真空混合系統(tǒng)和混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統(tǒng)，包括：至少一個筒，其具有用于骨水泥混合的能抽真空的內(nèi)腔；泵，其具有可用手移動以產(chǎn)生低壓的柱塞；和連接管道，其用于使筒的內(nèi)腔連通至用于產(chǎn)生低壓的泵，其中，泵包括操作件，操作件可從外側(cè)操作且適當(dāng)連接至柱塞，從而適于用手使柱塞在泵內(nèi)移動以產(chǎn)生低壓使得泵的低壓可用于通過連接管道從筒的內(nèi)腔抽出氣體。本發(fā)明專利技術(shù)也涉及在真空混合系統(tǒng)、尤其是根據(jù)上述真空混合系統(tǒng)的筒的內(nèi)腔中混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法，真空混合系統(tǒng)的泵的被手動驅(qū)動的柱塞的動作用于在泵內(nèi)產(chǎn)生低壓，由此被驅(qū)動的泵用來抽空筒的內(nèi)腔且隨后在筒的內(nèi)腔中混合骨水泥。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種真空混合系統(tǒng)，用于由兩種初始組分混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)、尤其用于混合醫(yī)用骨水泥，以及存放所述初始組分。本專利技術(shù)還涉及混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法。因此，本專利技術(shù)的主題是用于存放、混合和分配(如適用)聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統(tǒng)。本專利技術(shù)還涉及將單體液體轉(zhuǎn)移至真空混合系統(tǒng)的方法以及混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的組分的方法。
技術(shù)介紹
聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)是基于SirCharnley(查恩雷爵士)的開創(chuàng)性工作。PMMA骨水泥由液態(tài)單體組分和粉末組分構(gòu)成。單體組分通常包含單體、甲基丙烯酸甲酯和溶于其中的催化劑(N,N-二甲基對甲苯胺)。粉末組分也被稱為骨水泥粉，包含一種或多種聚合物、不透輻射劑和過氧化二苯甲酰引發(fā)劑。粉末組分的聚合物是基于甲基丙烯酸甲酯和如苯乙烯、甲基丙烯酸酯或類似單體等共聚用單體通過聚合且優(yōu)選通過懸浮聚合制造的。在粉末組分和單體組分的混合過程中，粉末組分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的溶脹產(chǎn)生可以塑形成形的骨水泥團，而這就是實際的骨水泥。在粉末組分和單體組分的混合過程中，催化劑(即N,N-二甲基對甲苯胺)與過氧化二苯甲酰反應(yīng)，同時形成自由基。如此形成的自由基引發(fā)甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合。隨著甲基丙烯酸甲酯的聚合進展，水泥團黏度增大，直到水泥團凝固。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單體。氧化還原引發(fā)劑體系通常由過氧化物、催速劑和合適的還原劑(若適用)構(gòu)成。只有在氧化還原引發(fā)劑體系的所有成分行動一致時才形成自由基。因此緣故，氧化還原引發(fā)劑體系的呈單獨初始組分形式的成分適當(dāng)布置，從而它們不會引發(fā)自由基聚合。假定該初始組分的成分是適當(dāng)?shù)模瑒t初始組分在存放過程中是穩(wěn)定的。只有當(dāng)為產(chǎn)生水泥團而混合這兩種初始組分時，原先單獨以兩種漿體、液體或粉末形式存放的氧化還原引發(fā)劑體系的成分才相互反應(yīng)形成自由基，這促成至少一個單體的自由基聚合。自由基聚合于是在消耗單體的同時導(dǎo)致聚合物形成，水泥團借此固化。