CH669080A - - Google Patents

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Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Steuern und Überwachen der Zeitintervalle beim Mischen und Verarbeiten von Knochenzement, welches Gerät eine Mischvorrichtung mit mindestens einem als Spritzenzylinder ausgebildeten Mischbehälter und, durch je einen Motor angetrieben, einen Rührer sowie eine Vakuumpumpe enthält. DESCRIPTION The invention relates to a device for controlling and monitoring the time intervals during mixing and processing of bone cement, which device includes a mixing device with at least one designed as a syringe barrel mixing tank and driven by a respective motor, a stirrer and a vacuum pump.

Knochenzemente werden bekanntlich im allgemeinen durch Mischen von flüssigem Methylmethacrylat-Monomer und pulverförmigem Polymethylmethacrylat — unter Zugabe von Härtern und Beschleunigern — hergestellt, wobei das Aushärten der flüssigen Komponente die zuvor teigartige Bone cements are known to be generally prepared by mixing of liquid methyl methacrylate monomer and powdered polymethylmethacrylate - prepared, wherein the curing of the liquid component previously dough-like - with the addition of hardeners and accelerators

Mischung verfestigt. Mixture solidified. Das Mischen der Komponenten erfolgt dabei von Hand mit Spateln oder rotierenden Rührern, die gegebenenfalls auch von einem Motor angetrieben sein können (siehe zB FJ Kummer «Improved Mixing of Bone Cernent», Seite 238 des Tagungsberichts vom 3Ist Annual ORS, Las Vegas, Nevada, USA, vom 21. bis 24. Januar 1985). The mixing of the components is carried out by hand with blades or rotating stirrers that can be optionally also driven by a motor (see, eg, FJ Kummer "Improved mixing of Bone Cernent", page 238 of the conference report from 3If Annual ORS, Las Vegas, Nevada, USA, from 21 to 24 January 1985). Weiterhin ist es bekannt, ein kontrolliertes Vakuum in dem Mischgefäss zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, um das Gemisch möglichst weitgehend zu entgasen (siehe zB RL Wixon et al «Vacuum Mixing of Methylmethacrylate Bone Cements», Seite 327 des gleichen Tagungsberichtes). Furthermore, it is known to produce a controlled vacuum in the mixing vessel and maintain to a large extent degas the mixture as possible (see, eg, RL Wixon et al "Vacuum Mixing of methyl methacrylates Bone Cements", page 327 of the same conference report). Nach Beendigung des Mischvorganges ergibt sich bei der Verarbeitung von niedrigviskosen Zementen, die vorzugsweise mit Hilfe einer Zementspritze erfolgen kann, zunächst ein Zeitintervall, die sogenannte Ruhezeit, in dem die Polymerisation so weit fortschreitet, dass das teigartige Gemisch eine Konsistenz erhält, in der es verarbeitbar ist und die Mo-nomerabgabe reduziert wird. After completion of the mixing process at first, a time interval, called the rest time in which the polymerization proceeds so far that the dough-like mixture obtains a consistency in which it is processed resulting in the processing of low viscosity cements, which can preferably be effected by means of a cement syringe, and the Mo nomerabgabe is reduced. An diese Ruhezeit schliesst sich ein Zeitintervall für die Verarbeitung und eines für die Aushärtung des Zementes an. At this rest period is a time interval for processing and one of the curing of the cement closes.

Die auf die geschilderte Art hergestellten Knochenzemente haben sich in ihren Eigenschaften — z. The bone cements produced in the described type have in their properties - such. B. in ihrer Festigkeit oder ihrer Porosität — als wenig reproduzierbar erwiesen. B. in strength or its porosity - proved to be very reproducible. Da die chemische Reaktionszeit — und damit die Zeitintervalle der Ruhezeit, der Verarbeitungszeit und der Aushärtungszeit — von Knochenzementen bekanntlich temperaturabhängig ist, ist es nämlich notwendig, die Dauer einzelner dieser Zeitintervalle auf die Verarbeitungstemperatur, dh die Umgebungstemperatur, abzustimmen. Since the chemical reaction time - and thus the time intervals of the rest period, the processing time and the curing time - of bone cements is known to be temperature dependent, it is in fact necessary, the duration of individual these time intervals to the processing temperature, that is, the ambient temperature tune.

Aus der GB-A-2 020 049 ist eine Knet- und Mischmaschine bekannt, die — gesteuert von einer elektronischen Einrichtung — mit verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden kann, und bei der die Arbeitszeiten von der gleichen Einrichtung nach einem Programm gesteuert werden. From GB-A-2020049 a kneading and mixing machine is known, which - controlled by an electronic device - can be operated at different speeds, and in which the working times can be controlled by the same device according to a program. Die EP-A-112 619 zeigt einen Mischer, der mit Hilfe eines Mikrophons nach dem Geräuschpegel überwacht und gesteuert wird. EP-A-112 619 shows a mixer, which is monitored with the aid of a microphone according to the noise level controlled.

