う内部のねじ山を有するカートリッジコネクタ136が、カートリッジ101の内部空間124のうちの送出プランジャ102の反対側に設けられる。カートリッジコネクタ136はカートリッジ101の送出開口部の境界を定める。カートリッジコネクタ136は、ベースコネクタ134にねじ込まれ、ベースコネクタ134に対してきつく閉止する。
中空シリンダ142をカートリッジ101の内部空間124に連結する連結導管138が、中空シリンダ142とカートリッジ101の内部空間124との間に設けられる。フィルタ132は、カートリッジ101の内部空間124への接合部に配置され、カートリッジ101の内部空間124からセメント粉末が連結導管138に入ることを防止する。連結導管138は、モノマー液が制御されずに連結導管138を通ってカートリッジ101の内部空間124に流入することを防止するために、高い位置に頂点を有するループ140を形成する。ループ140の目視検査のために小型の表示窓(図示せず)を設けることができる。そのために、連結導管138はループ140の領域で透明でなければならない。
ソケット108、ベース110、およびモノマー容器160用連結ソケット118は、例えば射出成形によって、プラスチック材料から単一部品として作製される。連結導管138は下側中空シリンダ142の中空空間141に続き、下側(内側)中空シリンダ142は内径が上側(外側)中空シリンダ112よりも小さい。下側中空シリンダ142は、底面(図6の下)で、着実に下向きに先細りになる漏斗形の床143によって境界が定められる。そうすることで、モノマー液が下側中空シリンダ142から完全に流出でき、かつ/または押し出しできることを保証する。下側中空シリンダ142には、内側に嵌まるポンプ輸送プランジャ144が配置されており、そのポンプ輸送プランジャ144を、漏斗形の床143の方向に(図6では下向きに)、下側中空シリンダ142の内部に押し込みかつ/または押しやることができる。
ポンプ輸送プランジャ144は、プラスチック材料から作製された中空体によって形成され、下面145が下側中空シリンダ142の床143の陰像として形成される。ポンプ輸送プランジャ144は、シール153によって下側中空シリンダ142の内壁に対してシールされ、下側中空シリンダ142内で長手方向に(図6では下向きに)移動可能になるように支持される。
真空プランジャ147が軸方向に移動可能になるように配置される開放中空空間146が、上側中空シリンダ112の内部に設けられる。真空プランジャ147は、シール148によって上側中空シリンダ112の内壁に対してシールされる。その結果、真空プランジャ147は、上方向に上側の閉鎖中空空間149を区切り、その中空空間149は、カバープレート116、上側中空シリンダ112の内壁、固定機構115、および真空プランジャ147によって境界が定められる。対照的に、開放した下側中空空間146の床には開口部150が設けられる。上側中空シリンダ112の中空空間149の内部には、ロッド114を囲繞するように配置される、張力をかけられた圧縮ばね151が設けられる。圧縮ばね151の張力は、カバープレート116によってロックされる、カバープレート116と真空プランジャ147の上面との間のロッド114によって維持される。上側の閉鎖中空空間149は、コネクタ152によって真空導管117に連結される。真空プランジャ147は、ポンプ輸送プランジャ144に固定される。本実施形態では、1部構成の設計になるように真空プランジャ147およびポンプ輸送プランジャ144を設けることも実行可能である。
下側中空シリンダ142のジャケット面のうちポンプ輸送プランジャ144の下面145のすぐ下の部分に、下側中空シリンダ142および/または中空空間141へのモノマー容器160用のコネクタ120の接合部154が設けられる。接合部154は、下側中空シリンダ142が配置されるモノマー液用の連結導管138、140の一部分であると解釈できるように、モノマー液用の導管手段を形成する。
モノマー容器160用のコネクタ120にはスクリーン156またはフィルタ156が配置されており、そのスクリーン156またはフィルタ156を用いて、開口されたモノマー容器160の断片および一部を捕捉することができる。接合部154の方向に傾斜した傾斜床面158が、連結ソケット118内でスクリーン156および/またはフィルタ156の下方に設けられる。その結果、モノマー液は全て、モノマー容器160から接合部154を通って下側中空シリンダ142に流入することができる。
モノマー容器160は、折り取ることができるアンプルヘッド162および開口させることができるネックを有するガラスアンプル160であり、ネックはアンプルヘッド162をアンプル160の胴体に連結する。モノマー容器160用のレセプタクル121は弾性であり、レセプタクル121はネックの領域でより厚くなるので、モノマー容器160が内部にある状態でレセプタクル121を曲げることによって、モノマー容器160のヘッド162を折り取ることができる。それゆえ、適切な形状のレセプタクル121、具体的にはネック領域がより厚いレセプタクル121により、モノマー容器160を開口する開口手段121が形成される。モノマー容器160のヘッド162を切り取る他の開口手段を好都合なことに実装することができる。
図5および図6による代替の第2の装置を用いて、例えば以下のように、本発明による方法を実行することができる。装置のベース110は、テーブルまたは他の任意の適切なレベル支持体上に配置される。モノマー容器160は、弾性レセプタクル121を捩じることによりヘッド162を折り取りかつ/または開口させることによって開口される。モノマー液はモノマー容器160から、スクリーン156および/またはフィルタ156を通って流れ、そうすることで、モノマー容器160の断片が残される。傾斜した床面158は、接合部154を通して下側中空シリンダ142および/または中空空間141中にモノマー液を案内する。モノマー容器160は、下側中空シリンダ142および/または中空空間141と連結導管138のうちのループ140までの部分との組み合わせが取ることができるよりも多くのモノマー液を収容するので、下側中空シリンダ142の自由中空空間141はモノマー液で完全に満たされつつある。接合部が、中空シリンダ142と、ポンプ輸送プランジャ144の床145と、連結導管138のうちのループ140のすぐ下までの部分とによって境界が定められた空間の最も高い点にあるので、封入された空気は接合部154を通って逃げる。ここでは、モノマー液はループ140の頂点を越えて流れることができない。というのは、頂点は明らかに接合部154より上にあり、さらに、頂点は、圧力にさらされることなしにモノマー液がこの高さまで上昇することがないように、コネクタ120のモノマー液の液面よりも上に配置されるからである。
固定機構115は、平坦な2つのハンドルレバーを押し縮めることによって下向き着座部に押し込むことができる。ハンドルレバーは、固定機構115上に配置され、カバープレート116の着座部から突出する。その結果、固定機構115はロッド114の上側端部上に摺動し、ロッド114の上側端部上に配置される複数のスナップ式フックが変形する。その結果、ロッド114は、自由に移動できるようになり、張力をかけられた圧縮ばね155によって、ベース110の方向に真空プランジャ147およびポンプ輸送プランジャ144と一緒に即座に加速される。
圧縮ばね151は、中空空間146内で下向きに真空プランジャ147を押しやる。モノマー液は中空空間141から、連結導管138およびフィルタ132を通してカートリッジ101の内部空間124に押し込まれ、モノマー液は内部空間124で上昇し、カートリッジ101の内部空間124に収納されるセメント粉末と混ざる。
それに並行して、真空プランジャ147の動きが、真空プランジャ147と上側中空シリンダ112のカバープレート116との間の中空空間149を拡大する。その結果、中空空間149内の気体の圧力が低下する。圧力の低下は、真空導管117およびシーリングプランジャ130の真空コネクタによって、ならびに殺菌プランジャ128の有孔フィルタを通して、カートリッジ101の内部空間124中に伝達される。その結果、カートリッジ101の内部空間124は、真空プランジャ147および/またはプランジャ144、147の動きによって排気されている。真空プランジャ147の直径がポンプ輸送プランジャ144よりも大きいので、中空空間141からカートリッジ101の内部空間124に押し出されるモノマー液の体積は、カートリッジ101の内部空間から中空空間149の拡大した分の体積によって排気される気体の量よりも小さい。したがって、真空プランジャ147およびポンプ輸送プランジャ144が押し込まれているときは、カートリッジ101の内部空間の圧力が低下する。
所望の量のモノマー液がカートリッジ101の内部空間124に充填されると、モノマー液とセメント粉末とは、ハンドル部106を用いて混合機構126および/または混合ロッド104を押し込み、引き出し、回転させることによって混合されており、したがって、セメントドウおよび/またはPMMA骨セメントが混合されている。混合ロッド104は、混合が終了した後に、カートリッジ101の内部空間124から限界まで引き出され、後から干渉しないことを保証するために折り取られる。適用可能な場合は、送出プランジャ102のロック機構を取り外すことができる。その後、シーリングプランジャ130の真空コネクタから真空導管117を連結解除し、カートリッジ101をベース110からねじって外す。カートリッジコネクタ136の内部のねじ山に送出管(図示せず)をねじ込むことができる。その後、送出プランジャ102を内側に押し込むことによって、カートリッジ101の内部空間124から送出開口部および送出管を通して、レディミクスト骨セメントを排出することができ、レディミクスト骨セメントを利用することができる。
図7および図8は、本発明による方法を実行するのに最適な、本発明による第3の代替の装置の概略図を示す。ここでは、図7は、フルプリパック式混合システムとしての本発明による代替の装置の概略斜視図を示し、図8は、図7による装置を概略断面図に示す。
第3の代替の装置は、図1から図4による第1の装置および図5および図6による第2の代替の装置と同様の設計を有し、生成されるPMMA骨セメントの出発成分としてのセメント粉末を収容するカートリッジ201を備える。カートリッジ201は、(図7および図8の上部の)上面が送出プランジャ202によって閉じられる。送出プランジャ202は、カートリッジ201の壁に対してロックすることができる。混合ロッド204は、送出プランジャ202の中央フィードスルーを通して案内され、カートリッジ201の内外に引くことができ、送出プランジャ202内、したがってカートリッジ201内で回転できるように支持される。混合ロッド204の上側端部(図7および図8の上部)には、混合ロッド204を手動で操作するためのハンドル部206が取り付けられる。
カートリッジ201はベース210に関して、装置のベース210上のソケット208の領域に着脱可能なように取り付けられる。ベース210の上面には上側(外側)中空シリンダ212が配置され、前記シリンダとベースとは単一部品として設けられる。ロッド214を操作するためのフード215を有するロッド214が、カバープレート216のフィードスルーを通して案内される。カバープレート216は、耐圧になるように上側中空シリンダ212を上方向で閉じる。そのために、ロッド214のフィードスルーにシールリングが設けられ、そのシールリングによって、ロッド215はフィードスルーに対してシールされる。
送出プランジャ202には真空コネクタが設けられており、その真空コネクタには、上側中空シリンダ212の内部に通じる真空導管217が連結される。真空コネクタは、カートリッジ201の内部を排気するために使用することができ、理論上は、真空コネクタは、真空導管217が真空コネクタに連結されていないとき、かつ/または真空導管217が真空コネクタに連結される前に、カートリッジ201の内容物の殺菌のためのエチレンオキシドを供給するために使用することもできる。
さらに、ベース210上で中空シリンダ212の隣に連結ソケット218が設けられる。その連結ソケット218は、装置のモノマー容器260のコネクタ220の一部分である。連結ソケット218とは別に、モノマー容器260用のコネクタ220はさらに、モノマー容器260のための弾性レセプタクル221および蓋222を備え、蓋222によって、モノマー容器260が挿入された後にモノマー容器260用のコネクタ220を外部に対して閉止することができる。モノマー容器260は、コネクタ220の内部に、したがって装置の内側に配置される。モノマー容器260は、生成されるPMMA骨セメントの第2の成分としてのモノマー液で充填されるガラスアンプルである。弾性レセプタクル221は、ゴムまたは別の弾性塑性材料から構成される。蓋222およびレセプタクル221の厚い部分には通気通路223が複数配置される。通気通路223の目的は、開口されたアンプル260および/または開口されたモノマー容器260からモノマー液が簡単に流出できるようにすることである。ここでは、通気通路223は、モノマー液の流れを打ち消すことになる負圧がモノマー容器260の蓋222の領域に発生することを防止する。
装置の設計のさらなる詳細は図8から明らかである。カートリッジ201の内部は、第1の成分としてのセメント粉末を収容する円筒形の内部空間224によって形成される。さらに、カートリッジ201の内部空間224は混合機構226を有し、その混合機構226は、内部空間224に配置される複数の混合羽根226から構成される。混合羽根226は、混合ロッド204に取り付けられ、混合ロッド204によってカートリッジ201の内部空間224で移動することができる。送出プランジャ202は、2部構成の設計を有し、殺菌プランジャ228(図8の送出プランジャの上側部分)およびシーリングプランジャ230(図8の送出プランジャの下側部分)から構成される。シーリングプランジャ230は、シール229によって内部空間224の内壁に対してシールされる。シーリングプランジャ230は、気体透過性であるが粉末不透過性の有孔ディスクを備え、その有孔ディスクによって内部空間224を排気することができる。送出プランジャ202は、円筒形の外周を有し、内部空間224の壁に対してきつく閉じる。送出プランジャ202は、内部空間224において、カートリッジ201の内部空間224の床にある送出開口部の方向に進むことができる。送出開口部は、カートリッジ201の内部空間224のうちの送出プランジャ202の反対側にある。