PMMA骨水泥可以通過在適當(dāng)?shù)臄嚢锜薪柚鷶嚢桤P混合水泥粉和單體液體來混合。所述加工過程的一個不足是可能在如此形成的水泥團中存在空氣夾雜物并可能造成骨水泥隨后變得不穩(wěn)定。因此緣故，優(yōu)選在真空混合系統(tǒng)內(nèi)混合骨水泥粉和單體液體，因為真空混合從水泥團中大規(guī)模除去空氣夾雜物并因此獲得最佳水泥質(zhì)量。在真空中混合的骨水泥具有明顯降低的多孔性并因此顯示出改善的機械性能。已經(jīng)披露了大量的真空粘固系統(tǒng)，為了示例目的而將列舉出以下一些：US6,033,105A、US5,624,184A、US4,671,263A、US4,973,168A、US5,100,241A、WO99/67015A1、EP1020167A2、US5,586,821A、EP1016452A2、DE3640279A1、WO94/26403A1、EP1005901A2、US5,344,232A。在這些列出的真空粘固系統(tǒng)內(nèi)，需要連接外界真空泵以產(chǎn)生低壓。它們通常利用文丘里原理通過壓縮空氣來操作。真空泵操作所需的壓縮空氣由固定不動的壓縮空氣設(shè)施提供，或由電動壓縮機提供。另外，也可以想到使用電動真空泵來產(chǎn)生真空。如下粘固系統(tǒng)是粘固技術(shù)的改進，在該粘固系統(tǒng)中，水泥粉和單體液體已經(jīng)封裝在混合系統(tǒng)的單獨隔腔內(nèi)且僅剛好在施加水泥之前在粘固系統(tǒng)內(nèi)相互混合。由EP0692229A1、DE102009031178B3、US5,997,544A、US6,709,149B1、DE69812726T2和US5,588,745A提出了所述完全預(yù)封裝的混合系統(tǒng)。所述混合系統(tǒng)也需要外界真空源。就此而言，DE102009031178B3專利公開了一種具有兩件式分配柱塞的真空混合裝置，該真空混合裝置也可以被用于根據(jù)本專利技術(shù)的真空混合裝置。如果真空混合系統(tǒng)被用來粘固，則需要設(shè)置外界真空泵。所述真空泵昂貴且需要用后清潔。另外，需要用于將真空泵連接至真空混合系統(tǒng)的真空軟管。所述真空軟管需要與真空混合系統(tǒng)附設(shè)在一起。因此，在利用真空混合系統(tǒng)進行混合之前，真空泵首先需要設(shè)立在手術(shù)臺(OR)上并且必須被連接至能量源，如壓縮空氣或電源。于是，該真空泵通過真空軟管被連接至該真空混合系統(tǒng)。該安裝步驟費時或費錢并且潛在易于出錯。所述真空泵和與真空混合系統(tǒng)和外界能量源連接的連接管道以及供應(yīng)管道占據(jù)空間并且是潛在的絆倒危險和可能干擾在手術(shù)過程中通常忙亂的工作的絆腳石。EP0796653A2披露了一種用于混合骨水泥的系統(tǒng)，其中，手動操作的泵和單體液體容器連接在裝有水泥粉的筒上方。缺陷是：該系統(tǒng)必須首先組合安裝，由此一來，操作是復(fù)雜的。另外，單體液體可能在抽空筒內(nèi)部之前滲透至筒中，它在筒內(nèi)與水泥粉提前反應(yīng)。這可能造成不穩(wěn)定的骨水泥。另外，單體必須滲透經(jīng)過水泥粉以獲得徹底混合或者內(nèi)容物必須完全混合。而且，可能難以抽空水泥粉中的低位區(qū)域，從而可能在混合后的骨水泥團中產(chǎn)生不希望有的氣窩。由EP1886647A1提出了一個讓人感興趣的概念。在此，水泥粉被存放在抽空的筒內(nèi)并且單體液體位于單獨容器內(nèi)。被保持在低壓且打開的所述筒使得單體液體在沒有空氣進入的情況下被吸入所述筒中。于是，產(chǎn)生不帶空氣夾雜物的骨水泥團。所述概念要求筒在使用前的存放期間保持真空密閉封閉，因而未消毒空氣不會進入所述筒。為此，該筒必須以穩(wěn)定方式被氣密密封。因而，一個相關(guān)缺點是：該設(shè)計相當(dāng)復(fù)雜并且在單體吸入之后無法通過外部操作式混合系統(tǒng)混合筒的內(nèi)容物，這是因為用于混合桿或混合管的貫通孔將不會輕而易舉地處于永久真空密封。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。尤其是，將克服帶有外界真空源的已知真空混合系統(tǒng)的不足，而不必長期保持低壓。