Die beiden bekannten Vorrichtungen sind für rein physikalisches Mischen zur Herstellung von Lösungen bzw. Teigen von Backwaren bestimmt; The two known devices are intended for purely physical mixing for the preparation of solutions or doughs of baked goods; in und zwischen den zu mischenden Komponenten laufen dabei keine chemischen Reaktionen ab, so dass der Mischvorgang im allgemeinen beliebig oft unterbrochen werden kann. within and between the components to be mixed while no chemical reactions take place, so that the mixing process can generally be interrupted as often. Darüberhinaus ist sein Ende keine Funktion der Temperatur. Moreover, its end is not a function of temperature.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gerät zu schaffen, mit dem die Eigenschaften des Knochenzementes von den individuellen Einflüssen der mischenden Personen unabhängig und infolgedessen reproduzierbar werden. The object of the invention is therefore to create a device with which the properties of the bone cement on the individual influences of mixing people independently and therefore reproducible. Gleichzeitig soll mit dem neuen Gerät selbstverständlich eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des ausgehärteten Knochenzementes durch Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit des Ablaufes der chemischen Reaktionen erreicht werden. At the same time to improve the mechanical properties of the cured bone cement can be achieved by considering the temperature dependence of the sequence of chemical reactions with the new device, of course.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Steuerelement, das über einen Zeitzähler den Ablauf des Mischens steuert und mindestens einzelne Zeitintervalle beim Verarbeiten des Knochenzementes überwacht, wobei mindestens das Ende des Mischens und mindestens einzelner überwachter Zeitintervalle durch akustische und/oder optische Signale angezeigt wird, ferner durch einen Messfühler für die Umgebungstemperatur, der die Dauer einzelner dieser Zeitintervalle temperaturabhängig verändert. This object according to the invention is achieved by a control that controls a time counter the operation of the mixing and monitoring at least some time intervals in the processing of the bone cement, at least the end of mixing, and at least individual monitored time intervals indicated by acoustic and / or optical signals, further by a sensor for the ambient temperature, which varies the duration of these time intervals of individual temperature dependent.

Die mit dem neuen Gerät erreichte Steuerung der temperaturabhängigen — bei konstanter Umgebungstemperatur gleichbleibenden — Zeitintervalle für die einzelnen Misch-und Verarbeitungs-«Schritte» des Zementes bringt eine Verbesserung und gute Reproduzierbarkeit der mechanischen Eigenschaften. The control achieved with the new device the temperature dependent - constant at constant ambient temperature - time intervals for each mixing and processing "steps" of the cement provides an improvement and good reproducibility of the mechanical properties.

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Dabei ist es vorteilhaft, wenn bei dem neuen Gerät eine Möglichkeit besteht, die Dauer mindestens der temperaturabhängigen Zeitintervalle für unterschiedlich zusammengesetzte Knochenzemente zu verändern. It is advantageous if, in the new device is a possibility to change the duration of at least the temperature-dependent time intervals for different composite bone cements.

Um ein Eindringen des Rührers in die teigartige Mischung zu erleichtern, ist es zweckmässig, zunächst ein Anmischen mit relativ niedriger Rührgeschwindigkeit — von etwa 40 TT/min bis 100 TT/min — durchzuführen und nach dem Anmischen die Rührgeschwindigkeit auf 120 U/min bis 300 U/min zu erhöhen. In order to facilitate penetration of the stirrer in the dough-like mixture, it is expedient firstly a mixing with relatively low stirring speed - about 40 TT / min to 100 TT / min - to carry out and after mixing, the stirring speed at 120 U / min to 300 U / min increasing. Hierfür kann der Rührermotor von einer niedrigen auf eine höhere Rührgeschwindigkeit umschaltbar sein. For this purpose, the stirrer from a low to a higher rate of stirring may be reversible.

Weiterhin kann die Durchmischung des Zementes gefördert werden, wenn der Rührermotor in seiner Drehrichtung umschaltbar ist. Furthermore, the mixing of the cement can be promoted when the stirrer is reversible in its direction of rotation.

Wie bereits erwähnt, ist es bekannt, dass die Qualität von Knochenzementen erheblich verbessert werden kann, wenn das Mischen des flüssigen Monomers mit der Pulverkomponente unter Vakuum durchgeführt wird, wobei für dieses mit Vorteil eine Druckdifferenz von etwa 500 mbar gegen den Umgebungsdruck nicht überschritten werden soll. As already mentioned, it is known that the quality of bone cements may be significantly improved if the mixing of the liquid monomer is carried out with the powder component under vacuum, wherein for this a pressure differential of about 500 mbar compared to the ambient pressure should not be exceeded with advantage , Grössere Druckdifferenzen bewirken ein starkes Verdampfen des Monomers; Bigger pressure differences cause strong evaporation of the monomer; bei erheblich geringeren Vakua ist dagegen das Ausgasen ungenügend. at significantly lower vacuums, however, the outgassing is inadequate. Es ist daher vorteilhaft, wenn das Vakuum durch einen Drucksensor auf einer konstanten Druckdifferenz zum Umgebungsdruck gehalten ist. It is therefore advantageous if the vacuum is kept to the ambient pressure by a pressure sensor at a constant pressure difference.

Ein wesentliches Element für eine gute und vollständige Durchmischung der Komponenten ist der Rührer. An essential element for good and complete mixing of the components of the stirrer. Experimentell hat sich hier eine Konstruktion als besonders wirksam erwiesen, bei der der Rührer eine den Spritzzylinder in axialer Richtung mindestens teilweise ausfüllende, korkenzieherähnliche Form hat, deren Aussendurchmesser an den Innendurchmesser des Mischzylinders angepasst ist. Experimentally, a construction has proved to be particularly effective, in which the stirrer has a the injection cylinder in the axial direction at least partially fills, corkscrew-like shape whose outer diameter is adapted to the inner diameter of the mixing cylinder here. Um am Boden des kartuschenartigen Spritzenzylinders besonders das in der Randzone befindliche Gemisch wieder in den Mischprozess zurückzuführen, kann der Rührer mit Vorteil an seinem freien Ende in einen horizontalen Aufnehmer übergehen, der V-förmig die Mittelachse des Zylinders um-fasst. To particularly return the mixture located in the edge zone again in the mixing process at the bottom of the cartridge-type syringe barrel, the stirrer can proceed with advantage at its free end in a horizontal pickup which is V-shaped to-summarizes the central axis of the cylinder. Bei dieser «Rückführung» kann eine sich mit dem Rührer mitdrehende Gemischsäule entstehen. In this "return" can result in a co-rotating with the stirrer mixture column. Diese wird vorteilhafterweise immer wieder zerstört durch einen in den Korkenzieher hinein gerichteten Abreisshaken, der an den horizontalen Aufnehmer angesetzt ist. This is advantageously always destroyed by a directed in the corkscrew into Abreisshaken which is attached to the horizontal pickup.

