DE20005333U1 - Preparation and application device for implant materials - Google Patents

Preparation and application device for implant materials

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DE20005333U1
DE20005333U1 DE20005333U DE20005333U DE20005333U1 DE 20005333 U1 DE20005333 U1 DE 20005333U1 DE 20005333 U DE20005333 U DE 20005333U DE 20005333 U DE20005333 U DE 20005333U DE 20005333 U1 DE20005333 U1 DE 20005333U1
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Coripharm Medizinprodukte GmbH & Co. KG
Lagerstr. 11-15, 64807 Dieburg
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Aufbereitungs- und Applikationsvorrichtung für ImplantatmaterialienPreparation and application device for implant materials

Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungs- und Applikationsvorrichtung für aus wenigstens einer pulver- oder granulatförmigen und einer flüssigen Komponente unmittelbar vor Gebrauch aufzubereitende Implantatmaterialien mit einem ersten, die pulvrige oder granulatförmige Komponente steril abgeschlossen aufnehmenden Behälter und einen zweiten, die flüssige Komponente steril abgeschlossen aufnehmenden Behälter, welcher mit dem ersten Behälter verbindbar ist, wobei Mittel zur Herstellung einer Überströmverbindung zwischenThe invention relates to a preparation and application device for implant materials consisting of at least one powdered or granular component and one liquid component, which are to be prepared immediately before use, with a first container which holds the powdered or granular component in a sterile manner and a second container which holds the liquid component in a sterile manner and which can be connected to the first container, wherein means for producing an overflow connection between

&iacgr;&ogr; den Behältern, zur Verdrängung der flüssigen Komponente aus dem zweiten in&iacgr;&ogr; the containers, to displace the liquid component from the second in

den ersten Behälter und zur innigen homogenen Vermischung der Komponenten im ersten Behälter durch Bewegung eines im ersten Behälter angeordneten, an einem abgedichtet aus dem Behälter herausgeführten Mischschaft angeordneten Mischorgans vorgesehen und der erste Behälter an eine Unterdruckquelle anschließbar ausgebildet ist.the first container and for intimate homogeneous mixing of the components in the first container by movement of a mixing element arranged in the first container and arranged on a mixing shaft which leads out of the container in a sealed manner, and the first container is designed to be connectable to a vacuum source.

In der operativen Behandlung von Defekten am Skelettsystem haben sich in den letzten Jahren zunehmend minimal-invasive Behandlungsverfahren durchgesetzt. So wird insbesondere in der Orthopädie und Unfallchirurgie von Methoden Gebrauch gemacht, bei denen die Behandlung selbst, teilweise unter Röntgenkontrolle, z.B. nur noch durch Stichinzisionen oder perkutan durchgeführt wird. Der Vorteil dieser Verfahren gegenüber der konservativen, offenen Chirurgie liegt auf der Hand: Der Eingriff ist für den Patienten weit weniger belastend, die Liegezeiten im Krankenhaus werden signifikant verkürzt und damit die Behandlungskosten deutlich gesenkt. Außerdem ist die Infektionsgefahr wesentlich geringer, so dass langfristige und kostspielige Komplikationen vermieden werden können.In recent years, minimally invasive treatment methods have become increasingly popular in the surgical treatment of defects in the skeletal system. In particular, in orthopedics and trauma surgery, methods are used in which the treatment itself is carried out, sometimes under X-ray control, e.g. only through puncture incisions or percutaneously. The advantage of these methods compared to conservative, open surgery is obvious: the procedure is far less stressful for the patient, hospital stays are significantly shortened and treatment costs are therefore significantly reduced. In addition, the risk of infection is much lower, so that long-term and costly complications can be avoided.

Speziell bei der rekonstruktiven Behandlung von Knochendefekten werden im Zuge der minimal-invasiven Behandlung Füll-, Stabilisierungs-, Hilfs- und/oder Wirkstoffe perkutan direkt an den Ort des Defektes gebracht. Sie dienen dort insbesondere der Defektauffüllung und Teilstabilisierung, sowie der Anregung von Reparaturvorgängen, der Induktion und Beschleunigung von Neovaskularisierung und Knochenneubildung, sowie der Verhütung und/oder Behandlung von Infektionen im Defektbereich. Die meisten der dabei zur Anwendung kom-Especially in the reconstructive treatment of bone defects, fillers, stabilisers, auxiliary agents and/or active substances are delivered percutaneously directly to the site of the defect during minimally invasive treatment. They are used there in particular to fill the defect and partially stabilise it, as well as to stimulate repair processes, induce and accelerate neovascularisation and new bone formation, and to prevent and/or treat infections in the defect area. Most of the substances used in this process are

0 menden Materialien oder Wirkstoffe, bzw. deren Kombinationen, können allerdings aufgrund ihrer besonderen Zusammensetzung und der daraus resultierenden Konsistenz nicht mit herkömmlichen Injektionsspritzen appliziert werden. Vielmehr ist es notwendig, besondere, dem jeweiligen Produkt eigens angepasste und entsprechende Applikatoren anzuwenden, um die Therapeutika, d.h. die Implantatmaterialien, einfach und sicher an den Ort ihrer Anwendung zu bringen.0 However, the materials or active ingredients, or their combinations, cannot be applied with conventional injection syringes due to their special composition and the resulting consistency. Instead, it is necessary to use special applicators that are specifically adapted to the respective product in order to bring the therapeutic agents, i.e. the implant materials, to the place of application easily and safely.

Selbstverständlich ist es notwendig, die meist aus verschiedenen Einzelkomponenten bestehenden Implantatmaterialien vor ihrer Applikation zusammenzuführen und zu einer homogenen Matrix zu vermischen.Of course, it is necessary to bring together the implant materials, which usually consist of different individual components, and mix them into a homogeneous matrix before application.

Dabei hat sich allerdings gezeigt, dass die chemisch-physikalischen Eigenschaften der Implantate, insbesondere aber ihre mechanische Festigkeit wichtige Voraussetzungen für die optimale Erfüllung ihrer Aufgaben - ganz wesentlich durch die Art und Weise des durchgeführten Mischvorganges beeinflusst werden.However, it has been shown that the chemical and physical properties of the implants, and in particular their mechanical strength - important prerequisites for the optimal performance of their tasks - are significantly influenced by the type and manner of the mixing process carried out.