カートリッジ201をベース210に連結するために、カートリッジ201への連結部として外部のねじ山を有するベースコネクタ234が設けられ、ベースコネクタ234には、粉末不透過性であり液体透過性のフィルタ232が配置される。ベースコネクタ234の外部のねじ山と噛み合う内部のねじ山を有するカートリッジコネクタ236が、カートリッジ201の内部空間224のうちの送出プランジャ202の反対側に設けられる。カートリッジコネクタ236は、カートリッジ201の送出開口部の境界を定める。カートリッジコネクタ236は、ベースコネクタ234にねじ込まれ、ベースコネクタ234に対してきつく閉止する。
中空シリンダ242をカートリッジ201の内部空間224に連結する連結導管238が、中空シリンダ242とカートリッジ201の内部空間224との間に設けられる。フィルタ232は、カートリッジ201の内部空間224への接合部に配置され、カートリッジ201の内部空間224からセメント粉末が連結導管238に入ることを防止する。連結導管238は一部が、表示窓を含むハウジング239に案内される。連結導管238は、モノマー液が制御されずに連結導管238を通ってカートリッジ201の内部空間224に流入することを防止するために、ハウジング239の高い位置に頂点を有するループ240を形成する。ループ240の目視による管理のためにハウジング239の表示窓が設けられる。さらに、それら表示窓により連結導管238内のモノマー液の液面を判定することを可能にする。そのために表示窓の1つに目盛りが取り付けられる。液面を視認できるようにするには、連結導管238はループ240の領域で透明でなければならない。
ソケット208、ベース210、ハウジング239およびモノマー容器260用連結ソケット218は、例えば射出成形によって、プラスチック材料から単一部品として作製される。連結導管238は下側中空シリンダ242の中空空間241に続き、下側(内側)中空シリンダ242は内径が上側(外側)中空シリンダ212よりも小さい。下側中空シリンダ242は、底面(図8の下)で、着実に下向きに先細りになる漏斗形の床243によって境界が定められる。そうすることで、モノマー液が下側中空シリンダ242から完全に流出でき、かつ/または押し出しできることを保証する。下側中空シリンダ242には、内側に嵌まるポンプ輸送プランジャ244が配置されており、そのポンプ輸送プランジャ244は、漏斗形の床243の方向に(図8では下向きに)、下側中空シリンダ242の内部に押し込みかつ/または押しやることができる。
ポンプ輸送プランジャ244は、プラスチック材料から作製された中空体によって形成され、下面245が下側中空シリンダ242の床243の陰像として形成される。ポンプ輸送プランジャ244は、シール253によって下側中空シリンダ242の内壁に対してシールされ、下側中空シリンダ242内で長手方向に(図8では下向きに)移動可能になるように支持される。
真空プランジャ247が軸方向に移動可能になるように配置される開放中空空間246が、上側中空シリンダ212の内部に設けられる。真空プランジャ247は、シール248によって上側中空シリンダ212の内壁に対してシールされる。その結果、真空プランジャ247は上方向に上側の閉鎖中空空間249を区切り、その中空空間249はカバープレート216、上側中空シリンダ212の内壁、フード215、および真空プランジャ247によって境界が定められる。対照的に、開放した下側中空空間246の床には開口部250が設けられる。上側の閉鎖中空空間249はコネクタ252によって真空導管217に連結される。フード215には、可撓性の真空導管217が案内される垂直のスリットが設けられる。フード215が下向きにベース210の方向に押されると、真空導管217は前記スリット中を摺動する。真空プランジャ247はポンプ輸送プランジャ244に固定される。本実施形態では、1部構成の設計になるように真空プランジャ247およびポンプ輸送プランジャ244を設けることも実行可能である。
下側中空シリンダ242のジャケット面のうちポンプ輸送プランジャ244の下面245のすぐ下の部分に、下側中空シリンダ242および/または中空空間241へのモノマー容器260用のコネクタ220の接合部254が設けられる。接合部254は、下側中空シリンダ242が配置されるモノマー液用の連結導管238、240の一部分であると解釈できるように、モノマー液用の導管手段を形成する。
モノマー容器260用のコネクタ220にはスクリーン256またはフィルタ256が配置されており、そのスクリーン256またはフィルタ256を用いて、開口されたモノマー容器260の断片および一部を捕捉することができる。接合部254の方向に傾斜した傾斜床面258が、連結ソケット218内でスクリーン256および/またはフィルタ256の下方に設けられる。その結果、モノマー液は全て、モノマー容器260から接合部254を通って下側中空シリンダ242に流入することができる。
モノマー容器260は、折り取ることができるアンプルヘッド262および開口させることができるネックを有するガラスアンプル260であり、ネックはアンプルヘッド262をアンプル260の胴体に連結する。モノマー容器260用のレセプタクル221は弾性であり、レセプタクル221はネックの領域でより厚くなるので、モノマー容器260が内部にある状態でレセプタクル221を曲げることによって、モノマー容器260のヘッド262を折り取ることができる。それゆえ、適切な形状のレセプタクル221、具体的にはネック領域がより厚いレセプタクル221により、モノマー容器260を開口する開口手段221が形成される。モノマー容器260のヘッド262を切り取る他の開口手段を好都合なことに実装することができる。
図7および図8による代替の第2の装置を用いて、例えば以下のように、本発明による方法を実行することができる。装置のベース210は、テーブルまたは他の任意の適切なレベル支持体上に配置される。モノマー容器260は、弾性レセプタクル221を捩じることによりヘッド262を折り取りかつ/または開口させることによって開口される。モノマー液はモノマー容器260から、スクリーン256および/またはフィルタ256を通って流れ、そうすることで、モノマー容器260の断片が残される。傾斜した床面258は、接合部254を通して下側中空シリンダ242および/または中空空間241中にモノマー液を案内する。通気通路223は、モノマー液が簡単に中空空間241に流入できるように外からの空気が通気通路223に沿って流れることを可能にする。モノマー容器260は、下側中空シリンダ242および/または中空空間241と連結導管238のうちのループ240までの部分との組み合わせが取ることができるよりも多くのモノマー液を収容するので、下側中空シリンダ242の自由中空空間241はモノマー液で完全に満たされつつある。接合部が、中空シリンダ242と、ポンプ輸送プランジャ244の床245と、連結導管238のうちのループ240のすぐ下までの部分とによって境界が定められた空間の最も高い点にあるので、封入された空気は接合部254を通って逃げる。ここでは、モノマー液はループ240の頂点を越えて流れることができない。というのは、頂点は明らかに接合部254よりも上にあり、さらに、頂点は、圧力にさらされることなしにモノマー液がこの高さまで上昇することがないように、コネクタ220のモノマー液の液面よりも上に配置されるからである。
その後、フード215によって、したがってロッド214を用いて、ユーザによってベース210の方向に手動の操作で圧力が加えられる。その結果、真空プランジャ247は中空空間246内で下向きに押されており、ポンプ輸送プランジャ244は中空シリンダ242および/または中空空間241中に押しやられている。中空シリンダ242から連結導管238を通してカートリッジ201の内部空間224中に所望の量のモノマー液を移送しかつ/または押し込むために、ポンプ輸送プランジャ244を中空シリンダ242および/または中空空間241中に完全にまたは部分的に押しやることができる。ここでは、モノマー液の移行および中空空間241内のモノマー液の液面を、表示窓およびハウジング239の目盛りによって管理することができる。押し込まれるモノマー液の量は、ポンプ輸送プランジャ244が中空シリンダ242中に押しやられている深さを変えることによって調節することができる。そのために、ロッド214の外側に印(図示せず)を付けることができる。モノマー液は、フィルタ232を通してカートリッジ201の内部空間224中に押し込まれており、そこでモノマー液は上昇し、カートリッジ201の内部空間224に収納されたセメント粉末と混ざる。
それに並行して、真空プランジャ247の動きが、真空プランジャ247と上側中空シリンダ212のカバープレート216との間の中空空間249を拡大する。その結果、中空空間249内の気体の圧力が低下する。圧力の低下は、真空導管217およびシーリングプランジャ230の真空コネクタによって、ならびに殺菌プランジャ228の有孔フィルタを通して、カートリッジ201の内部空間224中に伝達される。その結果、カートリッジ201の内部空間224は、真空プランジャ247のおよび/またはプランジャ244、247の動きによって排気されている。真空プランジャ247の直径がポンプ輸送プランジャ244よりも大きいので、中空空間241からカートリッジ201の内部空間224に押し出されるモノマー液の体積は、カートリッジ201の内部空間から中空空間249の拡大した分の体積によって排気される気体の量よりも小さい。したがって、真空プランジャ247およびポンプ輸送プランジャ244が押し込まれているときは、カートリッジ201の内部空間の圧力が低下する。
所望の量のモノマー液がカートリッジ201の内部空間224に充填されると、モノマー液とセメント粉末とは、ハンドル部206を用いて混合機構226および/または混合ロッド204を押し込み、引き出し、回転させることによって混合されており、したがって、セメントドウおよび/またはPMMA骨セメントが混合されている。混合ロッド204は、混合が終了した後に、カートリッジ201の内部空間224から限界まで引き出され、後から干渉しないことを保証するために折り取られる。適用可能な場合は、送出プランジャ202のロック機構を取り外すことができる。その後、シーリングプランジャ230の真空コネクタから真空導管217を連結解除し、カートリッジ201をベース210からねじって外す。カートリッジコネクタ236の内部のねじ山に送出管(図示せず)をねじ込むことができる。その後、送出プランジャ202を内側に押し込むことによって、カートリッジ201の内部空間224から送出開口部および送出管を通して、レディミクスト骨セメントを排出することができ、レディミクスト骨セメントを利用することができる。
図9は、装置の概略的な機能原理が示された、フルプリパック式混合システムとして本発明による代替の第4の装置の概略断面図を示す。本発明による第4の装置の各部分は互いに連結され、場合によっては、着脱可能なように互いに連結されることが自明である。それゆえ、基本設計は、図1から図8による前述の3つの例示的な実施形態と大部分が似ていると想定することができる。
装置は、骨セメントの生成のための第1の出発成分としてのセメント粉末を収容する内部空間324を有するカートリッジ301を備える(図9の左)。カートリッジ301は、カートリッジ301内で軸方向に移動可能な送出プランジャ302によって上面が閉じられる。混合ロッド304は、移動可能なように送出プランジャ302を通して案内され、カートリッジ301の内部空間324内で混合機構326に連結される。
装置はさらに、第1の中空シリンダ342および第2の中空シリンダ312を備え、それらは、前述の例示的な実施形態とは異なり、互いに対して別々にかつ/または互いに隣接して配置される。第1の中空シリンダ342には、中空空間341および中空空間341内で移動可能なポンプ輸送プランジャ344が設けられる。ポンプ輸送プランジャ344は、中空空間341の漏斗形の傾斜床343にぴったり合う下面345を備える。漏斗形の床343の中央には、連結導管338が連結されるドレンが設けられ、その連結導管338は、ポンプ輸送プランジャ344のための中空空間341をカートリッジ301の内部空間324にその底面で連結する。この連結部には粉末不透過性かつ液体透過性であるフィルタ332も設けられる。前述の例示的な実施形態と同様に、連結導管338は適切な高さにループ340を備える。
第2の中空シリンダ312は負圧を発生させることが意図される。そのために、軸方向に移動可能な真空プランジャ347が中空空間346に配置される。中空空間346は、中空シリンダ312の下側で開口し、軸方向に移動可能な真空プランジャが中空シリンダ312の内壁に対してきつく閉じる。中空シリンダ312の上面はカバープレート316によって閉じられる。カバープレート316にはロッド314用の耐圧フィードスルーが設けられ、ロッド314は、ロッド314を押し込むことによって中空空間346内で真空プランジャ347が移動できるように真空プランジャ347に連結される。真空導管317用のコネクタ352としての別のフィードスルーが設けられる。真空導管317は、真空プランジャ347とカバープレート316との間の介在空間349および/または中空空間349をカートリッジ301の内部空間324に連結する。そのために、真空導管317は送出プランジャ302のフィードスルーに連結される。フィードスルーおよび/または送出プランジャ302に有孔ディスク328が設けられる。
前述の例示的な実施形態とは異なり、本装置内では真空プランジャ347とポンプ輸送プランジャ344とは本装置内で互いに直接的には連結されない。その代わりに、共有構成要素315が設けられ、その共有構成要素315によって、ロッド314、したがって真空プランジャ347、およびポンプ輸送プランジャ344を下向き(図9の下向き)に押しやることができる。
接合部354を介して連結される連結導管338が、モノマー容器360用のコネクタ320にその底部で連結される。本モノマー容器360は金属被覆のフィルム製のポーチ360であり、そのポーチ360はコネクタ320の内側でマンドレル364またはブレードを用いて切り開くことができる。そのために、モノマー容器360の蓋322(例えば、ねじ式の蓋)をマンドレル364上に押し付けることができる。コネクタ320の床358は、コネクタ320からモノマー液が簡単に流出できるように傾斜する。蓋322には、モノマー液が流出してコネクタ320に入るときに空気を流すことができるように通気フィードスルー(図示せず)を設けることができる。切られたまたは穿孔されたモノマー容器360の切れ端または粒子を残すことができるように、コネクタ320にはスクリーン356が設けられる。