本專利技術(shù)的目的尤其是開發(fā)一種真空混合系統(tǒng)，其中僅剛好在水泥組分被混合之前產(chǎn)生低壓。該裝置要盡量簡單并且應(yīng)允許在水泥筒內(nèi)至少一次產(chǎn)生相對于大氣而言的低壓。另外可能有利的是，該真空混合系統(tǒng)能夠允許將單體液體從單體容器轉(zhuǎn)移入填充有水泥粉的筒中。另外提供一種方法，其允許在完全預(yù)封裝的混合系統(tǒng)內(nèi)進行單體轉(zhuǎn)移和真空混合。另外，待開發(fā)的真空混合系統(tǒng)應(yīng)該主要由便宜的塑料制造。本專利技術(shù)的目的是開發(fā)一種簡單的封閉裝置，其中，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉和單體液體可以被存放在單獨的隔腔中并且能隨后相互混合。應(yīng)該能使醫(yī)學(xué)使用者在該裝置內(nèi)組合并混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉和單體液體，而不會使醫(yī)學(xué)使用者暴露在兩種水泥組分下。必須避免醫(yī)學(xué)使用者暴露在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉和單體液體下的情況。待開發(fā)的該裝置是完全預(yù)封裝的混合系統(tǒng)。該裝置應(yīng)該被適當(dāng)設(shè)計以便單體液體轉(zhuǎn)移入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉中是通過真空來實現(xiàn)的，而不用外界真空泵。另外，該裝置應(yīng)該在功能方面可靠保證無需使用如壓縮空氣、真空或電流等外界能量源(即便在最簡單的外界條件下)來制造骨水泥團。尤其優(yōu)選地，該裝置也應(yīng)該與例如電池或機械蓄能裝置等內(nèi)部蓄能裝置顯著無關(guān)。該裝置應(yīng)可以獨立自主地使用而無需附加技術(shù)要求。另外，設(shè)想出一種制造便宜且對醫(yī)用水泥的混合且對初始組分的存儲(如適用)來說工作可靠的裝置以及一種骨水泥混合的方法，其中，可以將簡單的手動操作用來混合所述初始組分，如果可行，不在混合材料中出現(xiàn)空氣夾雜物。作為混合材料的聚甲基丙本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統(tǒng)，其包括：至少一個筒(4)，其具有用于混合骨水泥的能被抽真空的內(nèi)腔，泵(3)，其具有能用手移動以產(chǎn)生低壓的柱塞(22)，和連接管道(12)，其將所述至少一個筒(4)的內(nèi)腔連通至用于產(chǎn)生低壓的所述泵(3)，其中，所述泵(3)包括操作件(21)，所述操作件能從外側(cè)被操作且被適當(dāng)連接至所述柱塞(22)，從而所述操作件適于用手使所述柱塞(22)在所述泵(3)內(nèi)移動以產(chǎn)生低壓，使得所述泵(3)的低壓能被用于通過所述連接管道(12)從所述至少一個筒(4)的內(nèi)腔抽出氣體，所述筒(4)內(nèi)容納有水泥粉，所述真空混合系統(tǒng)包括獨立于所述筒(4)的容器(2)，所述容器(2)內(nèi)裝有單體液體，所述容器(2)通過液體管路(14,16)被連接至所述筒(4)，所述液體管路(14,16)在所述筒(4)的前側(cè)通入所述筒(4)，并且所述連接管道(12)在所述筒(4)的相反后側(cè)通入所述筒(4)。

【技術(shù)特征摘要】
2015.07.13 DE 102015111320.11.