Weitere Verbesserungen bei dem Mischen des Knochenzementes können erzielt werden, wenn der Abreisshaken mindestens annähernd mit dem ihn erzeugenden V-Arm in einer zur Rührerachse parallelen Ebene verläuft, und/oder wenn der Abreisshaken aus der Horizontalen heraus unter einem Winkel von mindestens annähernd 60° nach oben gerichtet ist; Further improvements in the mixing of bone cement may be obtained when the Abreisshaken with the generating V-arm extends at least approximately it in a direction parallel to the agitator axis plane, and / or when the Abreisshaken from the horizontal by an angle of at least approximately 60 ° is directed above; schliesslich haben die Versuche ergeben, dass es günstig ist, wenn der Abreisshaken vor der achsparallelen Mittelebene des Rührers endet. Finally, the tests have shown that it is advantageous if the Abreisshaken ends before the axially parallel center plane of the stirrer.

Weiterhin sind in dem Gerät über die beanspruchten Funktionen hinaus Möglichkeiten vorgesehen, die vollautomatischen Abläufe der Zeitintervalle durch manuelle Eingaben anderer Zeitintervalle — beispielsweise beim Testen neuer Zementmischungen — gegebenenfalls zu ändern. Further possibilities are also provided in the device via the claimed features fully automated processes of the time intervals with manual inputs other time intervals - change if necessary - for example, when testing new cement mixtures. Darüberhinaus werden — neben dem Ablauf der einzelnen Pro-gramm-Schritte, die im allgemeinen akustisch und/oder optisch angezeigt werden — Fehler im Gerät oder unzulässige Grenzwertüberschreitungen bei Temperatur und/oder Druck, die beispielsweise vom Temperaturfühler oder vom Drucksensor ermittelt werden, ebenfalls akustisch und/oder optisch signalisiert. In addition - in addition to the sequence of the individual Pro-gram steps that are indicated acoustically and / or optically in general - error in the device or unacceptable limits are exceeded at temperature and / or pressure, for example be determined by the temperature sensor or pressure sensor, is also acoustically and / or optically signaled.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. In the following the invention with reference to an embodiment in conjunction with the drawing will be further explained.

Fig. 1 und 2 stellen eine Vorderansicht sowie eine Draufsicht auf das neue Gerät dar; Fig. 1 and 2 illustrate a front view and a plan view of the new device;

Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, auf dem das Steuerelement und die es beeinflussenden Messfühler bzw. s die von ihm beeinflussten Funktionselemente wiedergegeben sind; Fig. 3 is a schematic block diagram to which the control and are shown it influencing probe or s affecting him functional elements;

Fig. 4 gibt in einem schematischen Diagramm den Ablauf der von dem Gerät gesteuerten und überwachten Her-stellungs- und Verarbeitungsschritte V für einen ausgewähl-lo ten Knochenzement in Abhängigkeit von der Zeit t wieder, wobei für temperaturbeeinflusste Schritte als Parameter die Temperatur T berücksichtigt ist; Fig. 4 is a schematic diagram showing the flow of the controlled from the device and monitored Her-position and processing steps V for a ausgewähl-lo th bone cement as a function of time t which for temperature-influenced steps as parameters the temperature T is taken into account ;

Fig. 5 ist eine Ansicht des für das Gerät konstruierten korkenzieherähnlichen Rührers; Fig. 5 is a view of the device constructed for corkscrew-like stirrer;

ls Fig. 6 ist ein Schnitt VI—VI von Fig. 5. ls Fig. 6 is a section VI-VI of Fig. 5.

In seiner als Ausführungsbeispiel gewählten Form hat das Gerät 1 (Fig. 1) zwei Anschlussstellen 2 und 3 für den Anschluss der als Spritzenzylinder ausgebildeten Kartusche 4. Die rechte Anschlussstelle 2 dient dabei als Mischstation, 2o während die linke 3 als Ruhe- oder Evakuierstation vorgesehen ist. In its selected as an embodiment form of the device has to connect the designed as a syringe barrel cartridge 4. The right junction 2 serves as a mixing station 1 (Fig. 1) has two connection points 2 and 3, 2o while the left 3 provided as a rest or Evakuierstation is.

Entsprechend der verschiedenen Aufgaben ist die rechte Anschlussstelle 2 mit einem Rührwerk 5 ausgerüstet, das von einem Motor 6 (Fig. 3) angetrieben ist. According to the various tasks, the right connection point 2 is equipped with an agitator 5, by a motor 6 (Fig. 3) is driven. Dieser kann sowohl 25 in seiner Drehrichtung umschaltbar sein als auch mindestens für eine Drehrichtung mindestens zwei unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten besitzen, eine niedrige von beispielsweise 40 bis 100 U/min für das sogenannte Anmischen und eine relativ dazu erhöhte Drehgeschwindigkeit von beispiels-30 weise 120 bis 300 U/min für den eigentlichen Mischvorgang. This can be both reversible in its direction of rotation 25 and also have at least one direction of rotation at least two different rotational speeds, a low as, for example, 40 to 100 U / min for the so-called mixing and a relatively increased to rotational speed of Exemplified 30120-300 U / min for the actual mixing process. Die optimale Dauer des Mischvorganges kann für verschiedene Knochenzement-Zusammensetzungen unterschiedlich sein; The optimal duration of the mixing process can be different for different bone cement compositions; sie ist daher am Gerät einstellbar. it is therefore adjusted to the device.

Beide Kartuschen-Anschlussstellen 2 und 3 sind mit Lei-35 tungsanschlüssen 8 und 9 versehen, die über Umschaltventile 10 (Fig. 3) mit einer Vakuumpumpe 11 (Fig. 3) verbunden sind. Both cartridge connection points 2 and 3 are connected to Lei-35 line connections 8 and 9 provided on the switching valves 10 (Fig. 3) with a vacuum pump 11 (FIG. 3) are connected.

Das Vorhandensein von zwei Anschlussstellen ist jedoch keine zwingende Notwendigkeit; However, the presence of two connection points is not absolutely necessary; es kann auch nur eine An-40 schlussstelle vorhanden sein, die als Misch- und Ruhestation dient, wobei für die «Ruhe»-Funktion die Kartusche 4 kurz gelöst und der Rührer 30 (Fig. 5) aus dem Rührwerk 5 entfernt werden, sowie der Motor 6 abgeschaltet bleibt. it can also mean an An-40 may be circuit location exists, which serves as a mixing and rest station, solved for the "rest" function, the cartridge 4 is short, and are removed from the mixer 5, the stirrer 30 (Fig. 5), and the motor 6 is switched off.

Die Umschaltventile 10 haben die Aufgabe, entweder die 45 Pumpe 11 oder die umgebende Atmosphäre mit der Kartusche 4 zu verbinden, um in dieser wahlweise ein relatives Vakuum von etwa 500 mbar gegenüber dem Umgebungsdruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten oder die Kartusche 4 zu belüften. The switching valves 10 have the task of either the 45 pump 11 or the surrounding atmosphere to be connected to the cartridge 4, to selectively generate in this a relative vacuum of about 500 mbar over the ambient pressure to maintain and or to ventilate the cartridge. 4

so Die von der Pumpe 11 abgesaugten Gase aus der Kartusche 4, die einen gewissen Prozentsatz verdampftes Monomer enthalten, werden über ein Kohlefilter 12 in die Umgebung ausgeblasen. The so extracted from the pump 11 gases from the cartridge 4 containing a certain percentage of vaporized monomer are discharged through a charcoal filter 12 in the surrounding area.

Um beim Aufheben des Vakuums in der Kartusche 4 die 55 Sterilität zu wahren, sind in den Strömungswegen für die in die Kartusche 4 einströmende Luft vor den Umschaltventilen 10 Bakterien und Keime zurückhaltende Filter 13 vorgesehen. In order to maintain the sterility 55 when releasing the vacuum in the cartridge 4, 10 bacteria and germs restrained filter 13 are provided in the flow paths for the inflowing air in the cartridge 4 in front of the switching valves. Schliesslich kann durch das Vakuum angesaugtes Polymerpulver durch Grobfilter 14 mit 2 (im Porengrösse zu-60 rückgehalten werden. Finally sucked polymer powder through coarse filter 14 with 2 (which can be retained in the pore size to 60 by the vacuum.

Die Einhaltung eines Unterdruckes von etwa 500 mbar wird durch einen Druckdifferenz-Messfühler 15 (Fig. 3) gewährleistet, dessen Messsignal über einen Messstellen-Umschalter 19 und einen Analog-Digital-Wandler 16 einem 65 zentralen Steuerelement 17 zugeführt wird. The maintenance of a negative pressure of about 500 mbar is ensured by a pressure difference sensor 15 (Fig. 3), the measuring signal via a measuring point change-over switch 19 and an analog-to-digital converter 16 is supplied to a 65 central control element 17.

Dieses als auf dem Markt erhältlicher Mikroprozessor realisierte Steuerelement 17 steuert alle «Verfahrens»-Schrit-te V (Fig. 4), die für die Mischung und Verarbeitung des This than available on the market realized microprocessor control 17 controls all of the "process" -Schrit-te V (Fig. 4) for mixing and processing of the

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Knochenzementes notwendig sind, was im einzelnen noch beschrieben wird. Bone cement are necessary, as will be described in detail.

Ein zweiter Messfühler 18 (Fig. 3), dessen Messwerte ebenfalls über den Umschalter 19 und den Wandler 16 an das Steuerelement 17 gelangen, ist in einer Seitenwand des Gerätes 1 (Fig. 1) eingebaut. installed, a second sensor 18 (Fig. 3), the measured values ​​also via the changeover switch 19 and reach the transducer 16 to the control 17, is in a side wall of the apparatus 1 (Fig. 1). Er misst die Umgebungstemperatur, die gleichzeitig die Verarbeitungstemperatur für den Knochenzement ist. It measures the ambient temperature, which is also the processing temperature of the bone cement. Bekanntlich hat diese Temperatur einen erheblichen Einfluss auf die Intervalle, die nach dem Mischen für die Verarbeitungs-«Reife», die Verarbeitung selbst und die Aushärtung zur Verfügung stehen. As is well known that temperature has a significant influence on the intervals after mixing for processing "maturity" are the processing itself and the cure is available.