モノマー液は、モノマー容器360から連結導管338を通って中空空間341に流入する。モノマー液の液面は、ループ340が接合部354よりも高い位置に配置されるので、ループ340よりも上に上昇できない。動作要素315は、ポンプ輸送プランジャ344に圧力をかけるために使用される。ポンプ輸送プランジャ344は、モノマー液を中空空間341から押し出してカートリッジ301の内部空間324に入れるために使用される。それに並行して、動作要素315はロッド314によって下向きに真空プランジャ347を押す。この工程では、中空空間349は拡大されており、したがって、空気がカートリッジ301の内部空間324から吸い込まれて真空導管317を介して中空空間349に至る。カートリッジ301の内部空間324で混合機構326を用いてモノマー液をセメント粉末と混合することができる。その後、カートリッジ301は連結導管338および真空導管317から切り離される。送出プランジャ302を通る通路はそのために閉じることができる。送出プランジャ302は、フィルタ332が取り除かれた、カートリッジ301の床の開口部を通して、出来上がった混合物を排出するために使用することができる。ここでは、カートリッジ301の床の開口部に送出管(図示せず)を取り付けることができる(図9の下)。
先行する説明、請求項、図、および例示的な実施形態で開示した本発明の特性は、単独でも組み合わせでも本発明の様々な実施形態の実装のために非常に重要な場合がある。
1、101、201、301 カートリッジ
2、102、202、302 送出プランジャ
4、104、204、304 混合ロッド
6、106、206 ハンドル部
8、108、208 ソケット
10、110、210 ベース
12、112、212、312 真空プランジャのための中空シリンダ
14、114、214、314 ロッド
15 押ボタン
16、116、216、316 カバープレート
17、117、217、317 真空導管
18、118、218 コネクタソケット
20、120、220、320 モノマー容器用のコネクタ
21、121、221 モノマー容器のための弾性レセプタクル/開口手段
22、122、222、322 蓋
24、124、224、324 カートリッジの内部空間
26、126、226、326 混合羽根/混合機構
28、128、228 殺菌プランジャ
29、129、229 シール
30、130、230 シーリングプランジャ
32、132、232、332 粉末不透過性フィルタおよび液体透過性フィルタ
34、134、234 外部のねじ山を有するベースコネクタ
36、136、236 内部のねじ山を有するカートリッジコネクタ
38、138、238、338 連結導管
40、140、240、340 連結導管のループ
41、141、241、341 ポンプ輸送プランジャのための中空空間
42、142、242、342 ポンプ輸送プランジャのための中空シリンダ
43、143、243、343 ポンプ輸送プランジャのための中空シリンダの底部
44、144、244、344 ポンプ輸送プランジャ
45、145、245、345 ポンプ輸送プランジャの下面
46、146、246、346 真空プランジャのための開放(下側)中空空間
47、147、247、347 真空プランジャ
48、148、248 シール
49、149、249、349 真空プランジャのための閉鎖(上側)中空空間
50、150、250 開口部
52、152、252、352 真空導管のためのコネクタ
53、153、253 シール
54、154、254、354 ポンプ輸送プランジャのための中空シリンダへの接合部
56、156、256、356 スクリーン/フィルタ
58、158、258、358 モノマー容器用のコネクタの傾斜床面
60、160、260 ガラスアンプル/モノマー容器
62、162、262 ガラスアンプルのヘッド/モノマー容器のヘッド
115 固定機構
151 張力をかけられた圧縮ばね
215 フード
223 通気通路
239 連結導管のループのためのハウジング
315 共有動作要素
328 閉止可能な有孔フィルタ
360 モノマーポーチ/モノマー容器
364 マンドレル

Claims (25)

  1. ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、前記骨セメントの出発成分、具体的には、前記骨セメントの出発成分としてのモノマー液およびセメント粉末を収納する装置であって、
    可動送出プランジャ(2、102、202、302)によって片側が閉じられた、前記骨セメントを混合するための内部空間(24、124、224、324)を有する、カートリッジ(1、101、201、301)と、
    モノマー液用のモノマー容器(60、160、260、360)、および/または、モノマー液がモノマー容器(60、160、260、360)から前記装置に流入するように前記モノマー容器(60、160、260、360)が前記装置内で適切に開口され得るようにモノマー液用の前記モノマー容器(60、160、260、360)を取り付けるためのコネクタ(20、120、220、320)と、
    前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)中に連結導管(38、138、238、338)を通して前記モノマー液が案内され得る、連結導管(38、138、238、338)と、
    を備える装置であって、
    第1の中空シリンダ(42、142、242、342)が前記連結導管(38、138、238、338)に連結され、第2の中空シリンダ(12、112、212、312)が真空導管(17、117、217、317)を経由して前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)に連結され、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)内で軸方向に変位され得るポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)内に配置され、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内で軸方向に変位され得る真空プランジャ(47、147、247、347)が前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内に配置され、本発明により、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)と前記真空プランジャ(47、147、247、347)とは同時に移動され得る、
    装置。
  2. 前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)中に摺動しているときに、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内の前記真空プランジャ(47、147、247、347)が前記真空導管(17、117、217、317)への連結部から離れる方に移動するように、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)と前記真空プランジャ(47、147、247、347)とは、互いに適切に連結されるかまたは共有動作要素(315)によって移動され、そうすることで、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内に生じる負圧により前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)から前記真空導管(17、117、217、317)を通って前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)に気体が流入するように、好ましくは、前記真空プランジャ(47、147、247、347)と前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内の前記真空導管(17、117、217、317)への前記コネクタ(52、152、252、352)との間の体積が大きくなることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  3. 前記モノマー液が前記開口されたモノマー容器(60、160、260、360)または開口された取り付けられるモノマー容器(60、160、260、360)から前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)に流入するような適切な手法で、そして、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)を作動させることによって、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)から前記連結導管(38、138、238、338)を通して前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)中にモノマー液を押しやるため前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)が使用され得るような適切な手法で前記連結導管(38、138、238、338)が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)を前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)に連結するような適切な手法で、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)は、前記モノマー容器(60、160、260、360)および/または前記モノマー容器(60、160、260、360)を取り付けるための前記コネクタに連結されることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)は、前記モノマー容器(60、160、260、360)または前記モノマー容器(60、160、260、360)用の前記コネクタ(20、120、220、320)と、前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)との間に配置され、好ましくは、前記モノマー容器(60、160、260、360)または前記モノマー容器(60、160、260、360)用の前記コネクタ(20、120、220、320)と前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)との間の前記連結導管(38、138、238、338)に配置されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)および前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)は、断面積が前記真空プランジャ(47、147、247、347)および前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)よりも小さく、好ましくは、前記真空プランジャ(47、147、247、347)および前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)は、断面積が前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)および前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)の少なくとも2倍であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)と前記真空プランジャ(47、147、247、347)とは、互いに連結され、好ましくは、互いに固定され、特に好ましくは、単一部品として構成されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記真空プランジャ(47、147、247)のうちの前記真空導管(17、117、217)を向く面は、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244)の後側に配置され、それに対応して、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244)のうちの前記連結導管(38、138、238)を向く面は、前記真空プランジャ(47、147、247)の後側に配置されることを特徴とする、請求項6に記載の装置。
  8. 前記真空導管(17、117、217、317)は、前記送出プランジャ(2、102、202、302)によって前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)に連結され、前記送出プランジャ(2、102、202、302)には、好ましくは、フィルタ(328)またはスクリーンが配置されており、前記フィルタ(328)または前記スクリーンによって、前記真空導管(17、117、217、317)は、前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)に連結されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記モノマー容器(60、160、260、360)は、可撓性のレセプタクル(21、121、221)内に配置されるかまたは配置可能であり、前記レセプタクル(21、121、221)に少なくとも1つの通気開口部(223)を設けることが好ましいことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
  10. 外側から操作され得る混合機構(26、126、226、326)が前記カートリッジ(1、101、201、301)内に配置され、前記混合機構(26、126、226、326)は、好ましくは、混合ロッド(4、104、204、304)によって操作され得て、前記混合ロッド(4、104、204、304)は、前記送出プランジャ(2、102、202、302)のフィードスルーを通して前記カートリッジ(1、101、201、301)の内部に案内され、移動可能なように支持されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)は、前記セメント粉末を収容することを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 前記セメント粉末に対して不透過性であり前記モノマー液に対して透過性であるフィルタ(32、132、232、332)が、前記連結導管(38、138、238、338)と前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)との間に配置されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の装置。