Dies sei am Beispiel des Implantatmaterials Knochenzement, wo diese Einflüsse intensiv untersucht wurden, deutlich gemacht:This is made clear using the example of the implant material bone cement, where these influences have been intensively investigated:

Seit mehreren Jahren ist bekannt, dass die mechanische Fertigkeit von Knochenzementen durch größere und kleinere Lufteinschlüsse, die insbesondere bei der Vermischung der Zementkomponenten in die resultierende Zementmatrix gelangen, erheblich reduziert wird. Diese Schwächung des Zementes ist physikalisch leicht mess- und nachweisbar und sie ist verständlich, wenn man berücksichtigt, dass, insbesondere bei unsachgemäßer Anmischung der Komis ponenten von Hand, bis zu 25 % Luft in der Zementmatrix enthalten sein können. Diese im Zement eingeschlossenen Luftblasen erzeugen Poren, die bei späterer Belastung durch die Prothese zu Riss- und Spaltenbildungen im Zement führen. Dies wiederum verursacht eine vorzeitige Zerrüttung des die Prothese umgebenden Zementmantels, was zu einer Prothesenlockerung mit der Notwendigkeit der Prothesenentfernung führt. Umgekehrt haben experimentelle und klinische Studien gezeigt, dass annähernd luft- und damit porenfreie Zemente zu einer höheren fatigue-Resistenz und damit zu einer Verlängerung der Lebensdauer von Endoprothesen beitragen.It has been known for several years that the mechanical properties of bone cements are significantly reduced by larger and smaller air inclusions that enter the resulting cement matrix, particularly when the cement components are mixed. This weakening of the cement is easily measured and proven physically, and it is understandable when one considers that, particularly when the components are mixed incorrectly by hand, the cement matrix can contain up to 25% air. These air bubbles trapped in the cement create pores that lead to cracks and fissures in the cement when the prosthesis is later loaded. This in turn causes premature disruption of the cement mantle surrounding the prosthesis, which leads to loosening of the prosthesis and the need for the prosthesis to be removed. Conversely, experimental and clinical studies have shown that cements that are almost air-free and therefore pore-free contribute to greater fatigue resistance and thus to an extension of the service life of endoprostheses.

Neben diesem Beispiel aus dem Bereich der Knochenzemente sei auf technische Verfahren bei der Keramikproduktion verwiesen. Auch dort ist es der Stand der Technik, insbesondere bei der Verarbeitung hochwertiger Gipse und Abformmaterialien porenfreie (d.h. insbesondere luftfreie) Matrizes herzustellen, um so die notwendigen mechanischen Festigkeiten des Endproduktes zuIn addition to this example from the field of bone cement, reference should be made to technical processes in ceramic production. Here too, the state of the art, especially when processing high-quality plasters and impression materials, is to produce pore-free (i.e. air-free) matrices in order to achieve the necessary mechanical strength of the end product.

0 erreichen.Reach 0.

Sinngemäß müssen aber auch bei medizinischen Implantatmaterialien wie z.B. solche auf Basis von Kalziumphosphaten, Kalziumsulfaten oder gewisser Polymere, die neben ihrer physiologischen Wirkung auch noch eine stabilisierende Funktion auszuüben haben, die gleichen Voraussetzungen erfüllt sein. Auch bei der Zubereitung und Mischung dieser Produkte müssen Lufteinschlüsse sicher vermieden werden, um die gewünschte mechanische Festigkeit im Endprodukt des Implantatmaterials sicherzustellen.The same requirements must also be met for medical implant materials such as those based on calcium phosphates, calcium sulfates or certain polymers, which have a stabilizing function in addition to their physiological effect. Air inclusions must also be avoided when preparing and mixing these products in order to ensure the desired mechanical strength in the end product of the implant material.

Während allerdings im technischen Bereich bereits seit langem entsprechend &iacgr;&ogr; verfahren wird, gibt es im medizinischen Bereich noch keine entsprechendenWhile the technical field has been doing this for a long time, there are still no corresponding

Anmisch- und/oder Applikationssysteme für z. B. keramische Implantatmaterialien. Bei den Knochenzementen hat die Erkenntnis dieser Problematik in den zurückliegenden Jahren zu einer intensiven Beschäftigung mit Anmischsystemen geführt, mit dem Ziel, Verfahren zu entwickeln, mit deren Hilfe es möglich ist, Lufteinschlüsse im Zement beim Anmischen der Zementkomponenten weitestgehend zu vermeiden, und Mischmethoden zu erarbeiten, die reproduzierbare und standardisierte Mischergebnisse sicherstellen.Mixing and/or application systems for ceramic implant materials, for example. In the case of bone cements, the recognition of this problem has led to intensive work on mixing systems in recent years, with the aim of developing processes that make it possible to largely avoid air inclusions in the cement when mixing the cement components, and to develop mixing methods that ensure reproducible and standardized mixing results.

Wiederum soll am Beispiel der sehr gut untersuchten Knochenzemente dieseAgain, using the example of very well-researched bone cements, this

0 Entwicklung verdeutlicht werden: Das Ergebnis intensiver Bemühungen führte0 development: The result of intensive efforts led

zu der heute allgemein anerkannten und als Stand der Technik angesehenen sogenannten „Vakuum-Mischtechnik", bei der das Mischen der Zementkomponenten (Polymerpulver und Monomerflüssigkeit) in besonders geeigneten und eigens hierfür gestalteten Anmischgefäßen bzw. Applikationskartuschen unter vermindertem Atmosphärendruck durchgeführt wird.to the so-called "vacuum mixing technology" which is now generally accepted and regarded as state of the art, in which the mixing of the cement components (polymer powder and monomer liquid) is carried out in particularly suitable and specially designed mixing vessels or application cartridges under reduced atmospheric pressure.

Um dabei ein „Vakuum" (einen reduzierten Luftdruck) zu erreichen, der den Luftgehalt in der fertig gemischten Zementmatrix auf ein Minimum reduziert, müssen während des Mischvorgangs Restdrucke von ca. 100 bis 200 mbarIn order to achieve a "vacuum" (a reduced air pressure) that reduces the air content in the ready-mixed cement matrix to a minimum, residual pressures of approx. 100 to 200 mbar must be maintained during the mixing process.

&ogr; sichergestellt werden.&ogr; can be ensured.

t · · t · 1t · · t · 1

Praktisch wird hierfür das Zementanmischgefäß nach Einfüllen der Zementkomponenten dicht verschlossen und über einen Schlauch an eine mit Druckluft angetriebene Pumpe angeschlossen. Je nach Druckluftquelle und Pumpenkonstruktion wird dabei - mehr oder weniger schnell - die im Mischsystem enthaltene Luftmenge reduziert, so dass mehr oder weniger geringe Restdrucke resultieren, wobei es aber nicht mit jedem im Markt befindlichen System gelingt, den Luftdruck so weit abzusenken, dass tatsächlich das Ziel - ein annähernd porenfreier Zement - auch praktisch erreicht wird.In practice, this involves sealing the cement mixing vessel tightly after filling it with the cement components and connecting it to a pump driven by compressed air via a hose. Depending on the compressed air source and pump design, the amount of air contained in the mixing system is reduced - more or less quickly - so that more or less low residual pressures result, although not every system on the market is able to reduce the air pressure so far that the goal - an almost pore-free cement - is actually achieved in practice.

Ein ganz wesentliches Problem bei dieser Art der „Vakuum-Mischung" von Knochenzementen besteht darin, dass neben den sehr unterschiedlichen Pumpenleistungen insbesondere die zum Betreiben der Pumpen notwendige klinikeigene Druckluftversorgung im Operationsraum sehr großen Schwankungen unterworfen ist. So variiert die hauseigene Druckluft in verschiedenen Kliniken ggf. nicht nur tageszeitlich sondern oft generell zwischen Ausgangsdrucken von ca. 5 bis ca. 10 bar, was natürlich die Pumpenleistung und damit das „Vakuum" in den Anmischgefäßen und als Folge davon die Zementqualität bzgl. der Lufteinschlüsse erheblich beeinflusst. Standardisierbare und reproduzierbare Mischergebnisse sind auf diese Weise nicht zu realisieren.A very significant problem with this type of "vacuum mixing" of bone cement is that, in addition to the very different pump performances, the hospital's own compressed air supply in the operating room, which is required to operate the pumps, is subject to very large fluctuations. For example, the in-house compressed air in different hospitals may vary not only depending on the time of day but often generally between initial pressures of approx. 5 to approx. 10 bar, which of course significantly influences the pump performance and thus the "vacuum" in the mixing vessels and, as a result, the cement quality with regard to air inclusions. Standardizable and reproducible mixing results cannot be achieved in this way.