Auf der Oberseite des Gerätes 1 (Fig. 2) sind für die optische Signalanzeige vier Leuchtdioden 20 (Fig. 3) vorgesehen, durch die vom Steuerelement 17 gesteuert verschiedene Be-triebszustände des Gerätes 1 — zB «Gerät eingeschaltet», «automatisches Programm läuft», «manuelles Programm» oder «Gerät defekt» — signalisiert werden. On the upper side of the apparatus 1 (Fig. 2) for optical signal display four light-emitting diodes 20 (Fig. 3) provided by the controlled by the control 17 different loading operating states of the device 1 - "Device switched" eg, "automatic program runs "," manual program "or" unit defective "- to be signaled.

Weiterhin ist eine zweizeilige Schrifttafel 21 für Anweisungen an den Bediener des Gerätes 1 während des Ablaufes eines automatischen oder manuellen Programms oder für die Anzeige der bis zum Ablauf einzelner Zeitintervalle zur Verfügung stehenden Restzeiten vorhanden. Furthermore, a two-line signature panel 21 for instructions to the operator of the apparatus 1 during the course of an automatic or manual program or available for viewing until the end of individual time intervals available remaining time.

Schliesslich ist in die Oberseite des Gerätes 1 ein Eingabentastenfeld 22 eingebaut, das mit dem Steuerelement 17 in Wechselwirkung steht. Finally, an input key array 22 is built into the top of the unit 1, which interacts with the control 17th Dieses Tastenfeld 22 enthält beispielsweise eine Starttaste 26 und eine Stopptaste, mit denen automatische oder manuelle Programme gestartet oder gestoppt werden können. This keypad 22 includes, for example, a start button 26 and a stop button, with which automatic or manual programs can be started or stopped. Mit einer weiteren Taste kann die bei der gegebenen Temperatur und dem gewählten Zement zur Verfügung stehende bzw. benötigte Gesamtzeit bis zur Aushärtung des Zementes ermittelt und in der Anzeige 21 sichtbar gemacht werden. With another key and the temperature given in the cement can be selected up to the curing of the cement, determined and made visible in the display 21 available or required total time. Eine vierte Taste macht die gegebene Umgebungstemperatur und die bei dieser Temperatur bis zum Beginn der Verarbeitung notwendige Ruhezeit sichtbar. A fourth key makes the given ambient temperature and up to the beginning of the processing necessary at this temperature rest visible.

Eine Mode-Taste schliesslich erlaubt die Auswahl verschiedener Funktionen, die mit weiteren Tasten ausgelöst werden. A Mode button finally allows the selection of different functions that are triggered with other keys. Unter Mode-Auswahl sind dabei eine «+» («Pfeil rauf»), eine «—» («Pfeil runter»)-Eingabetaste und eine Abbruchtaste aktivierbar, die verschiedene Auswahl- und Funktionsänderungsmöglichkeiten eröffnet. Enter and Cancel button activated, the different selection and function change possibilities opened - among fashion choices, a "+" are ( "Arrow up"), a "-" ( "Down Arrow").

Im Inneren des Gerätes ist als akustischer Signalgeber, der beispielsweise «Vorwarnungen» vor Ablauf bestimmter Zeitintervalle gibt, ein elektronisches «Piep»-Element 25 (Fig. 3) vorhanden. an electronic "beep" element is inside the device as an acoustic signal transmitter which are, for example, "alerts" before the expiry of certain time intervals 25 (Fig. 3) exists.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Steuerung aller Funktionen und Möglichkeiten des Gerätes durch den Mikroprozessor oder das Steuerelement 17, das, ebenso wie die energieverbrauchenden Elemente, von einem Netzteil 23 mit elektrischer Energie versorgt wird. As already mentioned, the control of all the functions and capabilities of the device by the microprocessor or the control element 17 takes place, which, as well as the energy-consuming elements, is powered by a power supply 23 with electric energy. Die Versorgung der Leistungsverbraucher ist in Fig. 3 durch eine Verteilerschiene 24 angedeutet, über die in der Darstellung auch die Verteilung der Steuerbefehle des Steuerelementes 17 auf den einzelnen Funktionselementen erfolgt. The supply of the power consumer is indicated in Fig. 3 by a distribution rail 24, via which in the representation, the distribution of the control commands of the control element 17 on the individual functional elements.

In Fig. 3 sind Signal-Verbindungen von und zum Steuerelement 17 mit einfach durchgezogenen Linien dargestellt, wobei die Signalrichtung durch Pfeile angedeutet ist. In Fig. 3, signal connections are shown to and from the control element 17 simply with solid lines, wherein the signal direction is indicated by arrows.

Anhand von Fig. 4, die in einem Diagramm den Ablauf der Verfahrensschritte V eines automatischen Programmes in Abhängigkeit von der Zeit t zeigt, sei nun die Funktionsweise des Gerätes 1 für einen normalen Misch- und Verar-beitungsprozess erläutert, wobei temperaturabhängige Zeitabläufe für eine relative hohe Temperatur Th von etwa 24°, eine mittlere Temperatur Tm von etwa 21° und eine niedrige Umgebungstemperatur Tn von etwa 18° dargestellt sind. Referring to Fig. 4, the sequence of process steps is a diagram showing V of an automatic program as a function of time t, is now the functioning of the device 1 illustrated for a normal mixing and proces-processing process, wherein temperature-dependent timings for relative high temperature Th of about 24 °, an average temperature Tm of about 21 ° and a low ambient temperature Tn of about 18 ° are shown. Bei dem beschriebenen zu mischenden und zu verarbeitenden Knochenzement handelt es sich um das unter dem Namen «Sulfix» (Warenzeichen der Anmelderin) bekannte Produkt. In the process described to be mixed and processed bone cement is sold under the name "Sulfix" (trademark of the applicant) known product.