  13. 前記装置は、前記連結導管(38、138、238、338)の少なくとも一部分が配置されるベース(10、110、210)を備え、前記カートリッジ(1、101、201、301)は、着脱可能なように前記ベース(10、110、210)に連結され、具体的には、ねじ山によって着脱可能なように前記ベース(10、110、210)に連結され、前記フィルタ(32、132、232、332)がある場合、前記セメント粉末に対して不透過性であり前記モノマー液に対して透過性である前記フィルタ(32、132、232、332)は、前記装置の前記ベース(10、110、210)に配置され、特に好ましくは、前記ベース(10、110、210)の前記カートリッジ(1、101、201、301)への連結部に配置されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。
  14. 前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)および前記モノマー容器(60、160、260、360)、または、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)および前記モノマー容器(60、160、260、360)を取り付けるための前記コネクタ(20、120、220、320)は、前記ベース(10、110、210)に連結され、好ましくは着脱不能なように前記ベース(10、110、210)に連結されることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
  15. モノマー液用の前記モノマー容器(60、160、260、360)または前記モノマー容器(60、160、260、360)を取り付けるための前記コネクタ(20、120、220、320)は、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)のジャケット面で前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)につながる、好ましくは、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)のすぐ下で前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)につながることを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の装置。
  16. 前記モノマー容器(60、160、260、360)は、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)への前記接合部(54、154、254、354)の上方に配置されることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。
  17. 前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)は、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)内で軸方向に手で移動され得て、好ましくは、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)内で軸方向に手で押し込まれ得て、および/または、前記真空プランジャ(47、147、247、347)は、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内で軸方向に手で移動され得ることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の装置。
  18. 前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)から前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)中に前記モノマー液を押し込むために、および/または、前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)から前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)中に空気を吸い込むために、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)および/または前記真空プランジャ(47、147、247、347)が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)および/または前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)にねじ込まれ得るように、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)および/または前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)は、内部のねじ山を備え、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)および/または前記真空プランジャ(47、147、247、347)は、噛み合う外部のねじ山を備えることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の装置。
  19. 前記装置は、少なくとも1つの張力をかけられた圧縮ばね(151)および少なくとも1つのロック機構を備え、前記圧縮ばね(151)、前記真空プランジャ(47、147、247、347)および/または前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)は、前記少なくとも1つのロック機構によって着脱可能なようにロックされ、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)に押し込まれ、および/または前記真空プランジャ(47、147、247、347)が前記コネクタ(52、152、252、352)から前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)への前記真空導管(17、117、217、317)に押しやられるように、前記少なくとも1つの圧縮ばね(151)は、前記ロック機構が取り外された状態では、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)および/または前記真空プランジャ(47、147、247、347)に圧力を加えることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の装置。