Über dies haben nur einige der heute eingesetzten Pumpen ein Manometer, das die Pumpenleistung anzeigt und während des Mischvorganges kontrolliert. Diese Messeinrichtungen an den Pumpen selbst geben aber nicht notwendigerweise die Druckverhältnisse in den eigentlichen Anmischgefäßen wieder.Furthermore, only some of the pumps used today have a pressure gauge that displays the pump output and monitors it during the mixing process. However, these measuring devices on the pumps themselves do not necessarily reflect the pressure conditions in the actual mixing vessels.

5 Dabei ist eine sichere Kontrolle des Restdrucks im Anmischgefäß während der5 It is important to ensure that the residual pressure in the mixing vessel is monitored during

gesamten Dauer des Mischvorganges unbedingte Voraussetzung für ein adäquates, verlässliches Mischergebnis. Bei allen bekannten „VakuunrT'-Mischsystemen fehlen tatsächlich geeignete Anzeige- oder Messeinrichtungen an den Mischgefäßen selbst, so dass nicht sichergestellt werden kann, dass in demThe entire duration of the mixing process is an absolute prerequisite for an adequate, reliable mixing result. In all known "vacuum" mixing systems, suitable display or measuring devices are actually missing on the mixing vessels themselves, so that it cannot be guaranteed that in the

0 Anmischgefäß vor und/oder während des eigentlichen Mischvorgangs der At-0 Mixing vessel before and/or during the actual mixing process of the At-

mosphärendruck auch tatsächlich auf den für das Mischergebnis - nämlich ein weitestgehend porenfreier Zement - notwendigen Restdruck abgesenkt wurde.atmospheric pressure was actually reduced to the residual pressure necessary for the mixing result - namely a largely pore-free cement.

Hieraus ergeben sich ganz wesentliche Nachteile für die zur Zeit angewandten Verfahren selbst und erhebliche Risiken für die Qualität des Zementes und damit verbunden für den klinischen Langzeiterfolg des künstlichen Gelenkersatzes. This results in significant disadvantages for the procedures currently used and considerable risks for the quality of the cement and thus for the long-term clinical success of the artificial joint replacement.

Darüber hinaus gehen heute mehr und mehr Kliniken zu elektrisch angetriebenen chirurgischen Geräten über, so dass dann im OP überhaupt kein geeigneter Druckluftanschluss mehr zur Verfügung steht.In addition, more and more clinics are now switching to electrically powered surgical devices, so that there is no longer any suitable compressed air connection available in the operating room.

Um nun einerseits diese Fehlerquellen und Unwägbarkeiten auszuschließen, wie sie am Beispiel der „Vakuum-Anmischung" von Knochenzementen beschrieben werden, insbesondere aber auch, um andererseits für andere Implantatmaterialien, außer Knochenzementen, wie sie heute in der rekonstruktiven Chirurgie immer häufiger zur Anwendung kommen, die Herstellung porenfreier Matrizes in die Praxis umzusetzen, bestand die Aufgabe dieser Erfindung darin, ein vielseitig anwendbares, einfaches und sicher zu handhabendes An-In order to exclude these sources of error and imponderables, as described in the example of the "vacuum mixing" of bone cements, but also in order to put the production of pore-free matrices into practice for other implant materials, apart from bone cements, as are increasingly used in reconstructive surgery, the aim of this invention was to develop a versatile, simple and safe to use method.

0 misch- und Applikationssystem zu schaffen, das dazu geeignet ist, die Zubereitung von in den menschlichen und/oder tierischen Körper zu verbringenden Implantatmaterialien im Hinblick auf ihre chemisch-physikalischen Eigenschaften zu optimieren. Wesentliche Indikationen für ein derartiges System finden sich insbesondere im Bereich der Orthopädie und Unfallchirurgie.0 to create a mixing and application system that is suitable for optimizing the preparation of implant materials to be introduced into the human and/or animal body with regard to their chemical and physical properties. Important indications for such a system can be found in particular in the field of orthopedics and trauma surgery.

Bei der technischen Realisierung dieser Aufgabe war es also notwendig, zwei wesentliche Aspekte zu berücksichtigen.When implementing this task technically, it was necessary to take two essential aspects into account.

1. Das erfindungsgemäße System soll die Herstellung weitgehend porenfreier Implantatmaterialien gewährleisten und außer für Polymere insbe-1. The system according to the invention is intended to ensure the production of largely pore-free implant materials and, except for polymers, in particular

&ogr; sondere auch für Keramikmaterialien im weitesten Sinne geeignet sein.&ogr; especially suitable for ceramic materials in the broadest sense.

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2. Das erfindungsgemäße System soll die einfache und sichere Zusammenführung der zur Herstellung des Implantatmaterials benötigten Komponenten ermöglichen. Der gesamte Vorgang der Komponenten-Zusammenführung und -Mischung soll unter sterilen Bedingungen und hermetischem Abschluss erfolgen, so dass kein Kontakt der Komponenten mit der Außenluft möglich ist.2. The system according to the invention should enable the simple and safe combination of the components required to produce the implant material. The entire process of combining and mixing the components should take place under sterile conditions and hermetically sealed so that no contact between the components and the outside air is possible.

Die Problematik der Herstellung porenfreier (d.h. von Lufteinschlüssen freier) Matrizes soll am Beispiel der Knochenzemente dargestellt werden. Diese Problematik ist allgemeingültig und trifft auch im wesentlichen auf die Mischung und Applikation andersartiger Implantatmaterialien zu. Allerdings ist sie im Bereich der Knochenzemente in den vergangenen Jahren eingehend untersucht und dokumentiert worden, weshalb auf diesen Sektor verwiesen wird. So haben - wie beschrieben, experimentelle und klinische Studien gezeigt, dass das herkömmliche Mischen der Zementkomponenten, z.B. unter Verwendung einfacher, schlüsseiförmiger Gefäße und eines Spatels, nicht nur umständlich und aus aspetischer Sicht problematisch ist, sondern dass speziell bei dieser Technik sehr viel Luft in Form größerer und kleinerer Blasen in den Zementteig eingetragen wird. Diese Einschlüsse vermindern die mechanische Festigkeit desThe problem of producing pore-free (i.e. air-free) matrices will be illustrated using bone cement as an example. This problem is general and also applies to the mixing and application of other types of implant materials. However, it has been thoroughly investigated and documented in the field of bone cement in recent years, which is why reference is made to this sector. As described, experimental and clinical studies have shown that the conventional mixing of cement components, e.g. using simple, key-shaped containers and a spatula, is not only laborious and problematic from an aseptic point of view, but that this technique in particular introduces a great deal of air into the cement dough in the form of larger and smaller bubbles. These inclusions reduce the mechanical strength of the

0 ausgehärteten Zementes, insbesondere seine „fatigue-resistance" erheblich0 hardened cement, especially its "fatigue resistance" significantly

und führen damit zu einem frühzeitigen Versagen der Prothesenfunktion.and thus lead to premature failure of the prosthesis function.