Nach Einfüllen der pulverförmigen und der flüssigen Komponente des Zementes in eine Kartusche 4 wird durch Drücken der Starttaste 26 im Eingabetastenfeld 22 zur Zeit to das Gerät 1 in Betrieb gesetzt, das zur Angleichung seiner Temperatur an die Raumtemperatur des Operationsraumes längere Zeit — beispielsweise '/2 bis 1 Stunde — zuvor aufgestellt worden ist; After filling the powdered and the liquid component of the cement in a cartridge 4 to the device 1 is set in operation by pressing the start key 26 in the input keypad 22 at the time that the approximation of its temperature to the ambient temperature of the operating room extended period of time - for example, '/ 2 has been previously set - up to 1 hour; an der Mischstation 2 ist zur Zeit to ein Rührer 30 (Fig. 5) angesetzt. at the mixing station 2 there is a stirrer 30 (FIG. 5) at the time to set. Mit dem Start des Gerätes 1 dreht sich der Rührer 30, dessen Motor zunächst mit einer Langsamgeschwindigkeit von 60 U/min läuft, aufgrund seiner Korkenzieherform langsam in das teigartige Gemisch aus flüssigem Monomer und kompakter Pulverkomponente. With the start of the device 1, the stirrer 30 rotates, the engine initially operates at a slow speed of 60 rev / min, due to its corkscrew shape slowly into the dough-like mixture of liquid monomer and compact powder component. Bei langsam in die Kartusche 4 vordringendem Rührer 30 wird diese von dem Bediener des Gerätes nach oben geführt und an die Mischstation 2 angeschlossen. For slow vordringendem in the cartridge 4, this stirrer 30 is guided by the operator of the apparatus upwards and connected to the mixing station. 2 Dies ist der mit a bezeichnete Schritt in Fig. 4. This is denoted by a step in Fig. 4.

Nach Ablauf einer Zeitdifferenz von etwa 15 sec zum Zeitpunkt tl ist das langsam laufende Anmischen beendet; After a time difference of about 15 sec at the time tl, the slow-running mixing is completed; zu diesem Zeitpunkt gibt daher das Steuerelement 17 automatisch ein Signal, welches den Rührermotor 6 umschaltet auf die normale höhere Rührgeschwindigkeit von 180 U/min (Schritt b). Therefore, at this time the control 17 automatically gives a signal which switches the stirrer 6 in the normal higher stirring speed of 180 rev / min (step b). Wenn der Rührer 30 eine gewisse Zeit mit voller Rührgeschwindigkeit beide Komponenten gemischt hat, When the stirrer 30 for a certain time with full stirring speed both components have mixed

wird zum Zeitpunkt t2 vom Steuerelement 17 die Vakuum-Pumpe 11 in Betrieb gesetzt, deren Funktion durch den Sensor 15 überwacht und so gesteuert wird, dass der Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck etwa 500 mbar beträgt und diesen Wert nicht überschreitet. is set by the control 17, the vacuum pump 11 in operation, the function of which is monitored by the sensor 15, and controlled so that the negative pressure relative to the ambient pressure is about 500 mbar, and does not exceed this value at the time t2. Grössere Druckdifferenzen führen, wie bereits erwähnt, zu einer unzulässig hohen Verdampfung des flüssigen Monomers, während kleinere Unterdrücke die Entgasung des Gemisches beeinträchtigen und eine optimale Entgasung verhindern. Greater pressure differentials result, as already mentioned, to an unacceptably high evaporation of the liquid monomer, while smaller negative pressures affecting the degassing of the mixture and prevent optimal degassing. Die den Schritt c bildende Entgasung der Kartusche 4 während des Mischens dauert bis zum Zeitpunkt t3. The step c forming degassing of the cartridge 4 during the mixing takes t3 to time. Ist dieser erreicht, so wird die Vakuum-Pumpe automatisch abgeschaltet und die Mischstation 2 durch vom Element 17 gesteuertes Umschalten des entsprechenden Ventils 10 belüftet. If this is reached, the vacuum pump is automatically turned off and the mixing station 2 vented by controlled by the switching element 17 of the corresponding valve 10th

Weiterhin fordern ein akustisches Signal und eine entsprechende Befehlsanzeige im Anzeigeelement bzw. der Schrifttafel 21 zum Zeitpunkt t3 auch die Kartusche 4 — bei der vorliegenden Ausführungsform — von der Mischstation 2 zu lösen und auf die Ruhestation 3 umzusetzen. Furthermore, an acoustic signal and a corresponding command indication in the display element or the signature panel 21 request at the time t3, the cartridge 4 - in this embodiment - to detach from the mixing station 2 and convert the rest station. 3 Ist dies geschehen, so wird durch Drücken der Starttaste 26 die Vakuum-Pumpe wieder in Betrieb gesetzt. When this is done, the vacuum pump is again set in operation by pressing the start button 26th Gleichzeitig wird die von der Temperatur — und der Zementmischung — abhängige Ruhe- oder Wartezeit, die bis zum Zeitpunkt einer optimalen Verarbeitbarkeit des Zementes verstreichen muss oder darf, in Minuten und Sekunden angezeigt und durch Rückwärtszählen überwacht. and the cement mixture - - dependent idle or wait time that must elapse until the time of optimum workability of the cement or can be displayed in minutes and seconds and monitored by counting backwards at the same time the temperature is. Diese im Schritt d der Fig. 4 dargestellte Warte- oder Ruhezeit wird — neben der laufenden Anzeige des Rückwärtszählers — durch das Piep-Element 25 akustisch und optisch, beispielsweise durch Blinken der Leuchtdiode für die Anzeige «Programm läuft» angezeigt, was zZ t4 im Diagramm der Fall ist. These in the step of Fig d waiting or illustrated 4 rest is -. In addition to the current display of the down counter - by the beep element 25 acoustically and visually, for example by blinking the light emitting diode for the display "program is running" display, which currently t4 in is diagram of the case. Da die Warte- oder Ruhezeit temperaturabhängig ist, ergeben sich in Fig. 4 drei verschiedene Zeiten t4h, t4m und t4n für eine relativ hohe (Th), eine mittlere (Tm) und eine niedrige Umgebungstemperatur (Tn). Since the waiting or idle time is temperature-dependent, resulting in Fig. 4 three different times T4H, t4m and T4N for a relatively high (Th), a middle (Tm) and a low ambient temperature (Tn).

Erfasst wird diese Umgebungstemperatur in einem Bereich von beispielsweise 18 bis 24° durch den Messfühler 18, .der den Zeitzähler im Programm des Steuerelementes 17.entsprechend beeinflusst. This ambient temperature is detected in a range, for example 18 to 24 ° by the transducer 18, .the 17.entsprechend affects the time counter in the program of the control element.

Ein Drücken der Starttaste 26 zur jeweiligen Zeit t4 bewirkt ein Aufheben des Vakuums an der Ruhestation 3 bzw. in der Kartusche 4, worauf die Kartusche 4 zur Verarbeitung entnommen werden kann. Pressing the start button 26 to the respective time t4 causes a breaking the vacuum in the rest station 3 and in the cartridge 4, after which the cartridge can be taken 4 for processing. Gleichzeitig erscheint auf der Schrifttafel 21 die Anzeige «Einpresszeit» mit dem zugehörigen, wieder temperaturabhängigen Zeitintervall für eine Ver5 At the same time the indicator "pressing time" with the associated, again temperature-dependent time interval for ver5 appears on the Tablet 21

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arbeitung des Zementes, wobei dieses Zeitintervall wiederum durch eine Rückwärtszählung überwacht wird. processing of the cement, this time interval is again monitored by a backward counting.

In ähnlicher Weise wie das Ende der Ruhezeiten werden die zu den Zeiten t5 ablaufenden Verarbeitungszeiten (Schritt e) optisch und akustisch angezeigt. Similarly, as the end of the rest periods at the times t5 running processing times (step e) are displayed optically and acoustically. Mit den Signalen für das Ende der Verarbeitungszeit beginnt automatisch die Anzeige und Zählung der Aushärtezeiten (Schritt f), die wiederum temperaturabhängig bei den für die verschiedenen Temperaturen eingetragenen Zeiten t6 beendet sind, was ebenfalls akustisch und durch eine Anzeige in der Schrifttafel 21 signalisiert wird. With the signals for the end of the processing time of the curing automatically displaying and counting begins (step f), which in turn are terminated depending on the temperature at the registered for the different temperatures times t6, which is also acoustically and indicated by a display in the font table 21st Am Ende der Aushärtezeit wird das Gerät 1 automatisch abgeschaltet. At the end of curing, the device 1 is automatically turned off.

Wie bereits angedeutet, hat die Form des Rührers 30 (Fig. 5) für ein einwandfreies Mischen und für eine gute und reproduzierbare Durchmischung beider Komponenten eine erhebliche Bedeutung. As already indicated, the shape of the stirrer 30 has (Fig. 5) for proper mixing and for a good and reproducible mixing of the two components is of considerable importance. Experimentell hat sich dabei eine Rührerform als besonders geeignet herausgestellt, bei der der Rührer 30 als Korkenzieher die axiale Länge der Kartusche oder des Spritzenzylinders 4 durchsetzt und in seinem Durchmesser möglichst nahe an die Wand des Zylinders 4 heranreicht, ohne diesen zu berühren. Experimentally, a stirrer design has been found to be particularly suitable, one in which the stirrer 30 as the corkscrew extends through the axial length of the cartridge or the syringe barrel 4 and zoom ranges in diameter as close as possible to the wall of the cylinder 4 without touching it. Das freie Ende des Rührers 30 bildet zunächst einen horizontalen Aufnehmer The free end of the agitator 30 first forms a horizontal pickup

31, der V-förmig (Fig. 6) die Mittelachse 32 des Zylinders 4 umfasst und nahe dem Boden 7 der Kartusche 4 verläuft. 31, the V-shaped (Fig. 6) includes the central axis 32 of the cylinder 4 and extends close to the bottom 7 of the cartridge 4.

Der Aufnehmer 31 geht über in einen Abreisshaken 33, der sich mindestens annähernd in einer zur Achse des Rührers 30 parallelen Ebene 35 erstreckt, die durch den Abreisshaken selbst und den ihn erzeugenden V-Arm 34 definiert ist. The transducer 31 goes into a Abreisshaken 33 which extends at least approximately in a plane parallel to the axis of the agitator 30 plane 35 passing through the Abreisshaken itself and the generating him V arm is defined 34th Der Abreisshaken 33 bildet mit dem horizontalen Boden 7 etwa einen Winkel von 60° und endet vor der achsparallelen Mittelebene 36 des Rührers 30. The Abreisshaken 33 forms with the horizontal floor 7 about an angle of 60 ° and terminates before the axially parallel central plane 36 of the stirrer 30th

Der Aufnehmer 31 hat eine Schaufelwirkung und ermöglicht die Aufnahme des Knochenzements im Randzonenbereich der Kartusche 4; The transducer 31 has a shovel effect and allows the inclusion of the bone cement in the edge zone area of ​​the cartridge 4; er hat das Bestreben, den Knochenzement in obere Bereiche der Kartusche 4 zu befördern. he has to carry the bone cement in upper portions of the cartridge 4 the effort. Die dadurch erzeugte, aber unerwünschte Bildung einer homogenen, sich mitdrehenden Zementsäule wird durch den Abreisshaken 33 immer wieder daran gehindert, sich mit dem Rührer 30 in gleicher Geschwindigkeit mit zu drehen, weil der Abreisshaken 33 ein Zusammenbacken des Knochenzementes zu dieser kompakten Säule verhindert; The formation produced thereby, but unwanted homogeneous, co-rotating cement column is prevented by the Abreisshaken 33 again from rotating with the stirrer 30 in the same speed because the Abreisshaken 33 prevents caking of the bone cement to this compact column; durch seinen exzentrischen Lauf wird eine sich bildende Säule immer wieder abgerissen, wodurch ein homogenes Mischen des gesamten Knochenzementes erfolgt. by its eccentric drive which forms a pillar is torn down repeatedly, creating a homogeneous mixing of the entire bone cement takes place.

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4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims (10)

1. Gerät zum Steuern und Überwachen der Zeitintervalle beim Mischen und Verarbeiten von Knochenzement, welches Gerät eine Mischvorrichtung mit mindestens einem als Spritzenzylinder ausgebildeten Mischbehälter und, durch je einen Motor angetrieben, einen Rührer sowie eine Vakuumpumpe enthält, gekennzeichnet durch ein Steuerelement (17), das über einen Zeitzähler den Ablauf des Mischens steuert und mindestens einzelne Zeitintervalle (t) beim Verarbeiten des Knochenzementes überwacht, wobei mindestens das Ende des Mischens und mindestens einzelner überwachter Zeitintervalle durch akustische (25) und/oder optische (20,21) Signale angezeigt wird, ferner gekennzeichnet durch einen Messfühler (18) für die Umgebungstemperatur, der die Dauer einzelner dieser Zeitintervalle (t4—13; t5—14; t6—15) temperaturabhängig verändert. 1. Device for controlling and monitoring the time intervals during mixing and processing of bone cement, which device includes a mixing device with at least one designed as a syringe barrel mixing tank and driven by a respective motor, a stirrer and a vacuum pump, characterized by a control element (17), which controls the flow mixing, over a time counter, and at least some time intervals (t) during processing of the bone cement monitored, wherein at least the end of mixing, and at least individual monitored time intervals by acoustic (25) and / or optical is (20,21) signals displayed further characterized by a sensor (18) for the ambient temperature, the duration of individual these time intervals changed depending on the temperature (t4-13; t6-15; t5-14).
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer mindestens der temperaturabhängigen Zeitintervalle (t4—13; t5—14; t6—15) für unterschiedlich zusammengesetzte Knochenzemente veränderbar ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the duration at least of temperature-dependent time intervals (t4-13; t6-15; t5-14) is variable for different composite bone cements.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührermotor (6) von einer niedrigen auf höhere Rührgeschwindigkeiten umschaltbar ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the stirrer (6) can be switched over from a low to a higher stirring speeds.
3 3
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PATENTANSPRÜCHE
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührermotor (6) in seiner Drehrichtung umschaltbar ist. 4. An apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the stirrer (6) can be switched in its direction of rotation.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum durch einen Drucksensor (15) während der einzelnen Verarbeitungsphasen auf einer konstanten Druckdifferenz zum Umgebungsdruck gehalten ist. 5. An apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the vacuum is maintained by a pressure sensor (15) during the various stages of processing at a constant pressure difference to ambient pressure.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührer (30) eine den Spritzenzylinder (4) in axialer Richtung mindestens teilweise ausfüllende, korkenzieherähnliche Form hat, deren Aussendurchmesser an den Innendurchmesser des Mischzylinders (4) angepasst ist. 6. An apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the stirrer (30) having a syringe barrel (4) at least partially filling in the axial direction, corkscrew-like shape whose outer diameter is adapted to the inner diameter of the mixing cylinder (4).
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührer (30) an seinem freien Ende in einen horizontalen Aufnehmer (31) übergeht, der V-förmig die Mittelachse (32) des Zylinders (4) umfasst, ehe er in einem in den Korkenzieher hinein gerichteten Abreisshaken (33) endet. 7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the stirrer (30) merges at its free end in a horizontal pickup (31), the V-shape the central axis (32) of the cylinder (4) before it in a in the corkscrew into directed Abreisshaken (33) ends.
8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreisshaken (33) mindestens annähernd mit dem ihn erzeugenden V-Arm (34) in einer zur Rührerachse parallelen Ebene (35) verläuft. 8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the Abreisshaken (33) with the generating him V arm (34) extends at least approximately in a plane parallel to the agitator axis (35).
9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreisshaken (33) aus der Horizontalen heraus unter einem Winkel von mindestens annähernd 60° nach oben gerichtet ist. 9. Apparatus according to one of claims 6 to 8, characterized in that the Abreisshaken (33) is directed from the horizontal at an angle of at least approximately 60 ° upwards.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreisshaken (33) vor der achsparallelen Mittelebene (36) des Rührers (30) endet. 10. An apparatus according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the Abreisshaken (33) against the axially parallel central plane (36) ends of the agitator (30).
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