一種用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統(tǒng)，其包括：至少一個筒(4)，其具有用于混合骨水泥的能被抽真空的內(nèi)腔，泵(3)，其具有能用手移動以產(chǎn)生低壓的柱塞(22)，和連接管道(12)，其將所述至少一個筒(4)的內(nèi)腔連通至用于產(chǎn)生低壓的所述泵(3)，其中，所述泵(3)包括操作件(21)，所述操作件能從外側(cè)被操作且被適當(dāng)連接至所述柱塞(22)，從而所述操作件適于用手使所述柱塞(22)在所述泵(3)內(nèi)移動以產(chǎn)生低壓，使得所述泵(3)的低壓能被用于通過所述連接管道(12)從所述至少一個筒(4)的內(nèi)腔抽出氣體，所述筒(4)內(nèi)容納有水泥粉，所述真空混合系統(tǒng)包括獨立于所述筒(4)的容器(2)，所述容器(2)內(nèi)裝有單體液體，所述容器(2)通過液體管路(14,16)被連接至所述筒(4)，所述液體管路(14,16)在所述筒(4)的前側(cè)通入所述筒(4)，并且所述連接管道(12)在所述筒(4)的相反后側(cè)通入所述筒(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，所述泵(3)包括在內(nèi)側(cè)的氣密的泵送空間(26)并且具有能移動的柱塞(22)，所述柱塞限定設(shè)于所述泵(3)內(nèi)的所述泵送空間(26)，所述柱塞(22)能用手在一個方向上且優(yōu)選在單向上來驅(qū)動，從而所述柱塞(22)的動作增大所述泵送空間(26)，由此出現(xiàn)在所述泵送空間(26)內(nèi)的低壓允許所述至少一個筒(4)的內(nèi)腔通過所述連接管道(12)被抽空。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，所述泵送空間(26)的體積增大量至少等于所述筒(4)的內(nèi)腔的空閑體積，優(yōu)選地，所述泵送空間(26)的體積增大量至少等于以下各項之和：所述筒(4)的內(nèi)腔的體積、所述連接管道(12)的體積、在所述筒(4)的內(nèi)腔與所述容器(2)之間的液體管路(14,16)的體積和在所述容器(2)內(nèi)的將要在所述筒(4)內(nèi)與水泥粉混合的單體液體的體積。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，所述真空混合系統(tǒng)包括混合裝置(6)，所述混合裝置(6)用于混合所述至少一個筒(4)的內(nèi)容物，所述混合裝置(6)優(yōu)選布置在所述筒(4)的內(nèi)腔中和/或能被手動驅(qū)動或通過馬達驅(qū)動。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，所述柱塞(22)以能沿軸向移動的方式被支承在空心筒體(20)內(nèi)，所述空心筒體(20)在第一側(cè)(24)是封閉的，或者除了用于與所述操作件(21)和所述柱塞(22)連接的桿(23)的貫通孔之外是封閉的，尤其是被封蓋(24)封閉，并且所述空心筒體(20)在第二側(cè)是敞開的，泵送空間(26)在所述空心筒體(20)內(nèi)優(yōu)選形成在所述柱塞(22)和封閉的所述第一側(cè)(24)之間。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，所述柱塞(22)通過桿(23)被連接至所述操作件(21)，優(yōu)選能通過推壓所述操作件(21)使所述柱塞(22)在所述泵(3)中移動。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，用于從所述筒(4)中分配混合后骨水泥的、移動的分配柱塞(9,10)布置在所述筒(4)的內(nèi)腔中，優(yōu)選的是，所述分配柱塞(9,10)以能分離方式被鎖定就位或能夠以能分離方式被鎖定就位，以便阻止所述分配柱塞(9,10)響應(yīng)于低壓的作用而移動。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空混合系統(tǒng)，其特征是，所述分配柱塞(9,10)包括通道，所述通道具有不透水泥粉但透氣的孔盤，具有所述孔盤的所述通道將所述筒(4)的內(nèi)腔以透氣方式連通至周圍環(huán)境，所述通道能以氣密方式被封閉，優(yōu)選能以氣密方式被所述分配柱塞(9,10)的密封柱塞(10)封閉。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：塞巴斯蒂安·福格特，托馬斯·克盧格，
申請(專利權(quán))人：賀利氏醫(yī)療有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE