CN102159262A - 骨水泥注射装置 - Google Patents

Abstract

用于将不可压缩的低粘度流体注射到适于与套管接合的骨水泥容器的系统，其中，高粘性骨水泥经由套管从骨水泥容器输送到骨骼元件。该系统包括控制手柄，该控制把手具有圆筒形本体、处于圆筒形本体的外端的握持部和位于中心的由拇指操控的动力活塞的柱塞，握持部被构造为用来容纳使用者的至少两个手指以便于允许使用者单手操控该控制把手，圆筒形本体包括相对彼此同心布置的动力活塞和低粘性流体容器，低粘性流体容器容纳不可压缩的低粘性流体，动力活塞贯穿低粘性流体容器的中心而纵向延伸。

Description

骨水泥注射装置

相关申请的交叉引用本申请要求于2008年7月15日提交的申请号为No.61/080,808的美国临时专利申请的优先权，在此，该临时申请的全部内容以引用的形式包含在本申请中。

技术领域

本发明涉及生物力学注射领域，尤其涉及一种用于注射诸如骨水泥的高粘性物质到例如椎体的骨骼部位的系统。

背景技术

目前，经皮椎体成形术通常用于修复已经受损或不牢固的椎骨，例如骨质疏松症、溶骨性脊椎肿瘤等等。出现在骨质疏松症中的骨盐组织的逐渐减少和小梁骨的渐进的结构变化导致椎骨的脆弱性骨折。椎体成形术用以提高这种受骨质疏松症或肿瘤影响而物理变弱的椎骨的结构完整性。这种方法包括将粘性的骨水泥注射到椎体的小梁骨中。所述骨水泥，一旦硬化就变成了椎体的永久加强部并通常可以大大地减少病人的痛苦。

经椎弓根椎体成形术是获得椎体最常用的方法，然而，其他的诸如后外侧的和横突间的椎体成形术也是熟知的方法。经椎弓根椎体成形术包括插入一个经由病人皮肤穿过椎骨的椎弓根并进入椎体的套管。然后，椎体填充有通过套管流入的骨水泥，该骨水泥在椎体内固化从而稳定和强化受损的椎骨。

迄今为止，大量的用于经椎弓根椎体成形术的设备已经是“现成的”手术器械，这些设备最初是为其他的手术而设计的，然而，这些设备已经适合在这一手术中使用。结果，经椎弓根椎体成形术的手术自身迄今没有被最优化，诸如提高施行这种手术操作的容易性同时减少病人和外科医生的风险。

进一步地，对当前的用于经椎弓根椎体成形术的设备的各种不同的方面寻求改进。例如，经椎弓根椎体成形术的一个内在风险就是骨水泥可能泄漏出椎体并进入到静脉系统或进入到脊椎管。这种风险可以导致严重的、危及生命的并发症。最近尝试提供的许多改进已经聚焦到此点。骨水泥被认为泄漏是由于它以低粘性或类似液体的状态注射。虽然增加骨水泥注射的粘性已经被认为与较少的泄漏有关，并因而提高操作的安全性，为了能够产生足够高以致于使骨水泥移动的压力仍需要较大的注射力。为了产生这些压力，一些临床医生已经利用小容量的注射器(不包括：1cc到3cc)来注射骨水泥，因为这种小的注射器的较小的截面积允许仍然可以由外科医生利用单手钳夹来产生较高的压力从而使较高粘性的骨水泥移动。这种小注射器的内在缺点是需要多次将所推荐的骨水泥的量注射到单一椎体内(典型地在腰部为6-8cc，最大为10cc)。同样地，小注射器缺乏组件(如柱塞)的容积硬度和强度来处理足够高的压力(3-5MPa以及更高)。因此，使用几个小注射器是费时的并且与理想情况相去甚远。填充并利用多个注射器需要临床医生重复地更换注射器，这可能使医生从正在处理的操作中转移注意力并且可能发生潜在危险的并发症，诸如骨水泥的泄漏。使用多个小注射器还有其他缺点，这些缺点为操作浪费时间、杂乱无章，并且，提前将多个小注射器充满骨水泥可能导致注射器喷嘴阻塞。

在现有技术中，存在几种不同的方法和装置来试图解决这个问题(即，产生足够的压力从而能够注射具有较高粘性的骨水泥)，然而所有的这些方法和装置都有缺点。例如，一些这种装置是大且笨重的，并且使用较大的手柄泵或传动螺杆来移置骨水泥。这种装置的显著的重量和体积使得它们缺乏实用性且不适合用于直接地安装在骨活检套管上，因为重量可能使得套管弯曲并使骨质疏松的椎弓根骨折。结果，这些装置必须通过长的、小直径的管(tubing)连接到所述套管上。长管也被用于将注射装置与套管相连接以避免辐射，否则，当在荧光检查仪的辐射场操作该装置时，外科医生的手就可能暴露在辐射中。通常地，荧光检查仪用于在将骨水泥注射到椎骨中时立即将不利的骨水泥流动的情形显示出来。遗憾地，骨水泥流经这种长的、小直径的管的摩擦是相当高的，并且结果几乎所有由喷枪、泵或传动螺杆所产生的力均用于克服管内的这种摩擦。进一步地，这些大系统大大地限制了外科医生的触觉反馈，并且例如在多段操作过程中需要三个或四个单元同时使用时它们的体积变得非常笨重且花费昂贵。

面对外科医生实施椎体成形术所面对的另一个挑战是确定何时可以将骨水泥注射到椎体中。因此，外科医生必须决定骨水泥何时达到可接受的聚合水平用以允许安全地注射。这经常仅仅通过从注射器的被使用端喷出骨水泥的小量试样，并且外科医生基于物质是否具有“面团感”的触觉反馈来人工确定。这种方法很明显是主观的，并且所述试样还可能并不代表在注射器内的其余的骨水泥，根据包括例如容器材料的热传导性、室内温度及湿度和当试样被机械地按揉时从外科医生的手到试样的热传导的一些因素，其余的骨水泥可能以不同的速率潜在地聚合。

政府组织最近也已经开始在其权限内向医院发出在利用骨水泥方面所涉及的安全信息的通知，尤其对于椎体成形术和椎体后凸成形术的手术。因此，外科医生能够正确地、有效地和安全地注射骨水泥变得愈加重要，并且因而希望对注射骨水泥尤其是高粘性的骨水泥的使用装置持续改进。

对处于发展中的用于注射高粘性骨水泥的改良装置已经做了一些尝试。然而，仍持续寻求在注射器装置自身的设计方面以及在采用该装置来例如当实施经皮椎体成形术和/或其他的用于提高特定的骨骼元件的结构完整性的手术时可注射高粘性骨水泥到患者的整个系统方面的改进。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于注射诸如骨水泥的高粘性物质的改进的系统和/或方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于通过套管向诸如椎体的骨骼部位注射高粘性物质的装置和方法。

因此，根据本发明的一个方面，提供了用于将不可压缩的低粘度流体注射到适于与套管相接合的骨水泥容器中的系统，通过该套管，高粘性骨水泥从骨水泥容器输送到骨骼元件，所述系统包括具有圆筒形本体的控制手柄、位于所述圆筒形本体外端的握持部和由拇指操控的动力活塞的中央柱塞，所述握持部被构造为用于容纳至少两个手指以便允许使用者由单手来操控所述控制手柄，所述圆筒形本体包括相对彼此同心布置的所述动力活塞和低粘性流体容器，所述低粘性流体容器容纳所述不可压缩的低粘性流体，所述动力活塞贯穿所述低粘性流体容器的中心而纵向地延伸，所述动力活塞具有入口和出口，其中，所述入口与所述低粘性流体容器相连通用于将所述低粘性流体吸入所述动力活塞内，当所述动力活塞的所述柱塞被所述使用者的所述拇指按压时经过所述出口排出所述低粘性流体。

根据本发明的另一个方面，提供用于将高粘性骨水泥注射到用来输送到骨骼元件的套管的系统，所述系统包括：控制手柄和骨水泥容器，其中，所述控制手柄被构造为由使用者的单手来操控，所述控制手柄具有圆筒形本体，所述圆筒形本体具有相对彼此同心布置的动力活塞和低粘性流体容器，所述低粘性流体容器容纳不可压缩的低粘性流体，所述动力活塞贯穿所述低粘性流体容器的中心而纵向延伸，所述动力活塞具有入口和出口，所述入口连通所述低粘性流体容器用于将所述低粘性流体吸入所述动力活塞，当所述动力活塞的柱塞由所述使用者按压时，所述低粘性流体经由所述出口排出；所述骨水泥容器容纳所述高粘性骨水泥，所述骨水泥容器远离所述控制手柄并通过加长管以流体流动连通的方式连接到所述控制手柄，所述骨水泥容器具有入口和出口，其中，所述入口与所述控制手柄的所述动力活塞的出口以流体流动连通的方式连接，所述出口适于与所述套管连通用于输送所述高粘性物质到所述套管内，第二容器具有其内限定容腔的非顺从性本体，隔膜布置在所述容腔内并具有固定到所述本体的外部周边，所述隔膜将所述容腔分为在其一侧的低粘性流体容纳部和在其相对侧的高粘性流体容纳部，所述低粘性流体容纳部与所述第二容器的所述入口流体连通，所述高粘性流体容纳部与所述第二容器的所述出口流体连通，所述隔膜具有与所述容腔的相对的近端端壁和远端端壁相应的形状，所述隔膜通过低粘性流体在加载位置和配给位置之间是可移置的，其中，在加载位置时，所述隔膜紧靠于所述近端端壁，所述容腔充满所述的高粘性物质；在配给位置时，所述隔膜朝着远端端壁移动，所述容腔至少部分地填充所述低粘性流体，因此，所述隔膜是一种物质移动膜，其通过反向作用到其上的所述低粘性流体来移动，从而迫使所述隔膜的相对侧上的所述高粘性物质通过所述第二容器的所述出口排出所述容腔，并进入到所述套管。

根据本发明的另一个方面，提供用于将高粘性物质注射到骨骼元件的装置，该装置包括：容器和流体注射器，所述容器用于在注射之前存储高粘性物质，所述容器具有大体上非顺从性的本体，所述本体限定容腔于其中并具有连到所述容腔的进口和出口，物质移动膜将所述容腔分为第一部分和第二部分，其中，所述第一部分具有适于通过连到所述容腔的所述入口容纳不可压缩的低粘性流体的第一体积，所述第二部分具有适于容纳所述高粘性物质的第二体积，所述物质移动膜是柔性的以对应于所述容腔的相对的近端端壁和远端端壁，所述物质移动膜通过所述低粘性流体在加载位置和配给位置之间是可移置的，当处于所述加载位置时，所述物质移动膜紧靠近端端壁且所述容腔内仅容纳所述高粘性物质，在所述配给位置处，所述隔膜通过所述低粘性流体朝着远端端壁移动，因此，所述物质移动膜按反比例改变所述第一体积和第二体积；所述流体注射器以流体流动连通的方式与所述容腔的所述入口连接，为了使容腔内的物质移动膜移动从而增加所述第一体积并减少第二体积，所述流体注射器是可操控的用以使得不可压缩的低粘性流体移动进入所述容腔的第一部分，从而通过所述容腔的所述出口将所述高粘性物质排出所述本体外。

根据本发明的另一个方面，提供用于输送高粘性物质到骨骼元件的套管，所述套管包括：管状套管本体以及手柄，所述管状套管本体限定了纵向轴线和在所述套管的入口和出口之间以所述套管本体的长度延伸的导管，所述导管适于容纳所述高粘性物质用以输送到所述出口；所述手柄固定到靠近所述入口的所述管状套管本体的外端，所述手柄限定了其两个相对端之间的长度和在所述长度上的中点，所述手柄基本上相对所述管状套管本体的所述纵向轴线横向延伸，且所述手柄与所述管状套管本体在所述手柄上的偏移点处相交，所述偏移点位于所述中点和所述两个相对端的一端之间。

还提供用于将高粘性物质注射到用于输送到骨骼元件的套管内的系统，该系统包括：容器、低粘性流体注射器以及粘性等级指示器，所述容器用于在注射之前存储所述高粘性物质，其具有大体上非柔顺性的本体，所述本体其内限定容腔，所述容器还包括连到所述容腔的入口和出口，物质移动膜将所述容腔分成第一部分和第二部分，其中，所述第一部分具有适于通过连到所述容腔的所述入口容纳不可压缩的低粘性流体的第一体积，所述第二部分具有适于容纳高粘性物质的第二体积，通过所述低粘性流体使得所述物质移动膜在加载位置和配给位置之间是可移动的，其中，在所述加载位置处，整个容腔大体上充满所述高粘性物质，在所述配给位置处，所述容腔大体上填充所述低粘性流体；所述低粘性流体注射器以流体流动连通的方式与所述容器的入口连接，所述流体注射器使得所述不可压缩的低粘性流体移动到所述容器内的所述容腔的所述第一部分，因此，使其内的所述物质移动膜移动以增加所述第一体积并减小所述第二体积，从而迫使所述高粘性物质经由所述出口排出所述容器的本体；所述粘性等级指示器以热传导的方式与所述容器内的所述容腔的至少第二部分连通，所述粘性等级指示器包括温度传感器和指示元件，所述温度传感器连续地测量容纳于所述容腔中的所述高粘性流体的温度，所述指示元件与所述温度传感器电通讯，用于当所测温度达到预定升高率时指示所述高粘性物质的临界聚合时间已经达到，其中，所述临界聚合时间对应于选定的适于所述高粘性物质注射的粘性等级。

进一步地，提供用于将高粘性物质注射到用来输送到患者部位的套管的系统，该系统包括：控制手柄和第二容器，其中，所述控制手柄被构造为由使用者的单手操控，其还包括动力活塞，所述动力活塞同心地布置在容纳不可压缩的低粘性流体的第一容器内并贯穿所述第一容器纵向地延伸，所述动力活塞具有入口和出口，所述入口与所述第一容器连通用于将所述低粘性流体吸入其中，当使用者按压所述动力活塞的柱塞时，使得所述低粘性流体移经所述出口；所述第二容器具有入口和出口，所述入口与所述控制手柄的所述动力活塞的所述出口以流体流动的方式连通，所述出口适于与所述套管相连通用于将所述高粘性物质输送到套管，所述第二容器具有其内限定容腔的非柔顺性的本体，隔膜布置在所述容腔内并具有固定到所述本体的外部周边，所述隔膜将所述容腔分成在其一侧的低粘性流体容纳部和在其相对侧的高粘性流体容纳部，所述低粘性流体容纳部与连到所述第二容器的所述入口流体连通，所述高粘性流体容纳部与所述第二容器的所述出口流体连通，所述隔膜具有与所述容腔的相对的近端端壁和远端端壁相应的形状，通过所述低粘性流体使得所述隔膜在加载位置和配给位置之间是可移动的，其中，在所述加载位置处，所述隔膜紧靠于所述近端端壁且所述容腔充满所述高粘性物质，在所述配给位置处，所述隔膜朝着所述远端端壁移动且所述容腔至少部分地填充所述低粘性流体，因此，所述隔膜是物质移动膜，通过反向作用于其上的所述低粘性流体使得所述隔膜移动并迫使在所述隔膜的相对侧上的所述高粘性物质通过所述第二容器的所述出口排出所述容腔之外，并进入所述套管。

附图说明

现在，参考附图通过举例说明的方法对其优选的实施方式进行描述，其中：

图1为本骨水泥注射系统的第一特定实施方式的透视图，所述骨水泥注射系统包括安装到套管上的骨水泥容器和经由加长管与所述骨水泥容器相互连接的控制手柄；

图2为图1的骨水泥注射系统的具体的横截面图；

图3为图1的骨水泥注射系统的控制手柄的侧视图；

图4为图1的骨水泥注射系统的骨水泥容器的侧视图，其中，骨水泥容器安装到套管上；

图5为图4的骨水泥容器的隔膜的透视图；

图6a为根据本发明一个实施方式的套管的透视图；

图6b为图6a中的套管的俯视图，其中，套管在使用过程中由外科医生握持；

图7a为可供选择的控制手柄的动力活塞柱塞的局部截面图，其中，该柱塞具有以闭合位置示出的一体的止回阀；

图7b为可供选择的控制手柄的动力活塞柱塞的局部截面图，其中，该柱塞具有以打开位置示出的一体的止回阀；

图7c为图7a和7b中的柱塞止回阀的止回阀阀塞的透视图；

图8a为用于本系统的控制手柄上的可供选择的握持部的透视图；

图8b为图8a的握持部的侧视图；

图8c为用于本系统的控制手柄上的另一可供选择的握持部的透视图；

图9为曲线图，表示温度和聚合时间对有待用本骨水泥注射系统进行注射的骨水泥的粘性的影响；

图10a到图10d示出可供选择的控制手柄的横截面侧视图，其中，控制手柄内具有可选择的安全释放机构；

图11为本系统的可供选择的控制手柄的局部横截面图，其中，控制手柄具有在其内部安装的动力活塞柱塞弹簧；

图12为根据可选择实施方式的骨水泥容器的横截面图；

图13为图12的骨水泥容器的近端半部的横截面图；

图14为图12的骨水泥容器的隔膜的局部截面透视图；

图15为图12的骨水泥容器的骨水泥侧的排气塞部的透视图；以及

图16为图12中区域“A”的放大的横截面图。

具体实施方式

优选地，本注射系统适于用来实施经皮椎体成形术，更特别地，用于实施经椎弓根椎体成形术。然而，本系统也适用于其他的包括将骨水泥或者其他的高粘性物质注射到腔体尤其是骨内腔体的医学用途。

如下所述使用本注射系统，通过套管，椎体充满诸如为聚甲基丙烯酸甲酯[PMMA]的骨水泥，并在椎体内固化从而使断裂的椎骨稳固。套管穿过椎骨的皮层(cutaneous layer)和皮层骨(cortical bone)插入从而使得套管的顶端可以经椎弓根地位于椎体的松质骨内。然后，高粘性骨水泥可以通过套管通常在荧光透视引导下输送到椎体的小梁骨。通过以高粘性注射骨水泥，泄漏的可能性大大降低。然而，如上所述，对于能够将足量的高粘性骨水泥有效地输送到椎体中存在着挑战。为了使骨水泥均匀地渗透入椎体并避免不想要的泄漏，优选地，骨水泥具有大于100Pa*s甚至可能大于300Pa*s的粘性。“粘性物质”和/或“高粘性”物质的表述在此用来指其粘性显著大于不可压缩流体的粘性的物质，并且粘性优选地高于100Pa*s，典型地在300Pa*s和800Pa*s之间，但是潜在地甚至可以更高(多达2000Pa*s)。在其他物质中，粘性物质可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥、磷酸钙骨水泥、物理或化学凝胶(例如聚乙烯醇、聚亚安酯或任何其他的许多聚合体或共聚体)。虽然在提到本注射系统及其组件时，本文采用术语“骨水泥”以简化对装置和系统的识别(例如，在本文中经常被描述为“骨水泥注射系统”或具有“骨水泥容器”)，然而，可以理解本系统可以用于注射其他的高粘性物质从而并不受限于注射骨水泥。

相比于现有技术的系统，本骨水泥注射系统的设计已经大大地改进从而使得该装置更加方便用户、更为直观和安全，因此，在手术过程中使得骨水泥的泄漏风险降低。与其他现有装置相比，本系统能够输送具有更高粘性的骨水泥。从质量方面看，鉴于其他所有的装置注射具有类似“蜂蜜”浓稠度的骨水泥，本系统能够输送具有“比萨面团(pizza dough)”浓稠度的骨水泥。此外，如下将描述的，本系统显著地减少需要准备装置并完成将骨水泥注射到骨骼元件的许多步骤。本系统的更进一步的优点在于利用骨水泥的温度变化作为骨水泥的粘性是足够高的从而可以将其注射到骨骼元件的指示。

本注射系统10在某些用于注射高粘性物质的特定的在先装置上进行改进，例如在申请日为2007年9月7日、申请号为PCT/CA2006/001487的国际专利申请，申请日为2005年2月18日、申请号为PCT/CA2005/000222的国际专利申请中描述的装置，它们分别在2007年3月15日和2005年8月25日以国际专利申请公开号WO 2007/028253和WO2005/077443公开，这两篇申请的全部内容以引用的形式包含在本申请中。

一般来说，本系统10的优点在于，对于操作者来说其提供了充分的机械效益使高粘性物质可以容易地被注射，同时装置在设计上依然是很小的、紧凑的以及简单的，因此，至少骨水泥容器可以直接地安装到骨活检套管上。如下所述，在一次使用后，本系统的部分或全部是可置换的以便大大地简化其应用。由于将骨水泥容器构造为直接安装到各套管上，这样，允许多个装置同时注射(例如，在脊柱内的多级骨水泥增进操作过程中)。可选择地，骨水泥容器可以容易地并迅速地在套管之间转换，从而，单个容器可以用来通过多个套管连续地输送骨水泥。因此，多个套管可以置于相同的椎体中(配对的左/右通路)或不同的椎体中。然而，在不同的情形下，如下将详述的，许多骨水泥容器14可以安装到它们各自的套管上，且本系统的控制手柄部分12可以顺序地与每个骨水泥容器相接合用于注射容纳于其中的骨水泥。本骨水泥注射系统能够产生将高粘性物质注射到患者的机械效益。如下所述，本高粘性物质注射系统的一些或全部组件是可置换的，这进一步提高了其使用的安全性和便利性。

参见图1-图2，注射系统10大体上包括控制手柄12形式的流体注射器、骨水泥容器14和以流体流动连通的方式使两者相互连接的加长管16。系统的大体操作如下。流体注射器或控制手柄12用来迫使低粘性流体(LVF)从控制手柄/流体注射器内的LVF容器排出，通过加长管16并进入骨水泥容器14内的容腔中。如进一步将详述的，被流体注射器12推动而进入到骨水泥容器14的LVF使得容纳于骨水泥容器的邻近容腔内的类似数量的高粘性骨水泥移动，从而这个量的骨水泥被迫排出骨水泥容器14，通过以流动连通的方式与容器接合的套管18，进入椎体或其他骨骼元件。同样地，该系统利用易于移动但不可压缩的LVF作为液压流体，该液压流体迫使高粘性骨水泥从骨水泥容器14排出，通过套管，进入注射部位。在至少一个可行的实施方式中(如图1-图2所示)，由于骨水泥容器14直接安装到套管18的顶端，高粘性物质(也就是骨水泥)需要经过的距离是最小化的，因此，使得摩擦阻力以及因而为将全部量的高粘性物质以单次注射输送到骨骼部位而需要由外科医生所产生的力最小化。优选地，加长管为薄且硬的管(举例来说，由例如聚醚醚酮(PEEK)制作并具有1mm内径)，其具有理想的长度用以在荧光检查仪的辐射场(例如50cm)外便利地操作控制手柄。

现在，参考图1-图5，进一步详细地描述该注射系统10的各组件。各组件均包括具体的创新部件，不仅是在注射高粘性骨水泥时对于外科医生而言的易用性和改良的触觉方面，而且在对于患者而言的安全性方面，这些创新部件都提供了改进的整体系统。

最佳地，如图2和图3所示，骨水泥注射系统10的控制手柄12大体上由动力活塞20和低粘性流体(LVF)容器22组成。控制手柄包括手指握持部13，其安装到LVF容器22的外端(或远端)并设计用于使外科医生以例如手的头三个手指舒服地握持控制手柄12，同时允许以他或她的拇指来操控动力活塞20的柱塞26。尽管示出于图2-图3中的手指握持部13包括三个指“环”，其容纳例如外科医生的食指、中指和无名指，然而，其他设计也是可以的。

例如，在如图8a-图8b所示的可选择的实施方式中，手指握持部113仅具有两个手指手柄。手指握持部113的两个相对的手指手柄111还至少部分地敞开，这是由于它们没有形成完全围绕外科医生手指的完整圆形的、封闭的指环。替代地，部分敞开的手指手柄111具有末端开口，该末端开口允许外科医生抓持具有这样的握持部113的控制手柄而不需要将其手指横向滑过封闭环形开口。

更进一步地，在如图8c所示的可选择的实施方式中，控制手柄的手指握持部213包括单块圆盘或环形板211，其形成握持部213并允许以例如至少外科医生的食指和中指来充分控制及操作控制手柄，同时其依然考虑到在利用拇指按压注射器内芯的过程中的阻力。圆盘211具有面向远端的凹进表面，其可以在纵向方向上对称并且提供在其上手指可以获得支点(purchase)的凹进表面。圆盘握持部213包括至少两个远端延伸的横向突起212，其在圆盘上彼此相对并可以用来有助于控制手柄的操作。因此，这样的凹进圆盘211有效的提供了许多可能的手指布局，如被优选的，假设指环的近端内部表面绕控制手柄的纵向主轴延伸经过360度。另外，可以在圆盘握持部的下侧配备表面部件(feature)以便于改进装置上的握持。图8a-图8b的两指握持部113也包括远端延伸的横向突起112，其与圆盘形握持部的那些突起类似，并且也有助于握持部的控制和操作从而有助于控制和操作具有这样的握持部的控制手柄。

该LVF容器22适于容纳不可压缩流体，优选地，该不可压缩流体为无菌的、无毒的并具有低粘性的流体，诸如蒸馏水和/或盐水溶液。尽管其他的容积是可能的，然而，在一个实施方式中，该LVF容器能够容纳体积约为20立方厘米(cc)的流体。大体圆筒形的LVF容器22由管状壁23限定，优选地，该管状壁由透明的或半透明材料构成使得外科医生能够看穿该LVF容器22的外壁，从而能够在视觉上确定其内的液体量。在这个方面，可以在该LVF容器22的透明管状壁上提供分度标记，以便于允许在将一定体积的低粘性流体从LVF容器22注射到骨水泥容器14之前或之后肉眼检查时来识别LVF容器22内的液面(liquid level)，如在下面将要进一步地描述的。

为了更好地允许这种目测，大体环状的柱塞24布置于LVF容器22内部，并直接响应于容纳在LVF容器22内的LVF的量在管状壁23内可纵向地移置(也就是滑动)。柱塞24与管状壁23(由其自身和/或以在其间的O形环封25的额外辅助)形成密封，这依然允许相对的滑动移置以例如在注射过程中保持该LVF容器22大体上不含空气。因此，柱塞24起到移置端壁的作用，其朝着控制手柄12的出口端(即，近端)纵向地移动，随之，容器内LVF的量减少(即，随之将LVF注射到骨水泥容器14中)。无论控制手柄的方向如何，柱塞24都如此地移动。因此，通过形成相对于该LVF容器22的壁23上的分度标记的可视标记和/或形成如下所述的滑动件，柱塞24同时用作液面导向装置，其允许对柱塞的特定位置标记。该滑动件可以相对容器22在内部或者外部设置，并可以例如在柱塞移动前被用来标记柱塞的起始位置。因此，该滑动件提供参考点，该参考点连同被移动的柱塞的相对位置一起能够被外科医生用来可视地确定从该LVF容器22排出的LVF的量，从而确定最终注射到骨骼部位的骨水泥的量。因此，该LVF容器22内的柱塞24的位移允许外科医生准确地确定从控制手柄12注射出的低粘性流体的量，该低粘性流体的量与被迫排出骨水泥容器14并通过套管18进入椎体的骨水泥的量精密对应。在另外的实施方式中，可以在一滑动部件(例如，透明的C形截面管或整个管)上设置分度标记，该滑动部件搭扣在或以其他方式布置在LVF容器22的外表面上并与其紧密配合，因此，通过相对LVF容器滑动并从而相对纵向可移动的柱塞来滑动这个部件，分度标记随时可以被设定或重设为零。这种滑动分度标记在多级处理的各级之间将是尤其有用的，用以每次从零追踪所注射的骨水泥的量。

控制手柄12的握持部13提供给外科医生足够的握持表面积，以便施加必需的力并且允许外科医生强加方向到装置上，例如允许控制手柄易于被旋转、倾斜、倒转等等，只要是所希望的方向。LVF容器22内的入口止回阀40的配置阻止存在于容器内的LVF中的任何气泡的进入，使得不管控制手柄的特定方向如何，都没有任何气泡进入到动力活塞管28的风险。这是由于入口止回阀40位于控制手柄的出口端附近，这样能够完全不会靠近容器内任何空气可能上升到的LVF流体的表面。

如图2所示，控制手柄12的动力活塞组件20包括柱塞26，该柱塞26由使用者的拇指所按压并在内部的动力活塞管28内纵向滑动，其中，该动力活塞管28贯穿LVF容器22的中心向下延伸并在其内固定就位。螺旋弹簧30将柱塞26向外偏置，其中，在一个实施方式中，该螺旋弹簧30可以在位于一端的柱塞头部32和位于另一端的动力活塞管28的外端34之间围绕柱塞26。

然而可选择地，与如图2-3所示的位于外部相反，螺旋弹簧30可以完全位于动力活塞组件内。在这种可选择的实施方式中，该弹簧以同样方式起着作用，然而其被保持在动力活塞的本体中，诸如位于起着隐蔽套(concealing sheath)的作用并具有两个同心的管状壁的薄壁状保护管内，其中，该弹簧容纳于在两个管状壁之间。这种薄壁状双管(double tube)可以为与动力活塞管28同心安装的附加构件。这种内部安装的弹簧允许动力活塞组件在沿其长度压缩时尽可能外部平滑的，而不具有弹簧的任何外部扭点。在另一个类似的实施方式中，如图11所示，弹簧130完全地布置在内部的动力活塞管128自身内，不需要任何额外的保护管。在这个实施方式中，弹簧130简单地保持在活塞管128的内部通道中，通过该活塞管128，当按压柱塞时，LVF通过柱塞126排出。

在上述两个实施方式中，弹簧是内部的而不是外部的，其进一步地简化了该装置的整体外观。这也可以具有使该装置的杀菌简化的额外优点。在至少一个实施方式中，弹簧30包括两个单独的由弹簧连接器36连接到一起的弹簧部件，该弹簧连接器36位于两个弹簧部件之间并辅助用来将弹簧围绕柱塞26的本体定位。

尽管其他体积(从0.25cc到2cc的范围)是可能的，然而，在一个典型的实施方式中，动力活塞具有0.5cc的容量，因为通过每次按压动力活塞20的柱塞26，0.5cc体积的LVF液体能够被吸入到动力活塞管28中用于从控制手柄12注射出。外科医生通过按压动力活塞20的弹簧装载的柱塞26来操控该装置，由于柱塞以及相配合的动力活塞管28的相对小的横截面，这就产生足够的流体压力。因此，LVF从动力活塞管28中强制排出，通过止回阀组件34，并经由出口38排出控制手柄12。为了将通常大小的腰椎充满，可能需要按压柱塞26的12到16个全长来将全部的6-8cc的LVF排出动力活塞。

在正常操作期间，允许低粘性流体从控制手柄12的动力活塞组件20通过加长管16进入到骨水泥容器14的仅仅单向的前进。在一个实施方式中，这是通过利用位于控制手柄12的出口38和动力活塞管28的外端29之间的止回阀组件35来实现的。在这个实施方式中，止回阀组件35包括至少两个止回阀。第一单向止回阀40是进口止回阀，其允许容器22内的低粘性流体通过进口41被吸入到动力活塞管28中，例如，当动力活塞20的柱塞26经由弹簧30的力远离止回阀组件34向外移动时，在动力活塞管28内产生真空。第二单向止回阀42只允许LVF从动力活塞20注射出来以便于防止LVF流体回流到控制手柄内，并从而一旦从控制手柄强制排出便允许将LVF移动到骨水泥容器14中。相应的，由于两个止回阀所带来的单向流动，该系统可以通过按压动力活塞20的柱塞26来操作，从而迫使LVF通过止回阀组件35排出控制手柄12，经由加长管16，进入骨水泥容器14中，因此，从骨水泥容器中将同样数量的高粘性流体排出去。

如图7a-7c所示，在一个可供选择的实施方式中，当通过按压动力活塞的柱塞126来操作动力活塞时，低粘性流体从控制手柄流出的单向前进可以利用一止回阀组件135代替上述的止回阀组件35来实现，该止回阀组件135使用了直接地与动力活塞的柱塞126的顶端125一体结合的止回阀塞140。止回阀塞140是这样的，当按压柱塞126时(向图7a的右侧移动)，止回阀塞140闭合，从而将LVF强制排出动力活塞并从而将其从控制手柄推出，然而，当柱塞在相反的方向上移动时(向图7b的左侧移动)，止回阀塞140打开。因此，在这个实施方式中，柱塞126的顶端具有纵向通孔，当止回阀塞140打开时，该纵向通孔旁通柱塞的前密封O形圈127，通过侧口141在该O形圈后漏出，该侧口141通过一个或多个通道与周围的LVF容器连续地流体连通。

如图7b所示，当活塞126向外移动时，产生吸力，其将LVF通过柱塞顶端125的侧面的入口141从密封O形圈127后吸入，通过止回阀塞140的中心本体142，并经由其内的环形出口129排出柱塞顶端125，从而作用在柱塞126的压力侧上，因此，将该管完全地充满并为下一次行程(柱塞抽空)做好准备。LVF的这样的流动由图7b中的箭头来代表。由于止回阀塞140的中心本体142的横截面的几何形状，LVF能够流经止回阀塞140的中心本体142，其一个或多个通道完全地贯通中心本体的长度而延伸。在一个特定实施方式中，如图7c所示，止回阀塞140的中心本体142具有十字形的横截剖面，因此，当其安装到柱塞顶端125的开口端时，允许四个平行的“槽”用于LVF流经止回阀塞140所形成的止回阀。止回阀塞140的中心本体142可以被压配合或由其他的合适的紧固装置、锁定装置和/或接合装置安装到圆筒状通道130中，该通道130中心地形成在柱塞顶端125内。

优选地，止回阀塞140由柔性的弹性材料制成，诸如硅树脂或热塑性硫化橡胶(例如Santoprene

)，在柱塞126的端部，止回阀塞包括至少部分柔性的盘形部144，如图7b所示，当柱塞126如上所述被向外拉出时，该盘形部144移动远离与柱塞顶部125的密封接合。一旦活塞126向外被完全地拉出，随后，按压柱塞126将导致由密封的柱塞顶端的压力侧(即，图7a中的柱塞的右侧)上的水产生压力，用以密封靠在柱塞顶部125的止回阀塞140的外部的盘形部144，从而闭合止回阀组件135。由于按压柱塞，因此，迫使在密封的柱塞顶端的压力侧上的LVF流体从动力活塞管128排出。

依然可选择的，止回阀组件可以包括与止回阀组件35的第一止回阀40相类似的钢珠止回阀，并用作相似的功能，即，当其打开时，允许容器22内的低粘性流体吸进到动力活塞管28中，而当按压柱塞时，迫使低粘性流体排出动力活塞管。这种钢球止回阀可以按照止回阀组件35布置在止回阀本体内，也可以按照止回阀组件135直接地结合到动力活塞的柱塞的顶端。

回来参照图2中的实施方式，也可以提供另一个止回阀44并用作安全阀。这种止回阀44由超压释放机构45来操控，该超压释放机构包括操控按钮46，该操控按钮的一端与可移动的连接销连杆48相互连接，另一端与止回阀44相接合。按钮46靠近手指握持部13以及动力活塞20的柱塞26布置在控制手柄的外端，以便于允许外科医生易于使用，典型地通过大拇指。如图1所示，压力释放操控按钮46可以设置在手指握持部的单侧，然而，优选的，这种压力释放操控按钮46事实上是环形的并与动力活塞的柱塞32同心从而与整个的控制手柄的中心轴线同心(如图2所示)。这种同心的、环形的按钮46允许该装置的使用者在压力释放按钮的任意点上容易地接近(access)并按压该压力释放按钮46，并因此不管使用者选择如何握持，在任何方向上都容易地接近并按压该压力释放按钮46。这提高了使用者容易地并安全地操控该按钮46的能力，例如在紧急情况下，在任何点以及从任何方位操控该按钮。这有助于提高控制手柄和整个系统的整体的操作安全性和容易性。当按压同心的环形按钮46时，连接销连杆(connecting pin link)48被平移，因而促动止回阀44以致于允许LVF通过绕开这个第二止回阀42而越过第二止回阀42来返回到LVF容器22，因此，阻止加长管16内的LVF流体的进一步的移动(并因而进入骨水泥容器14的LVF容腔部)。安全阀或超压释放止回阀44允许几乎即时地解除由动力活塞作用在LVF上的力，从而立即停止LVF进一步地移动通过该系统。

当控制手柄12由于加长管16而远离骨水泥容器14时，本系统的控制手柄12，包括其全部的控制元件(如，动力活塞、超压释放止回阀)，是尤其有用的，因为其可以在远处被操作，并从而在手术期间避免或减少将外科医生暴露在手术区域内例如由用来指导的荧光图像所引起的辐射中。

现在，参见图10a-10d，其示出了具有安全机构或超压释放机构145的控制手柄112，该安全机构或超压释放机构145可以用来代替如上所述的第三止回阀44。该安全释放机构145不需要用来促动如上所述的第三止回阀44的偏心销48，并且，事实上，排除了第三止回阀44本身的必要性。图10a-10d中所描绘的安全释放机构145应用端孔(ports)以及O形圈的系统，来取代直接作用的销连杆48，从而完成类似的功能。安全释放机构145的端孔和O形圈系统的优点主要在于，控制手柄是精确同心的并因此不但更容易以及更成本效益地来制造和组装，而且更紧凑以及更可靠。该安全释放机构145利用了如在前面所述实施方式中的同样的操控按钮46，但是，按钮46连接到与动力活塞20同心的安全压力释放管148上。因此，当按压按钮46时，该压力释放管148在控制手柄内平移。压力释放管148在其远端包括位于该压力释放管的侧壁中的小的开口149。如将要述及的，这个开口149能允许低粘性流体(LVF)容器22和动力活塞20之间的流体流动。

在正常操作中，压力释放按钮46未被按压(如图10a所示)并且在安全释放管148中的开口149的位置使得低粘性流体可以进入到入口41并流经控制手柄112的出口38。此时，压力释放口151被盖住并因此被密封而没有任何流体交换。图10b中所示的箭头示出了在正常操作过程中低粘性流体的流动。当需要立即停止骨水泥的流动时，按压安全释放按钮46，结果，安全释放管148在控制手柄内向前移动(如图10c所示)而使得在管148远端的开口149与安全释放口151对齐以允许LVF往回连通到LVF容器20，如图10d所示。此时，安全释放管148覆盖住入口41。LVF回流到LVF容器中，这一流动通过图10d中的箭头示出。

除安全释放系统的可能的手动操控外，端孔和O形圈系统也可以提供自动的超压释放机构，该超压释放机构可以被设计用以在任何需要的压力下操作。参见图10d，且具体地参见该安全释放系统的三个O形圈152，其中，O形圈的中部在入口41和安全释放口151之间起着分隔器的作用。通过控制O形圈硬度以及它的压缩百分比(percent compression)、在中心圆筒(barrel)内的O形圈凹槽的宽度和深度以及滑动安全释放管48的内径和约束O形圈的中心圆筒壳体的外径之间的间隙，这种中间O形圈的有效的密封压力可以在非常宽的范围内被选择和调整。例如，通过利用具有低硬度(即，低硬度计值)的O形圈，该O形圈具有极小压缩率(举例来说，诸如在1-5％之间)和较大间隙，作用在这种中部O形圈152的高压力侧的LVF将以低压(例如像0.1MPa一样低)从该中部O形圈“漏出”(即，O形圈将不能阻止LVF部分地流经它)，并因此导致流体往回转输送到LVF容器中。然而，应用高硬度的O形圈，其具有高的压缩百分比(15-20％或可能更大)以及在安全释放管和中心圆筒壳体之间极小的间隙，将使得O形圈能够经受相当高的压力(10-20MPa或更大)。因此，可以设计和提供该O形环封使得其在所选择的特定的预定临界压力下允许渗漏，以便于在整体超压释放中起作用，该整体超压释放并不是依靠移动部件等其他方式。因此，通过控制三个O形圈152的中部的“渗漏”压力，该系统就具有内置的、自动的、可逆的超压安全释放，该超压安全释放除了在诸如LVF的加长管以及骨水泥容器的装置的机构完整性被危及之前用以减少压力外，可以设计用以在骨水泥注射所需要的压力下密封。

现在，回来参照图2，控制手柄12的整体设计是这样的以使得其比熟知的注射装置更符合人体工学，例如通过具有与中心的动力活塞20同心的LVF容器22。控制手柄可以同样地以左手或以右手(对称设计)单手操作。外科医生可以以左手和右手各握持一个控制手柄同时进行两个单独的注射(如，对于多段手术)。进一步地，如上所述，布置在LVF容器22内并被限制在动力活塞管28上滑动的可移动的柱塞24起到指示LVF量并因此指示所注射的骨水泥量的视觉指示器的作用，并且也作为将流体保持在LVF容器22内的滑动密封。同样地，O形密封圈或其他类型的密封件被设置在环形的柱塞24的外径和内径两者上，以便于分别形成与容器壁23的内表面和动力活塞管28的外表面的密封。

现在，回到加长管16，以及骨水泥容器14的实施方式，更具体地如图2所示，加长管具有第一端17和相对的第二端19，其中，第一端17连接到控制手柄12的出口38，第二端19连接到骨水泥容器14上。优选地，快速连接型旋转连接器21用于容易地并可移除地将加长管16的第一端17和第二端19分别接合到控制手柄12和骨水泥容器14上。旋转连接器21有助于使控制手柄没有意外的扭矩以及力矩作用在套管上而自由地移动，否则的话，则可能导致骨质疏松椎弓根的压迫应力和可能的骨折或使加长管扭结。在可选择的实施方式中，加长管可以永久地安装到注射器(控制手柄)以及骨水泥容器上。例如，由于骨水泥容器能够在套管内旋转，因而同样地可以避免无意中的扭矩力。在加长管16的第二端19上的旋转连接器21可松开地与安装到蛋形骨水泥容器14上端的快速释放连接器15相接合。因此，各容器14被称为可以预充满骨水泥并被安装到套管上的“蛋”。优选地，加长管16由相当硬的且大体上非顺从性(non-compliant)的然而却柔性(flexible)的材料制成，以便于阻止在其内积聚所储存的相当大的应变能。否则，储存在加长管中的能量可能导致骨水泥在操作期间以非受控方式被迫排出骨水泥容器14之外。加长管16是可以被选择的以便于具有任何合意的长度(典型地为50cm，范围为从30cm到80cm，然而，可能具有任何长度)，该长度可以是将控制手柄12和骨水泥容器14相互连接的任何必要的长度。

容器14具有本体形状(或几何形状)，优选地，该形状大体上为球形的以便允许将液压刚度最大化并从而将容器本体的柔顺性最小化。然而，可以理解，容器14可以具有并非完全地和/或整体的球形的本体形状，例如，可选择的，其可以是长圆形的或椭圆形的。

如上所述，控制手柄12用于将LVF移置出手柄12的出口38，通过加长管16，进入到骨水泥容器14中。

参见图2-图4，骨水泥容器14包括两个半部50，各半部由大体上圆筒状本体组成，该圆筒状本体具有形成于其内的顶部开口的凹进容腔，以使得当两个圆筒以两个容腔彼此面对而紧固于一起时，如此成形的容器在其内具有封闭的容腔52。在一个实施方式中，容腔52限定一椭圆形，换言之，该容腔包括圆筒形的中部和两个相对的半球状凹进端。同样地，该容腔限定了与横向延伸贯穿容腔52以及容器的外围本体的中心面对称的形状。骨水泥喷出实验显示当骨水泥由隔膜强制通过腔体时骨水泥的优选形状为半球状的，根据该实验，容腔52的凹进端被选择为半球状。对于骨水泥容器14，这种半球状形状确保体积上的最大化以及可能最硬的设计并因而由于应变将所存储在系统内的能量最小化。许多合适的材料可以用于制作两个圆筒状半部50，然而，在一个实施方式中，它们由可移除地固定在一起的聚碳酸酯圆筒制成。在一个可能的实施方式中，骨水泥容器14的两个半部50以螺栓固定在一起，然而，也可以使用其他的紧固方法，或通过永久性的紧固方法诸如粘合，或经由可选择的可移除的紧固方法诸如螺纹连接、按扣等。然而，由于在骨水泥容器内存在较大的力，因而紧固方法必须能够经受相当大的能将两个圆筒状半部推开的力(例如，大到5000N)。优选地，骨水泥容器14的容腔52是足够大的，即，该容腔容纳足够体积的高粘性骨水泥，能够提供仅需一次就将骨水泥的必需量完全地注射到椎骨中。换言之，不需要被再次装满。例如，在将骨水泥注射到腰部的单块椎骨的情况下，容腔52至少可以供应估计为8-10cc的在单一椎体注射中的最大使用量的骨水泥。

如图2和图5所示，骨水泥容器14中的容腔52由在其中与其相安装的隔膜54分隔开，相应于容腔52的每个半部的内部轮廓，该隔膜54包括大体上半球状的大小以及形状。由于隔膜54精确地安装在容腔52的相对两端壁的内表面内并与其直接地相紧靠，因而当装有低粘性流体时，进入到该系统内的空气量是最少的。优选地，隔膜54包括位于其外周边的一体的O形圈56，其有助于将隔膜固定于骨水泥容器14的两个半部50之间，并也起着将该两个半部在非常高的压力诸如高达1500磅/平方英寸下密封的作用。该隔膜54的顶端部58可以具有增大的厚度，即，顶端部58的厚度可以大于隔膜壁的其余部分的厚度。这样做是为了使得一旦隔膜与骨水泥容器14的容腔52的任一端相接触，隔膜也不会损坏。进一步地，应当考虑到这种处于顶端58的增大的厚度防止隔膜54的进一步的膨胀和/或损坏，通过挤压进入套管。进一步地，这种隔膜的顶端或前端的增大的厚度也有助于提供给外科医生额外的触觉反馈，用以表明不再有骨水泥可以被注射。例如，当隔膜54到达其在骨水泥容器14内的完全移置位置并且厚的隔膜顶端紧靠容腔52的实心内表面时，可以在控制手柄12的动力活塞20处感受到阻力的突然增加。然而由于相比于容器14中的高粘性骨水泥的容量，多数的骨骼元件需要注射较少的骨水泥，在许多情况并且几乎所有的情况中，在隔膜到达这个点(即，完全地紧靠在容器容腔的内表面上)之前，适宜由外科医生停止高粘性物质的注射。

因此，隔膜54起到物质移动膜的作用，其明显地将骨水泥容器中的隔膜两侧的不可压缩的LVF和较粘性的骨水泥分离开。在隔膜通过加压的LVF可移动的同时，没有其他的移动机械部件出现在骨水泥容器14中用于将高粘性骨水泥从容器14中的容腔52移置出来，并通过套管18进入到椎体。优选地，隔膜是非常柔韧(pliable)的用以最大化给予外科医生触觉反馈，并因此提高外科医生精确地控制骨水泥流动的能力。该隔膜可以是薄壁状的但却具有足够的强度并可以由聚亚安酯、硅树脂、聚烯烃、热塑性硫化橡胶或其他的无毒、生物相容性材料制成。该隔膜在很大程度上可以是非柔顺性的，因为该隔膜是由这样的材料所构成，在完全地充满后，该隔膜就显示出相对急剧的压升，同时呈现特定的预先规定的形状和大小。然而，隔膜优选是保持柔性的，因为它是相当柔软的(supple)、可移动的和/或可变形的。与更柔韧(pliant)的隔膜相反，这种在很大程度上非顺从性的隔膜可以具有一个从近端到远端完全扩张形状的更受控的折叠作用，并且其可以是更牢固的。

隔膜由柔性材料诸如硅树脂制成，因此，它是能够被倒转的(inverted)并因而可以从容腔52的一侧移置到其相对的另一侧。例如，当容腔52充满骨水泥用以将其注射到骨骼元件时，隔膜布置在如图2所示的初始位置，借以位于容腔52的内壁的外侧(即，远离套管18)。一旦LVF通过入口51被迫进入到骨水泥容器14中，隔膜就被加压的LVF推动从而朝着容腔52的套管侧向内移动，并因此移动(在隔膜54的另一侧容纳于容腔52内的高粘性骨水泥，将其排出骨水泥容器14的容腔52，并通过与骨水泥容器14安装的套管18。因此，由于加压的LVF作用在隔膜的另一侧，隔膜54起着物质移动膜的作用，其将骨水泥推动出容腔52之外并从而通过出口55排出骨水泥容器14。因此，隔膜与骨水泥容器14的容腔52的形状相应，并由反向作用于其上的LVF流体在容腔中移动，并且，同样地，没有需要克服的摩擦效应，所以，外科医生将对注射力获得更好的感知(即，触觉反馈)。

现在，参见图12到图16，根据另一个实施方式的骨水泥容器214被示出，其与如上所述的容器14以大致相同的方式操作，然而，其包括几个附加的部件。如图12-13所示，骨水泥容器214由两个互锁在一起的配合部组成，即，近端半部250和相应的远端半部253。可以看出，近端半部250实际上安装在远端半部253中相应的开口内并与其配合，因此，在例如环封257和隔膜254的环形外缘256的帮助下形成侧向密封的接合，当两个半部如图12所示密封接合在一起时，隔膜容纳在两个配合的半部之间，使得隔膜本体安装在形成于容器214中的内部容腔252内。一旦如此配合，邻近近端半部250布置并环绕该近端半部250的螺帽263紧靠在近端半部250上的环形法兰266上并与容器本体的远端半部250螺纹接合，以使得当拧紧螺帽263时将容器本体的两个半部250、253以密封接合的方式固定在一起。

因为容器本体的近端半部250装配在远端半部253的环形壁部258中并由其包围，所以，当两个半部如图12所示接合在一起时，容腔252内所形成的内部压力的增加将导致近端半部250被径向地向外推动到与容器本体的远端半部253的环形壁部258甚至更充分的密封接触。如图13所示，当容腔252内的内部压力增加时(由面向外的箭头260所表示)，在容器本体的两个半部250、253之间的径向密封(由面向内的箭头262所表示)将变得更为有效。这种设计允许骨水泥容器214在没有密封故障或没有骨水泥或LVF泄漏的风险下处理高压。

应用在骨水泥容器214内的隔膜254在材料、形状等方面与较早所描述的实施方式中所述的隔膜54所发挥的作用相当，并起着将LVF与骨水泥容器214的内部容腔252中的骨水泥分隔开的作用而使得骨水泥和LVF不会彼此接触，另外，使得LVF能够在隔膜上施加足够的压力以迫使在隔膜相对侧上的骨水泥通过出口开口255从容器214排出并注射到所需要的骨骼元件。如图14所示，隔膜254包括多个在其内侧上的肋259，肋259在中心顶端258和接近于周围的环形外围边缘256的外部环形边缘之间延伸。在隔膜254的骨水泥接触表面上的肋259有助于隔膜以大体上最大化从隔膜移除的骨水泥的这种方式打开(或更确切地说使自身反向)。图12和图14中示出了在其“松弛”或起始状态的隔膜254，也就是说，在骨水泥容器的整个容腔充满骨水泥时(即，在骨水泥的注射之前)。如图12所示，骨水泥容器的远端半部253上部分地围住容腔252的内部表面包括多个位于其上的凹槽251，在将骨水泥完全地排出容腔252后隔膜被完全移动到扩张位置时，该些凹槽与在隔膜254上的凸起的肋259相应并适于容纳肋259。

如图12和图13所示，容器214本体的近端半部250包括在隔膜的LVF侧上的排气塞264，该排气塞264其位于通到容器250和其内部容腔252的LVF入口161内。排气塞264允许LVF在LVF注射方向上(即，在图12和图13中向左)中心地流经它，然而，该排气塞在其中还包括许多附加的横向开口265，这些开口允许空气和/或LVF在相反的方向上(即，在图12和图13中向右)流经该排气塞264。这样，就允许空气被用来推动隔膜回到其起始位置(即，图12所示的位置)，因此，通过允许LVF回流并排出容器214流经入口261，甚至在隔膜的顶部阻塞中心开口以及排气塞264的通道时，使得隔膜254完全地贴合到容器本体的近端半部250的侧面。相应地，当隔膜紧靠容器的近端半部250的容腔252内的近端壁时，该隔膜在使容腔252的第一体积(即，在隔膜的LVF侧充满LVF的体积)最大化地排空前没有将入口封闭。横向开口265可以由一系列的表面凹槽和/或孔(4个、6个、12个或其他数量)组成，这些凹槽和/或孔以径向延伸的星形构造布置并通过和LVF入口261相通的排气塞264与中心钻孔连通。优选地，排气塞264包括突起部，该突起部突入到容腔252内并且在该突起部内具有横向开口265。

如图12所示，骨水泥容器214包括骨水泥侧的排气塞270，与LVF侧的排气塞264相反，该排气塞270布置在容器的出口侧上，在容器本体的远端半部253内。骨水泥侧的排气塞270包括通过它的骨水泥出口通道272，当骨水泥容器214与套管相连接时，骨水泥出口通道272与套管连通。

参见图15，其更详细地示出了骨水泥侧的排气塞270，靠近中心的延伸部274延伸到容腔252内并包括许多星形交叉件275，这些交叉件275在通到中心的骨水泥出口通道272的开口上方延伸。当隔膜到达其完全扩张位置时(即，当骨水泥已经完全地从骨水泥容器214排出时)，中心部274的突起形状和交叉形肋275起到用于隔膜的前档块的作用。这样有助于防止隔膜突伸到与套管相连通的骨水泥出口通道272中，因此，阻止由于过度拉伸使得柔性隔膜破裂的可能性。

交叉形肋275横穿过骨水泥容器的出口通道272而延伸，其起着用于隔膜的前档块的作用，并因而阻止隔膜突伸到套管通道内。优选地，这些肋以及出口直径被设计为用以维持骨水泥流经的开口的较大的整体表面积，但是将整体表面分为多个较小面积，因此，减少了隔膜点到点之间得不到支撑的距离，其中，隔膜的较厚顶端在压力作用下必须桥接起来并得到支撑而没有破裂。

另外，骨水泥侧的排气塞270在其内包括许多凹槽和/或通道276，该些凹槽和/或通道在近端突出的中心部274内的中心开口272的入口处与中心开口272连通。这些凹槽和/或通道276防止远端完全扩张的隔膜中心地阻塞高粘性物质流入出口。这些凹槽和/或孔276允许骨水泥流入出口272，甚至在中心钻孔被扩张的隔膜254所覆盖/阻塞时。该部件允许在容腔252的第二体积内的高粘性物质完全地从骨水泥容器214的出口272流空，甚至在隔膜没有以对称的方式扩张时。

通过利用可释放的锁定机构将套管直接地连接到骨水泥容器214上，在骨水泥容器214的骨水泥排气塞270内的骨水泥出口通道272可以以与套管流体连通的方式布置。优选地，该可释放锁定机构将包括旋转元件，其允许在套管和骨水泥容器之间相对转动。换句话说，骨水泥容器的出口可以具有一体的旋转元件，其允许与套管的锁定连接。在这种实施方式中，上述的快速连接附属件可以不是必需的。

现在，参见图16，其示出了在骨水泥出口排气塞270和骨水泥容器214的远端半部253的环绕壁之间的接合，优选地，在骨水泥出口排气塞270和容器的远端半部253的截头-圆锥配合表面周围的周向间隔开的点处，设置一些直径很小的槽道280。这些直径非常小的槽道280(例如约为0.1mm的直径)允许骨水泥容器内的空气在骨水泥填充过程中排出，然而，这些槽道非常小从而不会允许大量的高粘性骨水泥从骨水泥容器的容腔252中漏出，即使在高压下。可选择的，为代替应用单独成形的槽道280从而达到这样的功能，可以设置相似地小尺寸的单个环形间隙或通道以替代单独的、周向间隔开的槽道。仍然可选择地，出口塞270和容器的远端半部253的壁的两个配合的截头-圆锥表面可以设置有合适的表面粗糙度以便于允许空气从容腔252中排出，同时防止骨水泥从其中漏出。

通过与骨水泥容器214内的容腔252的骨水泥侧的第二体积流体连通的加长管16(例如参见图1-2)，实现将高粘性物质填充到容器214中。在将容器214内的容腔252充满骨水泥的过程中，典型地，加长管是指向上方的。理想地，骨水泥物质可以仅具有适度的高粘性以便于其仍然能够被注入到容腔内。当骨水泥物质最终被注射到骨水泥容器214中达到填充的目的时，优选地，骨水泥物质仍然具有允许容腔252内的第二体积被“自下而上”地充满的流动性质。当填充过程开始时，优选地，隔膜处于近端位置，完全地紧靠到容腔的近端壁。隔膜也可以处于其他的任何位置。在被充满高粘性物质之前，第二体积与外界连通并因而充满空气。当第二体积被填充有高粘性物质时，为了允许这些空气排出，设置一系列的较小的排气槽道280，在至少一个可能的实施方式中，将这些排气槽道同心地设置在容器的出口的周围。因此，排气槽道280在第二体积(容腔252的骨水泥侧)和外界之间实现了连续的连通。典型地，排气槽道的直径大约为0.1mm(但其范围可以从0.01mm到0.5mm)并延伸容器的整个壁厚的长度(典型地，例如2-10mm)。因此，这些槽道的大小如此形成以便于以相当低的压力(典型地，低于0.2MPa的压力)容易地将任何空气排出，即使在非常高的压力(不包括10MPa)下，由于这些槽道是很小而不会允许更多的粘性骨水泥物质从骨水泥容器214的容腔252漏出。

尽管上面述及了一种方法，然而，可以利用几种方法将骨水泥容器的容腔52充满骨水泥。例如，可以应用逆填充过程，其中，将骨水泥混合装置直接地连接到封闭的蛋形骨水泥容器14中的端口上，诸如其出口55以将容腔52充满骨水泥。这样，相比于现有系统，大大地简化了填充过程，现有系统中，骨水泥必须被混合并被输送到中间的容器，然后，被充入到注射装置中。根据另一个实施方式，以例如类似于预装的弹药筒的方式，提供了骨水泥的预充包并直接地将其简单插入到容器52中(即，骨水泥容器14的两个半部50首先被打开，然后又被重新密封在一起)。这样，由于没有所必需的凌乱的填充步骤，进一步地简化了整个过程。简易地，骨水泥的预充包被引入到敞开的容腔52的一个半部，然后，容器14的两个半部50闭合在一起随同将隔膜54保持在容腔内，因此，将骨水泥包密封在容器的已被封闭的容腔52内。当操控动力活塞用以移置LVF时，骨水泥包破裂开允许骨水泥从容器14流出并进入到套管18中。

骨水泥容器14可以包括布置在其顶部表面的装入口60，一旦连接到一起时，就可以将低粘性流体填充到该系统。该装入口60有助于将用低粘性流体填充该系统所必须的时间以及技能最少化并且还有助于将滞留空气最少化。然而，该系统也易于预装LVF。在至少图2的实施方式中，该装入口60是止回阀，其允许操作者将系统充满LVF，该LVF从骨水泥容器14通过加长管16并回到控制手柄12的LVF容器22，期间始终按压在控制手柄上的安全释放按钮46以打开止回阀44。以这种方式，如果有任何少量的气泡存在于系统内(即，骨水泥容器14、加长管16以及控制手柄12)，它们就被迫进入到LVF容器22中，在此处它们将保持被截留的状态并且没有被吸入到动力活塞中的危险，也不需要外科医生以任何方式操作该装置。结果，滞留在LVF容器22内的任何空气都不会被引回到该系统中。

如上所述，骨水泥容器14是足够小的、轻的和紧凑的以被直接地安装到套管18的顶端。这样，蛋形骨水泥容器14通过骨水泥容器连接器64安装到套管18的上部手柄部62上，容器14例如通过其与骨水泥容器连接器间的螺纹接头66可移除地连接到骨水泥容器连接器上。连接器64被成形为使得骨水泥容器14的曲线形的外表面被保持在连接器的一侧上，并且连接器64包括与套管18的手柄62的上表面内的相应开口相接合的第二配合部65。

现在，参见图6a-6b，和本骨水泥注射系统10一起使用的套管70包括手柄部72和管状套管本体74。与许多熟知的套管设计相反，诸如在国际专利申请号为No.PCT/CA2005/000222、公开日为2005年8月25日、国际专利申请公开号为No.WO 2005/000222的国际专利申请中描述的套管，该申请的内容通过参考并入本申请中，套管70的手柄72是一种在人体工程学上以及功能上均为改进的设计。套管70被改进用以解决在椎体中的套管置放所存在的问题，因为将引导的基尔希纳(氏)钢丝(K-wire)首先插入到骨头中，然后再将其用作导向装置以使套管在上面滑动，随后指向外科医生的手和/或手掌，这样会使得外科医生不能容易地操作T形手柄。更具体地，管状本体74从手柄72偏移，或者换言之，套管本体74并没有如现有技术中的大部分T形手柄那样位于手柄上的横向中点处。这样，手柄72具有较大的上部表面，其能够与外科医生的手和/或手掌接触，使得能够对套管较好的控制并因此提高将其插入到椎骨中的精确性。进一步地，与现有技术中的标准套管的手柄相比，手柄72是较宽的，标准套管的手柄典型具有相对窄的T形手柄。如图6b所示，更宽的手柄72为外科医生的拇指71提供了更大空间从而使其尽可能地靠近管状套管本体74的手柄的上部开口75搁置。具体地，横向搁板73从手柄72的中心本体77向外延伸并从突起的中心本体部77凹进，外科医生的拇指可以沿横向搁板搁置以在套管插入到椎体内的插入期间更精确地控制套管70。当套管在引导线上向前移动并进入到椎体中时，这些横向凹进的搁板73也有助于减少引导线刺入外科医生的手的风险。当套管在引导线上向下滑动时，套管70的这种设计也减少了引导线的弯曲的可能性，并且因而防止将套管与线意外连接，这种连接能够导致位于患者内的引导线的不必要的前移。最终，手柄72的设计允许外科医生最大化控制用来推动以及转动套管70向下通过椎弓根进入到椎骨中的力。

本系统的另一方面是用于确定应用骨水泥注射系统10所注射的骨水泥的粘性的安全等级的方法，以及当希望的粘性等级已经达到时用于指示的指示装置。安全地注射骨水泥需要在用于注射骨水泥所需的时间以及粘性的安全等级之间精确地平衡。如果留给骨水泥太长时间使其聚合，会导致骨水泥具有太高的粘性，这将更难以注射骨水泥而且在骨水泥凝固之前留给外科医生在必要时处理骨水泥的剩余时间不多。相反地，如果以低粘性状态注射骨水泥，外科医生具有足够的时间来完成注射并在骨水泥处于从椎体泄漏的风险时进行矫正。如上所述，以前被外科医生所应用的熟知的方法是非常定性的，即，外科医生在从注射装置中取出的骨水泥试样上进行“手套测试”(glove test)法。如果成团的骨水泥粘住手套，那么骨水泥就是不可使用的。由于这种方法并不是非常可靠，本系统包括在骨水泥聚合期间确定何时可以将其注射到骨骼元件的方法。从而，这个系统提供了更无偏见的以及更受控的方法，其用于指示用于注射骨水泥的理想的起始点。

如图9的图表所示，其示出了一个特定实施例的测试结果，所进行的测试中，当骨水泥聚合时，测量了PMMA骨水泥试样的温度和粘性。这种测试的结果表明，到骨水泥被认为具有用于注射的粘性的安全等级(即，大于约300Pa*s)时，其温度与其起始温度约有1-2摄氏度的变化。因此，温度被确认为骨水泥凝固过程中粘度所达到的等级的一个有效且可靠的的指标。考虑到这点，本系统10可以包括粘性等级指示器，其包括例如能够测量容纳在骨水泥容器14中的骨水泥的温度的温度传感器。温度传感器可以包括例如热电偶或热敏电阻。因而，粘性等级指示器包括与温度传感器电通讯的电路，以便于当温度达到与所要求的用于注射的骨水泥的粘性等级相应的预定等级时，启动可见的或可听的指示器，诸如光或警告声。因此，例如，发光二极管(LED)可以直接地设置在骨水泥容器上并与其容腔内的温度传感器通信，且当所要求的骨水泥的粘性达到时该发光二极管(LED)将由红色转变为绿色。所以，这样允许外科医生能够容易地且精确地确定所要求的温度并且因此在注射开始之前能够确定必须达到的骨水泥的粘性等级。确定从起始温度测量的所要求的温度升高并因而确定骨水泥的粘性的可选择的实施方法包括直接地设于骨水泥混合物自身中或容器14的内部表面内的感温晶体，以使得当骨水泥混合物达到与所要求的最小粘性等级相应的特定温度时，该感温晶体就变化颜色从而向外科医生提供关于何时注射骨水泥的精确的视觉指示。

本骨水泥注射系统10可以是一次性的，并且优选地，可以使用可易于获得的液压流体，诸如蒸馏水或盐水溶液作为低粘性流体。在大多数医院的供应室中，这种流体是可以获得并随时供应的。进一步地，不是必须将一次性装置充满LVF，而是该LVF可以在LVF容器内被预装或预充，因此，进一步地通过省略这种填充步骤而简化了本系统的应用。本系统也允许注射大量的骨水泥而不需要将装置移除用于再次填充。

关于将骨水泥注射到椎骨中的使用，尽管大体上如上所述，然而，可以理解本系统10也可以用来将其他的粘性物质注射到现有的任何容腔或虚拟容腔，其中，后者在注射过程中形成。然而大体上，为了增加组织或替换组织的目的，本系统10用于注射高粘性物质。增加组织会产生更大的机械强度和更大的体积。实施组织替换是因为由于生理的或病理的过程(例如，年龄、退化、感染、损伤)或由于外科切除手术而损失组织。因此，虽然本系统10的主要应用是用于将比较粘性的骨水泥注射到椎体中而用来增强，另一个可能的应用是椎间盘组织的替换，更具体地说，以粘性凝胶替换髓核。然而，其他的应用是将用于机械增强的骨水泥注射到诸如大腿骨、膝盖周围的干骺端长骨区、桡骨远端以及其他的骨骼中而不是椎骨中。

上述说明仅仅是示范性的，并且，本领域的技术人员可以理解在不脱离本发明的所公开的范围下可以对所述的实施方式进行改变。对于那些本领域的技术人员来说，根据对该公开的评述，其他被视为落入到本发明范围内的修改是显而易见的，并且这些修改被视为落入所附权利要求的范围内。

Claims (44)

1.用于将不可压缩的低粘性流体注射到适于与套管相接合的骨水泥容器的系统，经由所述套管，高粘性骨水泥从所述骨水泥容器输送到骨骼元件，所述系统包括控制手柄，所述控制手柄具有圆筒形本体、处于所述圆筒形本体的外端的握持部和位于中心的由拇指操控的动力活塞的柱塞，所述握持部被构造为用于容纳使用者的至少两个手指从而允许使用者单手操控所述控制手柄，所述圆筒形本体包括相对彼此同心布置的所述动力活塞和低粘性流体容器，所述低粘性流体容器容纳所述不可压缩的低粘性流体，所述动力活塞贯穿所述低粘性流体容器的中心纵向地延伸，所述动力活塞具有入口和出口，其中，所述入口与所述低粘性流体容器连通用于将低粘性流体吸到所述动力活塞中，当所述动力活塞的所述柱塞被使用者的拇指按压时，所述低粘性流体经由所述出口排出。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述骨水泥容器远离所述控制手柄并通过加长管以流体流动连通的方式连接到所述控制手柄，所述加长管大体上是非柔顺性的且在所述控制手柄的所述动力活塞的所述出口和所述骨水泥容器的入口之间延伸。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述骨水泥容器具有大体上非柔顺性的本体和隔膜，所述非柔顺性的本体在其内形成可加压的容腔，所述隔膜布置在所述容腔内并将所述容腔分成位于其一侧的低粘性流体容纳部和位于其另一侧的高粘性流体容纳部，所述低粘性流体容纳部与连到所述骨水泥容器的所述入口是流体连通的，所述高粘性流体容纳部与所述骨水泥容器的出口是流体连通的，当通过所述控制手柄在所述隔膜内注射所述低粘性流体时，所述隔膜通过所述低粘性流体在加载位置和配给位置之间是可移动的，其中，当处于所述加载位置时，所述隔膜靠近所述容腔的近端端壁且所述高粘性流体容纳部占据所述容腔的大部分，当处于所述配给位置时，所述隔膜朝着所述容腔的远端端壁移动且所述低粘性流体容纳部占据所述容腔的大部分，藉此，所述隔膜起着物质移动膜的作用，反作用到其上的所述低粘性流体使所述隔膜移动从而迫使在所述隔膜的所述另一侧上的所述高粘性物质经由所述骨水泥容器的所述出口而从所述容腔排出。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述隔膜的形状与所述骨水泥容器内所述容腔的相对的近端端壁和远端端壁相对应。

5.如权利要求3所述的系统，其中，当所述隔膜处于所述加载位置时，所述骨水泥容器的所述容腔大体上充满所述高粘性物质。

6.如权利要求3所述的系统，其中，所述容腔的所述相对的近端端壁和远端端壁限定了半球形的凹进形状。

7.如权利要求3所述的系统，其中，所述骨水泥容器包括由近端半部和远端半部组成的本体，所述近端半部包括连到所述骨水泥容器的所述入口，所述远端半部包括连到所述骨水泥容器的所述出口，所述近端半部和远端半部被密封地紧固在一起从而封闭其内的所述容腔，所述近端半部配合容纳在所述远端半部的相应开口内，使得所述远端半部的环形壁部包围所述近端半部。

8.如权利要求7所述的系统，其中，一个或多个密封件径向地布置在所述骨水泥容器本体的所述近端半部的外周向壁和所述远端半部的所述环形壁部之间。

9.如权利要求8所述的系统，其中，当被紧固在一起时，所述隔膜的外部周边在所述骨水泥容器本体的所述近端半部和远端半部之间提供密封。

10.如权利要求9所述的系统，其中，位于近端的螺帽可松开地将所述骨水泥容器本体的所述近端半部和远端半部固定在一起，其中，所述螺帽环绕所述近端半部的近端半部。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制手柄的所述动力活塞包括压力释放机构，其用于平衡所述动力活塞内的压力，从而移除由所述动力活塞作用在所述低粘性流体上的力并即时地停止所述低粘性流体进一步移动通过所述系统。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述压力释放机构包括压力释放阀，其与所述动力活塞的所述出口流体连通，当启动所述压力释放阀时用于将所述动力活塞内的压力与大气压平衡。

13.如权利要求12所述的系统，其中，压力释放按钮靠近所述控制手柄上的所述握持部布置，所述压力释放按钮启动所述压力释放阀。

14.如权利要求13所述的系统，其中，压力释放按钮是环形按钮，其与所述动力活塞以及所述柱塞同心并环绕所述动力活塞和所述柱塞。

15.如权利要求11所述的系统，其中，所述压力释放机构包括一个或多个一体地设置在所述动力活塞内的密封件，所述密封件具有预定的临界压力，所选的所述临界压力大于骨水泥注射所需的所述低粘性流体的最大正常压力但小于危及到所述系统的部件的力学性能时的预定压力，藉此，所述密封件被设计为当所述低粘性流体的压力大于所述最大正常压力时其有意地但暂时地泄漏。

16.如权利要求3所述的系统，其中，所述骨水泥容器的容腔的所述低粘性流体容纳部限定了第一体积，并且所述骨水泥容器的容腔的所述高粘性流体容纳部限定了第二体积，其中，所述隔膜的移动反比例地改变所述第一体积和第二体积。

17.用于将高粘性骨水泥注射到用于输送到骨骼元件的套管的系统，所述系统包括：

控制手柄，其被构造为由使用者单手操控，所述控制手柄具有圆筒形本体，所述圆筒形本体具有相对彼此同心布置的动力活塞和低粘性流体容器，所述低粘性流体容器容纳不可压缩的低粘性流体，所述动力活塞贯穿所述低粘性流体容器的中心而纵向延伸，所述动力活塞具有入口和出口，所述入口与所述低粘性流体容器连通用于将所述低粘性流体吸到所述动力活塞中，当所述动力活塞的柱塞被使用者按压时，所述低粘性流体经由所述出口排出；以及

骨水泥容器，其容纳所述高粘性骨水泥，所述骨水泥容器远离所述控制手柄并通过加长管以流体流动连通的方式连接到所述控制手柄，所述骨水泥容器具有入口和出口，所述入口与所述控制手柄的所述动力活塞的所述出口以流体流动连通的方式连接，所述出口适于与所述套管连通用于将所述高粘性物质输送到所述套管中，所述第二容器具有非柔顺性的本体，其内形成容腔，隔膜布置在所述容腔内并具有固定到所述本体的外部周边，所述隔膜将所述容腔分成位于其一侧的低粘性流体容纳部和位于其另一侧的高粘性流体容纳部，所述低粘性流体容纳部与连到所述第二容器的所述入口是流体连通的，所述高粘性流体容纳部与所述第二容器的所述出口是流体连通的，所述隔膜的形状与所述容腔的相对的近端端壁和远端端壁相对应，通过所述低粘性流体，所述隔膜在加载位置和配给位置之间是可移动的，其中，当处于所述加载位置时，所述隔膜紧靠于所述近端端壁且所述容腔充满所述高粘性物质，当处于所述配给位置时，所述隔膜朝着所述远端端壁移动且所述容腔至少部分地充满所述低粘性流体，所述隔膜因而是物质移动膜，其通过反作用在其上的所述低粘性流体移动，从而迫使在所述隔膜的所述另一侧上的所述高粘性物质经由所述第二容器的所述出口排出所述容腔并进入到所述套管。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述骨水泥容器的所述容腔限定了与横向延伸的中心平面对称的形状。

19.如权利要求17所述的系统，其中，所述容腔的所述相对的近端端壁和远端端壁限定了半球形的凹进形状。

20.如权利要求17所述的系统，其中，所述骨水泥容器的所述容腔大体上为长圆形，其具有将所述相对的近端端壁和远端端壁相互连接的圆筒形中部，所述相对的近端端壁和远端端壁具有半球形的凹进形状。

21.如权利要求20所述的系统，其中，所述隔膜具有大体上与所述容腔的所述近端端壁和远端端壁相对应的半球形形状。

22.如权利要求17所述的系统，其中，所述隔膜的所述外部周边在所述容腔的所述近端端壁和远端端壁之间的中点处固定到所述骨水泥容器的所述本体上。

23.如权利要求17所述的系统，其中，所述骨水泥容器的所述本体包括第一半部和第二半部，它们可移除地紧固到一起用以封闭所述容腔，当被紧固到一起时，所述隔膜的所述外部周边在所述本体的所述第一半部和所述第二半部之间提供密封。

24.如权利要求17所述的系统，其中，非柔顺性的加长管在所述控制手柄和所述骨水泥容器之间延伸。

25.如权利要求24所述的系统，其中，所述加长管可移除地与所述骨水泥容器和所述控制手柄接合。

26.如权利要求17所述的系统，其中，所述骨水泥容器被构造为用于直接地安装到所述套管。

27.如权利要求17所述的系统，其中，所述动力活塞包括安全释放阀，其用于平衡所述动力活塞内的压力。

28.如权利要求27所述的系统，其中，所述安全释放阀与所述动力活塞的所述出口是流体连通的，用于当启动所述压力释放阀时将所述动力活塞内的压力与大气压平衡，因而移除由所述动力活塞作用在所述低粘性流体上的力并从而即时地停止所述低粘性流体进一步移动通过所述系统。

29.如权利要求17所述的系统，其中，所述低粘性流体容纳部限定了第一体积，所述高粘性流体容纳部限定了第二体积，其中，所述隔膜的移动反比例地改变所述第一体积和第二体积。

30.如权利要求17所述的系统，其中，所述隔膜是柔性的且大体上是非顺从性的。

31.如权利要求17所述的系统，其中，所述隔膜包括中心顶部，其具有比所述隔膜的其余部分的厚度更厚的厚度。

32.用于将高粘性物质注射到骨骼元件的装置，所述装置包括：

容器，用于在注射所述高粘性物质前储存所述高粘性物质，所述容器具有大体上非柔顺性的本体，所述非柔顺性的本体在其内形成容腔，所述容器还包括连到所述容腔的入口和出口，物质移动膜将所述容腔分成第一部分和第二部分，所述第一部分具有适于通过连到所述容腔的所述入口接收不可压缩的低粘性流体的第一体积，所述第二部分具有适于接收所述高粘性物质的第二体积，所述物质移动膜是柔性的以便于与所述容腔的相对的近端端壁和远端端壁相对应，通过所述低粘性流体，所述物质移动膜在加载位置和配给位置之间是可移动的，其中，当处于所述加载位置时，所述物质移动膜紧靠所述近端端壁且所述容腔内仅容纳所述高粘性物质，当处于所述配给位置时，所述隔膜通过所述低粘性流体朝着所述远端端壁移动，因而所述物质移动膜反比例地改变所述第一体积和第二体积；以及

流体注射器，其与所述容腔的所述入口以流体流动连通的方式连接，所述流体注射器是可操控的用以使不可压缩的所述低粘性流体移动到所述容腔的所述第一部分中，以使所述容腔内的所述物质移动膜移动从而增大所述第一体积并减小所述第二体积，因而将所述高粘性物质通过所述容腔的所述出口排出所述本体。

33.如权利要求32所述的装置，其中，所述流体注射器包括低粘性流体容器和用于使所述低粘性流体移动的一体的动力活塞。

34.如权利要求33所述的装置，其中，所述动力活塞被同心地布置在所述低粘性流体容器内。

35.如权利要求32所述的装置，其中，所述流体注射器包括控制手柄，所述控制手柄被构造为由使用者单手来操控，所述流体注射器具有被构造成容纳使用者的手的至少两个手指的封闭指环，从而允许所述控制手柄进行旋转、远离竖直方位倾斜以及倒转的至少一个动作。

36.如权利要求33所述的装置，其中，柱塞布置在所述低粘性流体容器内并在低粘性流体的等级变化时在所述低粘性流体容器内移动，所述柱塞起着流体等级引导的作用，其允许精确地确定从所述流体注射器注射出的低粘性流体的量，并从而确定从所述高粘性流体容器的容腔的所述出口排出的所述高粘性物质的量。

37.如权利要求32所述的装置，其中，所述容器的本体包括第一半部和第二半部，它们可移除地紧固到一起以封闭所述容腔，所述物质移动膜的所述外部周边接合在所述容器的本体的所述第一半部和所述第二半部之间，并在所述第一半部和所述第二半部紧固在一起时提供其间的密封。

38.如权利要求32所述的装置，其中，所述容器的所述容腔限定了与横向延伸的中心平面对称的形状。

39.如权利要求32所述的装置，其中，所述容腔的所述相对的近端端壁和远端端壁限定了半球形的凹进形状。

40.如权利要求39所述的装置，其中，所述物质移动膜具有大体上与所述容腔的所述近端端壁和远端端壁相对应的半球形形状。

41.如权利要求32所述的装置，其中，所述容腔大体上是长圆形的，其具有使所述相对的近端端壁和远端端壁相互连接的圆筒形中部，所述相对的近端端壁和远端端壁具有半球形的凹进形状。

42.用于将高粘性物质输送到骨骼元件的套管，所述套管包括：

管状套管本体，所述管状套管本体限定了纵向轴线以及在所述套管的入口和出口之间以所述套管本体的长度延伸的导管，所述导管适于容纳所述高粘性物质以输送到所述出口；以及

手柄，其靠近所述入口固定到所述管状套管本体的外端，所述手柄限定了在其相对的两端之间的长度和沿所述长度的中点，所述手柄相对所述管状套管本体的所述纵向轴线大体上横向延伸，所述手柄与所述管状套管本体相交在所述手柄上位于所述中点和所述相对的两端的其中一端之间的偏移点处。

43.如权利要求42所述的套管，其中，所述手柄包括中心本体和在所述手柄的所述两端之间延伸的横向搁板，所述横向搁板从所述中心本体的任一侧沿着其长度延伸，所述横向搁板从所述中心本体部凹进，所述中心本体部相对于所述横向搁板突出。

44.用于将高粘性物质注射到用于输送到骨骼元件的套管的系统，所述系统包括：

容器，其用于在注射所述高粘性物质前储存所述高粘性物质，所述容器具有大体上非柔顺性的本体，所述非柔顺性的本体在其内形成容腔，所述容器还包括连到所述容腔的入口和出口，物质移动膜将所述容腔分成第一部分和第二部分，其中，所述第一部分具有适于通过连到所述容腔的所述入口接收不可压缩的低粘性流体的第一体积，所述第二部分具有适于接收所述高粘性物质的第二体积，通过所述低粘性流体，所述物质移动膜在加载位置和配给位置之间是可移动的，其中，当处于所述加载位置时，整个所述容腔大体上充满所述高粘性物质，当处于所述配给位置时，所述容腔大体上充满所述低粘性流体；

低粘性流体注射器，其与所述容器的所述入口以流体流动连通的方式连接，所述流体注射器使所述不可压缩的低粘性流体移动到所述容器中的所述容腔的第一部分，从而使所述物质移动膜在所述容腔内移动以增大所述第一体积并减小所述第二体积，因而通过所述出口将所述高粘性物质强制排出所述容器的所述本体外；以及

粘性等级指示器，其与所述容器内的所述容腔的至少所述第二部分以热传导的方式连通，所述粘性等级指示器包括温度传感器和指示元件，所述温度传感器连续地测量容纳在所述容腔中的所述高粘性流体的温度，所述指示元件与所述温度传感器电通讯用于当所测温度达到预定升高率时指示所述高粘性物质已经达到临界聚合时间，所述临界聚合时间与选定的适合于高粘性物质注射的粘性等级相对应。

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