Das sogenannte offene Mischen - wie beschrieben - hat aber auch noch weitere praktische Nachteile. Da die Verpackung der Zemente meist in einemThe so-called open mixing - as described - also has other practical disadvantages. Since the packaging of the cements is usually in a

5 Beutel für das Pulver und in einem Glasgefäß für die Flüssigkeit besteht, kann5 bags for the powder and a glass jar for the liquid,

sehr leicht beim Ausschütten der Komponenten in das Anmischgefäß Pulver oder Flüssigkeit verschüttet werden. Dann ist aber die genau abgestimmte und für die einwandfreie Polymerisation notwendige Relation von Pulver zu Flüssigkeitsmenge nicht mehr gewährleistet, wodurch ebenfalls die mechanischen Ei-It is very easy to spill powder or liquid when pouring the components into the mixing vessel. However, the precisely coordinated ratio of powder to liquid quantity required for perfect polymerization is then no longer guaranteed, which also affects the mechanical properties of the

0 genschaften des fertigen Zementes negativ beeinflusst werden können.0 properties of the finished cement can be negatively influenced.

Weiterhin führt die offene Handhabung der Komponenten dazu, dass das Pulver beim Ausschütten eine starke Staubentwicklung bewirkt und dass aus der Flüssigkeit Monomerdämpfe in die Atemluft entweichen und zu einer Gesundheitsgefährdung - insbesondere zu allergischen Reaktionen - bei dem mit der Anmischung beschäftigen OP-Personal führen können.Furthermore, the open handling of the components means that the powder causes a lot of dust to be generated when it is poured out and that monomer vapors escape from the liquid into the breathing air and can pose a health risk - in particular allergic reactions - to the operating room staff involved in the mixing.

Viele der genannten Probleme treffen auch auf die Verarbeitung andersartiger Implantatmaterialien zu.Many of the problems mentioned also apply to the processing of other implant materials.

&iacgr;&ogr; All diese negativen Erfahren haben dazu geführt, dass im Laufe der letzten&iacgr;&ogr; All these negative experiences have led to the fact that over the last

Jahre Anmischverfahren erarbeitet wurden, die das Ziel hatten, die genannten Fehlerquellen zu vermeiden.Years of mixing procedures have been developed with the aim of avoiding the sources of error mentioned above.

So wurden Anmischgefäße entwickelt, bei denen der Behälter nach dem Einfüllen der Komponenten fest verschlossen wird, so dass während des Mischvorganges keine Monomerdämpfe entweichen können.For example, mixing vessels have been developed in which the container is tightly closed after the components have been added so that no monomer vapors can escape during the mixing process.

Bei anderen Systemen erfolgt der Mischvorgang nach der Beschickung des Mischgefäßes unter reduziertem Atmosphärendruck. Dabei werden üblicher-In other systems, the mixing process takes place after the mixing vessel has been charged under reduced atmospheric pressure.

0 weise durch die Anwendung einer „Vakuumpumpe" die Monomerdämpfe abgesaugt und in einem Kohlefilter gebunden.0 The monomer vapors are extracted using a "vacuum pump" and bound in a carbon filter.

Neuerdings wurden nun Anmischsysteme bekannt, bei denen sich bereits vom Hersteller aus Polymerpulver und Monomerflüssigkeit in Teilen des Anmischsystems befinden. Dabei sind die beiden Komponenten zwar in getrennten Gefäßen abgefüllt, diese können jedoch miteinander verbunden werden. Auf diese Weise soll erreicht werden, dass der Mischvorgang ohne äußere Einflüsse oder Störungen durchgeführt werden kann. Beispiele für solche Systeme sind in den Anmeldungen US 4.277.184, US 5.328.262, US 5.549.380, USRecently, mixing systems have become known in which polymer powder and monomer liquid are already present in parts of the mixing system from the manufacturer. The two components are filled into separate containers, but these can be connected to one another. This is intended to ensure that the mixing process can be carried out without external influences or interference. Examples of such systems are described in the applications US 4,277,184, US 5,328,262, US 5,549,380, US

0 5.551.778, DE 40 30 832 und EP 0 692 229 beschrieben.0 5,551,778, DE 40 30 832 and EP 0 692 229.

In der praktischen Herstellung und Anwendung verfügen aber auch diese Systeme noch über erhebliche Mängel und Nachteile. Insbesondere ist die sterile Herstellung solcher Packungseinheiten ein großes Problem. Grundsätzlich kommen für die Sterilisation von Knochenzementen nur drei Verfahren in Frage: Für das Monomer die Sterilfiltration und eine sterile Abfüllung. Für das Polymer die &ggr;-Strahlen-Sterilisation oder die Äthylenbegasung.However, in practical production and application, these systems still have significant deficiencies and disadvantages. In particular, the sterile production of such packaging units is a major problem. Basically, only three processes are possible for the sterilization of bone cements: For the monomer, sterile filtration and sterile filling. For the polymer, γ-ray sterilization or ethylene gassing.

Da der Behälter für das Polymerpulver in den bekannten Systemen zur Wahrung der Sterilität hermetisch abgeschlossen sein muss, werden diese Pulverbehälter üblicherweise zur Sterilisation einer &ggr;-Bestrahlung unterzogen. Wie neuere Untersuchungen belegen (HARPER et al., J. of Mat. Sei.: Mat. in Med. 8, 849-853, 1997) führt aber die Behandlung des Zementpulvers mit energiereicher Strahlung zu einer erheblichen Verschlechterung der mechanischen Festigkeit des Zementes und zu einem erhöhten Risiko für vorzeitige mechanisehen Prothesenlockerungen. Natürlich kann auch ein Mischsystem, bei dem die Behälter für Polymer und Monomer miteinander verbunden sind, keiner &ggr;-Bestrahlung unterzogen werden, weil dies zu einer vorzeitigen Auspolymerisation des Monomers führen würde.Since the container for the polymer powder in the known systems must be hermetically sealed to ensure sterility, these powder containers are usually subjected to γ-irradiation for sterilization. However, as recent studies have shown (HARPER et al., J. of Mat. Sci.: Mat. in Med. 8, 849-853, 1997), treating the cement powder with high-energy radiation leads to a significant deterioration in the mechanical strength of the cement and to an increased risk of premature mechanical loosening of the prosthesis. Of course, a mixed system in which the containers for polymer and monomer are connected to one another cannot be subjected to γ-irradiation because this would lead to premature polymerization of the monomer.

0 Grundsätzlich wäre aber ein System, das die geschilderten Nachteile der bestehenden Vorrichtungen sicher vermeidet und darüber hinaus insbesondere für die heute immer mehr an Bedeutung gewinnenden, vorwiegend keramischen Implantatmaterialien (außer Knochenzemente), für die ebenfalls die porenfreie Herstellung von entscheidender Bedeutung ist, von großem Nutzen, da0 In principle, however, a system that reliably avoids the disadvantages of the existing devices described above and, in addition, is particularly useful for the predominantly ceramic implant materials (except bone cements), which are becoming increasingly important today and for which pore-free production is also of crucial importance, would be of great benefit, since

5 sie die Handhabung der Implantatmaterialien im OP ganz wesentlich vereinfachen, insbesondere aber auch in jeder Hinsicht sicherer machen würde.5 it would significantly simplify the handling of implant materials in the operating room, but above all it would also make it safer in every respect.

Es besteht somit ein Bedürfnis, eine Problemlösung zu finden, die für die verschiedenartigsten, heute in Anwendung befindlichen Implantatmaterialien uni-There is therefore a need to find a solution to the problem that is uniform for the various implant materials in use today.

0 verseil geeignet ist und bei der einerseits die Vorteile, die die Bereitstellung0 stranded and where on the one hand the advantages of providing

hermetisch abgeschlossener, vorab eingefüllter, steriler Komponenten bietethermetically sealed, pre-filled, sterile components offers

genutzt werden, die andererseits aber die bei herkömmlichen Systemen bestehenden Nachteile und klinischen Sicherheitsrisiken sicher vermeidet, wobei insbesondere ein Anmischsystem von Vorteil wäre, das von äußeren Bedingungen und Einflüssen völlig frei ist und absolut unabhängig von den klinischen Voraussetzungen bzgl. des Vorhandenseins einer nach Menge pro Minute und Höhe des Ausgangsdruckes geeigneten Druckluftversorgung oder einer elektrischen Energiequelle betrieben werden kann. Darüber hinaus erscheint es zweckmäßig, die „Vakuumquelle" unmittelbar in das Mischsystem zu integrieren, um so eine einfache und sichere Handhabbarkeit des Mischens zu gewährleisten und insbesondere frei von lästigen und den Betrieb des Systems störenden Schlauchverbindungen zu sein, da sich gezeigt hat, dass hierdurch in der Praxis immer wieder Pannen entstehen und die herkömmlichen Pumpen-Systeme unhandlich und schwerfällig zu bedienen und nur aufwendig zu sterilisieren und zu warten sind. Außerdem sollte das neue Mischsystem so gestaltet sein, dass während des gesamten Mischvorgangs eine kontinuierliche Kontrolle des in dem Mischgefäß selbst herrschenden Restdruckes möglich ist.be used, but which on the other hand reliably avoids the disadvantages and clinical safety risks that exist with conventional systems, whereby a mixing system that is completely free from external conditions and influences and can be operated absolutely independently of the clinical requirements regarding the presence of a compressed air supply or an electrical energy source that is suitable in terms of quantity per minute and level of the output pressure would be particularly advantageous. In addition, it seems expedient to integrate the "vacuum source" directly into the mixing system in order to ensure that mixing can be handled easily and safely and, in particular, to be free of annoying hose connections that interfere with the operation of the system, since it has been shown that this repeatedly causes breakdowns in practice and that conventional pump systems are unwieldy and cumbersome to use and are difficult to sterilize and maintain. In addition, the new mixing system should be designed in such a way that the residual pressure in the mixing vessel itself can be continuously monitored during the entire mixing process.

Im Rahmen der, aus vielerlei Gründen sehr vorteilhaften und heute mehr und mehr bevorzugten minimal-invasiven Verfahren bei der Behandlung von Kno-In the context of minimally invasive procedures, which are very advantageous for many reasons and are increasingly preferred today in the treatment of bone

0 chendefekten, werden - wie beschrieben - die zur Anwendung kommenden0 defects, the applicable

Implantatmateralien bevorzugt lokal, direkt am Ort des Defektes, eingesetzt.Implant materials are preferably used locally, directly at the site of the defect.

Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere bei der Behandlung von Knochendefekten, wie z.B. Frakturen, Pseudoarthrosen und Zysten, die Injektion flüssiger Implantatmaterialien und/oder Wirkstoffe ungeeignet und wenig sinnvoll ist. Vielmehr muss erreicht werden, dass die Implantate in einer Konsistenz appliziert werden, die es sicher stellt, dass sie lokal, am Zielort, für längere Zeit ortsfest verbleiben und so die biologischen Rekonstruktionsabläufe einleiten können. Außerdem müssen dabei Implantatmaterialien berücksichtigtHowever, it has been shown that the injection of liquid implant materials and/or active substances is unsuitable and not very useful, particularly in the treatment of bone defects such as fractures, pseudoarthroses and cysts. Instead, the implants must be applied in a consistency that ensures that they remain locally, at the target site, for a longer period of time and can thus initiate the biological reconstruction processes. In addition, implant materials must be taken into account.

0 werden, die sich vor Ort verfestigen, gewisse Stütz- und Stabilisierungsfunktionen zu erfüllen haben und auch als Wirkstoffträger dienen können.0, which solidify on site, have to fulfil certain supporting and stabilising functions and can also serve as active ingredient carriers.

Dieses Ziel ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch zu erreichen, dass die Implantatmaterialien entweder in Form einer Paste, oder dass Wirkstoffe als Bestandteil einer viskosen Matrix verabfolgt werden, wobei es besonders günstig ist, wenn sich die Matrix vor Ort innerhalb einer gewissen, nicht zu langen Zeit verfestigt und so das Implantat, ggf. bestehend aus Trägermaterialien und Wirkstoffen, für längere Zeit am Ort des Defektes zur Verfügung steht. Wünschenswert ist es dabei allerdings, dass die applizierte Matrix abbaubar und/oder absorbierbar ist, so dass, nach einem gewissen Zeitraum, die zunächst von der Matrix ausgefüllten und stabilisierten Defekte von neugebildetem Knochen durchbaut sind und damit die ursprüngliche physiologische und biologische Beschaffenheit des betroffenen Skelettabschnittes wieder in vollem Umfang hergestellt und die volle Belastbarkeit gewährleistet ist.This goal can be achieved in a particularly advantageous manner by administering the implant materials either in the form of a paste or by administering active ingredients as part of a viscous matrix. It is particularly advantageous if the matrix solidifies on site within a certain, not too long period of time, so that the implant, possibly consisting of carrier materials and active ingredients, is available at the site of the defect for a longer period of time. It is desirable, however, that the applied matrix is degradable and/or absorbable, so that after a certain period of time, the defects initially filled and stabilized by the matrix are filled with newly formed bone, thus fully restoring the original physiological and biological condition of the affected skeletal section and ensuring full load-bearing capacity.

Derartige pastöse oder viskose, ggf. sich lokal verfestigende Implantate bestehen notwendigerweise sehr oft aus zwei oder mehr Komponenten, die zunächst getrennt sind und erst nach dem Zusammenführen und Mischen appliziert werden können. Hierbei bestehen solche Systeme meistens aus einer trockenen, pulverförmigen Komponente und einer zweiten flüssigen Komponente. Bei den Pulvern kann es sich dabei um Einzelbestandteile oder Kombinationen aus z.B.Such pasty or viscous implants, which may harden locally, often necessarily consist of two or more components, which are initially separate and can only be applied after they have been brought together and mixed. Such systems usually consist of a dry, powdery component and a second liquid component. The powders can be individual components or combinations of, for example:

Hydroxylapatit, Trikalziumphosphat, Kalziumsulfat, Kalziumkarbonat, Polymere, insbesondere solche auf Basis von Polyacrylaten und/oder Polymethacrylaten, weiterhin Lactid, Glykolid und/oder Lactid/Glykolid, Kollagen, Polysaccharide wie Agarose, Gelatine, Fibrin oder dergleichen handeln. Bei den korrespondierenden Flüssigkeiten sind insbesondere solche auf wässriger Basis (wie z.B.Hydroxylapatite, tricalcium phosphate, calcium sulfate, calcium carbonate, polymers, in particular those based on polyacrylates and/or polymethacrylates, as well as lactide, glycolide and/or lactide/glycolide, collagen, polysaccharides such as agarose, gelatin, fibrin or the like. The corresponding liquids are in particular those on a water basis (such as e.g.

Wasser (aqua pro injectione), Pufferlösungen, Ringerlösung, physiologische Kochsalzlösung, Blut, Serum usw.) oder geeignete organische Flüssigkeiten wie z.B. Monomerflüssigkeiten zu nennen. Selbstverständlich ist es notwendig, die Einzelkomponenten vor ihrer Applikation zusammenzuführen und zu einerWater (aqua pro injectione), buffer solutions, Ringer's solution, physiological saline solution, blood, serum, etc.) or suitable organic liquids such as monomer liquids. Of course, it is necessary to combine the individual components before application and to form a

0 homogenen, porenfreien Matrix zu vermischen. Für diesen Vorgang können0 homogeneous, pore-free matrix. For this process,

herkömmliche Mischverfahren, wie sie z.B. aus dem Bereich der Knochenze-conventional mixing processes, such as those used in the field of bone cement

mente oder von der Mischung und Verarbeitung von Keramikwerkstoffen bekannt sind, Verwendung finden.elements or from the mixing and processing of ceramic materials.

Für die Handhabung solcher Systeme, einschließlich der sterilen, einfachen und sicheren lokalen Applikation des Implantatmaterials unmittelbar nach seiner Anmischung, ist es sehr vorteilhaft, einerseits die sterile Pulverkomponente in einem, ggf. als Mischsystem ausgestatteten, hermetisch verschlossenen Gefäß bereit zu stellen und andererseits auch die sterile Flüssigkeit in einem besonderen Gefäß, hermetisch verschlossen, zur Verfügung zu haben. Beide &iacgr;&ogr; Gefäße müssen in einer sterilen Doppelverpackung, wie sie für im OP benutzteFor the handling of such systems, including the sterile, simple and safe local application of the implant material immediately after it has been mixed, it is very advantageous to have the sterile powder component in a hermetically sealed container, possibly equipped as a mixing system, and to have the sterile liquid in a separate, hermetically sealed container. Both containers must be in sterile double packaging, as is the case for containers used in the operating room.

Materialien notwendig ist, vorliegen. Nach der Entnahme der Gefäße aus der Verpackung müssen dann unter sterilen Bedingungen die in den beiden Behältern enthaltenen Komponenten vereint, gemischt und appliziert werden.materials are available. After removing the containers from the packaging, the components contained in the two containers must be combined, mixed and applied under sterile conditions.

Ausgehend von den vorstehenden Ausführungen und den geschilderten klinisch-therapeutischen Problemen und Anforderungen besteht die. Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine einfache und sichere Lösung für das Zusammenführen von Implantat-Komponenten zu finden, sowie das Problem zu lösen, die „Vakuum"-, Misch- und Vorratseinheiten so zu gestalten, dass dasBased on the above statements and the clinical-therapeutic problems and requirements described, the object of the present invention is to find a simple and safe solution for bringing together implant components, as well as to solve the problem of designing the "vacuum", mixing and storage units in such a way that the

0 gesamte System gleichzeitig auch zur homogenen Mischung des Inhaltes ggf.0 entire system at the same time also for the homogeneous mixing of the contents if necessary.

unter reduziertem Atmosphärendruck und zur anschließenden Applikation der Mischung in den Knochendefekt geeignet ist. Insbesondere soll der Flüssigkeitsinjektor (siehe unten) für den Fall, dass er organische Lösungsmittel, etwa ein Monomer, wie z.B. Methylacrylat / Methylmethacrylat, enthalten soll, so ge-under reduced atmospheric pressure and for the subsequent application of the mixture into the bone defect. In particular, the liquid injector (see below) should be designed so that it contains organic solvents, such as a monomer such as methyl acrylate / methyl methacrylate.

5 staltet sein, dass er absolut dicht ist, um auch über längere Zeit eine Lagerstabilität des Monomeren ohne Substanzverlust sicher zustellen, was aber erfahrungsgemäss nicht über einen Kolben erreicht werden kann. Der Flüssigkeitsinjektor sollte darüber hinaus auch für die Aufnahme viskoser Materialien oder Suspensionen geeignet sein.5 should be designed so that it is absolutely leak-proof in order to ensure that the monomer can be stored for a long time without any loss of substance, which experience has shown cannot be achieved using a piston. The liquid injector should also be suitable for taking up viscous materials or suspensions.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der abgedichtet aus dem ersten Behälter herausgeführte Mischschaft hohl ausgebildet und an seinem äußeren Ende an eine Handpumpe zur Erzeugung des Unterdrucks angeschlossen und mit der Handpumpe verbunden ist, dass der hohl ausgebildete Mischschaft in dem in der ganz eingeschobenen Stellung in seinem abgedichtet durch die Behälterwandung geführten Bereich mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, die mit einer in diesem Bereich in der Behälterwandung mündenden, mit einem selbstschließenden Ventil versehenen und ins Behälterinnere geführten Durchlasskanal verbunden ist, dass am ersten Behälter ein den im Behälter herrschenden Unterdruck anzeigendes Messgerät anschließbar ist, und dass das Gehäuse der Handpumpe als Handhabe zur Bewegung des Mischschafts geeignet ausgebildet ist.Starting from a device of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the mixing shaft which is led out of the first container in a sealed manner is hollow and is connected at its outer end to a hand pump for generating the negative pressure and is connected to the hand pump, that the hollow mixing shaft is provided with a through-opening in the area which is led through the container wall in a sealed manner in the fully inserted position, which is connected to a passage channel which opens into the container wall in this area, is provided with a self-closing valve and leads into the interior of the container, that a measuring device which indicates the negative pressure prevailing in the container can be connected to the first container, and that the housing of the hand pump is designed to be suitable as a handle for moving the mixing shaft.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die in den separaten hermetisch abgeschlossenen Behältern enthaltenen sterilen Inhaltsstoffe unter sterilen Kautelen vereint werden können, ohne dass dabei der Inhalt der Behälter mit der Außenluft in Berührung gelangen kann. Dies wird insbesondere durch das verwendete Verbindungsmodul, d.h. den Perforationszylinder, erreicht, welcherThis design ensures that the sterile ingredients contained in the separate hermetically sealed containers can be combined under sterile conditions without the contents of the containers coming into contact with the outside air. This is achieved in particular by the connection module used, i.e. the perforation cylinder, which

0 bei der Zusammenfügung des Pulvergefäßes und des Flüssigkeitsinjektors0 when assembling the powder container and the liquid injector

gleichzeitig die die Behälter hermetisch verschließenden Folien oder Membranen perforiert und nach Abschluss des Mischvorganges leicht zu entfernen ist. An seiner Stelle kann dann eine Injektionstülle für die einfache und sichere lokale Applikation des fertiggestellten Implantatmaterials angebracht werden.At the same time, the foils or membranes that hermetically seal the containers are perforated and can be easily removed after the mixing process has been completed. An injection nozzle can then be attached in its place for the simple and safe local application of the finished implant material.

Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Handhabung sehr viel einfacher und sicherer als bekannte Mischgeräte ist. Es wurde aber auch gefunden, dass die auf einem einfachen Baukastensystem beruhende Erfindung geeignet ist, Mischgefäße, die mögli-Surprisingly, it has been shown that the device according to the invention is much easier and safer to handle than known mixing devices. It was also found that the invention, which is based on a simple modular system, is suitable for mixing vessels that may

0 cherweise mit verschiedenartigen Implantatmaterialien gefüllt sind, wahlweise0 are usually filled with different implant materials, optionally

und den jeweiligen konkreten, praktischen klinischen Anforderungen entspre-and the respective concrete, practical clinical requirements

chend zu kombinieren. Diese Möglichkeit ist sehr vorteilhaft und bietet dem anwendenden Kliniker ganz neue therapeutische Möglichkeiten.This possibility is very advantageous and offers the clinician completely new therapeutic possibilities.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beansprucht.Advantageous further developments of the device according to the invention are claimed in the subclaims.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The invention is explained in more detail in the following description of an embodiment in conjunction with the drawing, which shows:

&iacgr;&ogr; Fig. 1 eine teilweise entlang der Längsmittelebene ge&iacgr;&ogr; Fig. 1 is a partially along the longitudinal center plane

schnittene und teilweise zusätzlich aufgebrochene Ansicht der erfindungsgemäßen Aufbereitungs- und Applikationsvorrichtung; undsectional and partially broken view of the preparation and application device according to the invention; and

Fig. 2 eine in Fig. 1 innerhalb des strichpunktierten OvalsFig. 2 one in Fig. 1 within the dotted oval

2 liegende Einzelheit im Längsmittelschnitt, welche2 lying detail in longitudinal section, which

die abgedichtete Führung des Mischschafts in der Behälter-Verschlusskappe veranschaulicht.the sealed guide of the mixing shaft in the container cap is illustrated.

Die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Aufbereitungs-0 und Applikationsvorrichtung vereint verschiedene Konstruktionseinheiten undThe preparation and application device according to the invention, designated as a whole with 10, combines various construction units and

besteht im wesentlichen aus einem Gefäß, dem Pulverbehälter A, zur Aufnahme eines beliebigen Implantatmaterials in Form eines Pulvers oder Granulates, ggf. in Kombination mit einem oder mehreren pharmazeutischen Wirkstoffen, einer integrierten Vakuum-Pumpe B1 einem Perforationszylinder C, ei-5 nem Flüssigkeitsinjektor D, der die Anmischflüssigkeit enthält und einem Führungsbecher E.consists essentially of a vessel, the powder container A, for holding any implant material in the form of a powder or granulate, if necessary in combination with one or more pharmaceutical active ingredients, an integrated vacuum pump B , a perforation cylinder C, a liquid injector D containing the mixing liquid and a guide cup E.

ZuA: ToA :

Der Behälter 12 für die Aufnahme der Trockensubstanz ("Pulverbehälter") wird mit eingefülltem Implantatmaterial (trockene Komponenten, vorzugsweise in Form feiner Pulver und/oder Granulate) und eingeschraubtem Perforationszylinder 14 dem Anwender zur Verfügung gestellt.The container 12 for holding the dry substance ("powder container") is made available to the user with the implant material filled in (dry components, preferably in the form of fine powders and/or granules) and the perforation cylinder 14 screwed in.

Der Pulverbehälter ist an einem Ende durch eine Verschlusskappe 16 verschlossen. Die gegenüberliegende Öffnung wird durch eine in den Perforationszylinder 14 fest integrierte Lamelle 18 verschlossen. An die Verschlusskappe ist ein in dem Pulverbehälter 12 in axialer Richtung verschieblicher KoI-ben 20 eingelassen, sowie eine Filterscheibe 22, ein Ventil 24 und ein Manometer 26 zur Messung des Unterdrucks im Pulverbehälter während des Mischvorgangs integriert.The powder container is closed at one end by a closure cap 16. The opposite opening is closed by a lamella 18 which is firmly integrated into the perforation cylinder 14. A piston 20 which can be moved in the axial direction in the powder container 12 is embedded in the closure cap, as well as a filter disk 22, a valve 24 and a pressure gauge 26 for measuring the negative pressure in the powder container during the mixing process.

Die Verschlusskappe 16 besitzt eine zentrische, axiale Öffnung, durch die passgenau und dichtend ein Mischschaft 28 mit Mischpaddel 30 und Sollbruchstelle 32 geführt ist.The closure cap 16 has a central, axial opening through which a mixing shaft 28 with mixing paddle 30 and predetermined breaking point 32 is guided in a precise and sealing manner.

ZuB:ToB:

Auf den Mischschaft 28 ist in axialer Verlängerung die Vakuum-Handpumpe 34 aufgesetzt. Diese besteht aus dem Pumpengehäuse 36 und einer Gehäusestirnwand 38. Durch eine zentrische, axiale Öffnung in der Gehäusestirnwand 38 ist ein Pumpenschaft 40 mit Handgriff 42 und Pumpenkolben 44 geführt. Im dem Behälter zugewandten Boden des Pumpengehäuses befindet sich ein Ventil 46.The vacuum hand pump 34 is mounted on the mixing shaft 28 in an axial extension. This consists of the pump housing 36 and a housing front wall 38. A pump shaft 40 with handle 42 and pump piston 44 is guided through a central, axial opening in the housing front wall 38. A valve 46 is located in the bottom of the pump housing facing the container.

ZuC:ToC:

Der Perforationszylinder 14 trägt in seiner zentralen, zylindrischen Öffnung einen in axialer Richtung verschieblichen zylindrischen scheibenförmigen Körper 48, in den zentrisch eine an beiden Enden zugespitzte 0 Perforationskanüle 50 integriert ist, sowie eine scheibenförmige Handhabe 52.The perforation cylinder 14 carries in its central, cylindrical opening a cylindrical disc-shaped body 48 which is displaceable in the axial direction and in which a 0 perforation cannula 50 tapered at both ends is centrally integrated, as well as a disc-shaped handle 52.