  20. 前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)と前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)との間の前記連結導管(38、138、238、338)は、上を向いたループ(40、140、240、340)を備え、前記ループ(40、140、240、340)の最も高い点は、前記モノマー容器(60、160、260、360)のまたは前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)への前記モノマー容器(60、160、260、360)用の前記コネクタ(20、120、220、320)の接合部(54、154、254、354)の上方にあることを特徴とする、請求項1から19のいずれか一項に記載の装置。
  21. 骨セメントを混合する方法、具体的には請求項1から20のいずれか一項に記載の装置を用いて骨セメントを混合する方法であって、
    A)モノマー容器(60、160、260、360)が開口されるステップと、
    B)モノマー液が前記モノマー容器(60、160、260、360)から第1の中空シリンダ(42、142、242、342)に流入するステップであって、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)は、ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)によって片側の境界が定められる、ステップと、
    C)前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)中に押しやられ、したがって、前記モノマー液が前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)から連結導管(38、138、238、338)を通してカートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)中に押し込まれるステップであって、セメント粉末が前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)にある、ステップと、
    D)前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)の動きが、第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内で真空導管(17、117、217、317)のコネクタ(52、152、252、352)から離れる方に、前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)に連結されるかまたはそれに平行に駆動される真空プランジャ(47、147、247、347)を移動させるステップであって、前記真空導管(17、117、217、317)の前記コネクタ(52、152、252、352)と前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内の前記真空プランジャ(47、147、247、347)との間の気体の圧力は、前記真空プランジャ(47、147、247、347)の前記動きによって低下され、気体は、前記真空導管(17、117、217、317)に連結される前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)から前記真空導管(17、117、217、317)を通して排気される、ステップと、
    E)前記モノマー液と前記セメント粉末とが、前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)内で混合されるステップと、
    を時系列に含む、方法。
  22. 前記気体は、前記連結導管(38、138、238、338)の接合部の反対側で前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)から前記真空導管(17、117、217、317)を通して吸引され、前記内部空間(24、124、224、324)の底面では、前記連結導管(38、138、238、338)を前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)につながるようにし、前記内部空間(24、124、224、324)の上面では、前記真空導管(17、117、217、317)を前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)につながるようにすることが好ましいことを特徴とする、請求項21に記載の方法。
  23. 前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)中に延び、回転され得て、長手方向に変位され得る混合ロッド(4、104、204、304)を動かして混合機構(26、126、226、326)を操作することにより、前記混合機構(26、126、226、326)を用いて前記モノマー液と前記セメント粉末とが前記内部空間(24、124、224、324)で混合され、混合した後に前記混合ロッド(4、104、204、304)が前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)から限界まで引き出されることが好ましく、前記混合ロッド(4、104、204、304)を前記限界まで引き出した後に所定の破壊場所で前記混合ロッド(4、104、204、304)を折り取ることが特に好ましいことを特徴とする、請求項21または22に記載の方法。
  24. 前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)は、張力をかけられた弾性ばね要素(151)によって前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)中に押しやられ、および/または前記真空プランジャ(47、147、247、347)は、張力をかけられた弾性ばね要素(151)によって前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)内で移動され、そのために前記ポンプ輸送プランジャ(44、144、244、344)、前記真空プランジャ(47、147、247、347)および/または前記ばね要素(151)に係合する少なくとも1つのロック機構を最初に取り外すことが好ましいことを特徴とする、請求項21から23のいずれか一項に記載の方法。
  25. レディミクストセメントドウを収容する前記カートリッジ(1、101、201、301)は、前記連結導管(38、138、238、338)、前記真空導管(17、117、217、317)、前記第1の中空シリンダ(42、142、242、342)、前記第2の中空シリンダ(12、112、212、312)および前記モノマー容器(60、160、260、360)から取り外され、前記レディミクストセメントドウは、送出プランジャ(2、102、202、302)の推進によって前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)から送出され、前記送出プランジャ(2、102、202、302)は、軸方向に移動可能なように前記カートリッジ(1、101、201、301)内で支持され、前記カートリッジ(1、101、201、301)の前記内部空間(24、124、224、324)の片側の境界を形成することを特徴とする、請求項21から24のいずれか一項に記載の方法。
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