ZuD:ToD:

Der Flüssigkeitsinjektor 54, zur Aufnahme der flüssigen Implantat-Komponenten wird mit eingefüllter Anmischflüssigkeit dem Anwender zur Verfügung gestellt. An einem Ende verjüngt er sich zu einem zylindrischen Stutzen 56, der mittels einer Folie oder Membran 58 verschlossen ist. Die gegenüberliegende Öffnung ist ebenfalls mittels einer Folie oder Membran 60 verschlossen. Im Flüssigkeitsinjektor befindet sich ein in axialer Richtung beweglicher Kolben 62 mit Dichtungslippen 64 und einem zentralen Stutzen 66, der eine zylindrische Öffnung 68 besitzt.The liquid injector 54 for receiving the liquid implant components is made available to the user with mixing liquid filled in. At one end it tapers to a cylindrical nozzle 56 which is closed by a film or membrane 58. The opposite opening is also closed by a film or membrane 60. In the liquid injector there is a piston 62 which can be moved in the axial direction and has sealing lips 64 and a central nozzle 66 which has a cylindrical opening 68.

ZuE:ToE:

Der zylindrische Führungsbecher 70 dient der Aufnahme und Führung des Flüssigkeitsinjektors. Im Boden des Führungsbechers sind drei Schubstangen 72 eingelassen, die an den freien Enden 74 zugespitzt sind und im Querschnitt ein Kreuzprofil besitzen.The cylindrical guide cup 70 serves to accommodate and guide the liquid injector. Three push rods 72 are embedded in the base of the guide cup, which are tapered at the free ends 74 and have a cross profile in cross section.

Zum Gebrauch der Vorrichtung ist der Mischschaft 28 mit dem als Mischpaddel 30 ausgebildeten Mischorgan zunächst ganz in den Pulverbehälter 12 eingeschoben. Der Flüssigkeitsinjektor 54 wird mit seinem Stutzen 56 in die zylindrisehe Öffnung des in den Behälter 12 eingeschraubten Perforationszylinders 14 eingepresst. Dabei wird die Membran 58 des Stutzens 56 durch das eine Ende der Perforationskanüle 50 durchbrochen. Gleichzeitig schiebt der Stutzen 56 des Flüssigkeitsinjektors 54 den Scheibenkolben 48 des Perforationszylinders 14 in Richtung auf den Pulverbehälter 12 vor, wobei das andere Ende der Perforationskanüle 50 die Lamelle 18 im Perforationszylinder durchbricht. Jetzt besteht eine durchgängige Verbindung zwischen Pulverbehälter 12 und Flüssigkeitsinjektor 54. Nun wird der Flüssigkeitsinjektor in axialer Richtung in den Führungsbecher eingeschoben und dabei gegen die Spitzen 74 der Schubstangen 72 gedrückt. Diese durchbrechen die Folie 60 des FlüssigkeitsinjektorsTo use the device, the mixing shaft 28 with the mixing element designed as a mixing paddle 30 is first pushed completely into the powder container 12. The liquid injector 54 is pressed with its nozzle 56 into the cylindrical opening of the perforation cylinder 14 screwed into the container 12. In the process, the membrane 58 of the nozzle 56 is pierced by one end of the perforation cannula 50. At the same time, the nozzle 56 of the liquid injector 54 pushes the disk piston 48 of the perforation cylinder 14 in the direction of the powder container 12, with the other end of the perforation cannula 50 piercing the lamella 18 in the perforation cylinder. There is now a continuous connection between the powder container 12 and the liquid injector 54. The liquid injector is now pushed axially into the guide cup and pressed against the tips 74 of the push rods 72. These break through the film 60 of the liquid injector

0 54 und drücken ihrerseits den Kolben 62 in Richtung auf den Pulverbehälter 12,0 54 and in turn push the piston 62 towards the powder container 12,

wodurch die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsinjektor 54 durch die Perforations-whereby the liquid from the liquid injector 54 through the perforation

kanüle 50 des Perforationszylinders 14 in den Mischraum des Pulverbehälters 12 injiziert wird.cannula 50 of the perforation cylinder 14 is injected into the mixing chamber of the powder container 12.

Jetzt wird der Pumpenschaft 40 der Vakuum-Handpumpe 34 mittels des Handgriffs 42 auf- und abbewegt. Dabei wird durch die Arbeit des Pumpenkolbens 44 über die beiden Ventile 24, 46, die sich entsprechend des Wegs des Pumpenkolbens öffnen bzw. schließen, die Luft aus dem Pulverbehälter entfernt. Der dabei im Pulverbehälter erzeugte Unterdruck kann mittels des Manometers 26 während des gesamten Mischvorgangs gemessen und kontrolliert werden.Now the pump shaft 40 of the vacuum hand pump 34 is moved up and down using the handle 42. The work of the pump piston 44 removes the air from the powder container via the two valves 24, 46, which open and close depending on the path of the pump piston. The negative pressure generated in the powder container can be measured and monitored using the pressure gauge 26 during the entire mixing process.

Sobald der gewünschte Unterdruck im System erreicht ist, wird nun das Pumpengehäuse 36 mit ganz eingeschobenem Pumpenschaft 40 als Handgriff für die Betätigung des Mischschaftes 28 mit Mischpaddel 30 benutzt. Durch drehende Auf- und Abbewegung des Mischpaddels 30 werden im Pulverbehälter 12 die trocknen und flüssigen Komponenten des Implantationsmaterials für eine vorgegebene Zeit homogen gemischt. Infolge des Unterdrucks im System werden dabei Lufteinschlüsse aus dem Implantationsmaterial entfernt.As soon as the desired negative pressure is achieved in the system, the pump housing 36 with the pump shaft 40 fully inserted is used as a handle for operating the mixing shaft 28 with the mixing paddle 30. By rotating the mixing paddle 30 up and down, the dry and liquid components of the implantation material are mixed homogeneously in the powder container 12 for a predetermined time. As a result of the negative pressure in the system, air inclusions are removed from the implantation material.

Nach Beendigung des Mischvorgangs wird der Mischschaft 28 ganz herausge-After the mixing process has been completed, the mixing shaft 28 is completely removed.

0 zogen, bis das Mischpaddel an die Verschlusskappe 16 anschlägt. Dann wird0 until the mixing paddle hits the cap 16. Then

der Mischschaft über der Verschlusskappe an der Sollbruchstelle 32 abgebrochen.the mixing shaft above the closure cap broke off at the predetermined breaking point 32.

Nun wird der Flüssigkeitsinjektor 54 mitsamt dem Perforationszylinder mittels der Handhabe 52 aus dem Pulverbehälter 12 ausgeschraubt. Anstell der so entfernten Teile kann nun eine Tülle ("Schnorchel") in die Öffnung des Pulverbehälters eingeschraubt und dieser in eine übliche Applikationspistole eingelegt werden. Durch Niederdrücken des Kolbens 20 mittels der Applikationspistole lässt sich dann das Implantationsmaterial aus dem Pulverbehälter ausdrückenNow the liquid injector 54 together with the perforation cylinder is unscrewed from the powder container 12 using the handle 52. Instead of the parts removed in this way, a nozzle ("snorkel") can now be screwed into the opening of the powder container and this can be inserted into a conventional application gun. The implantation material can then be squeezed out of the powder container by pressing down the piston 20 using the application gun.

0 und über die Tülle direkt in das knöcherne Implantatlager applizieren.0 and apply via the nozzle directly into the bony implant bed.

In Fig. 2 ist die Abdichtung des Mischschafts 28 in der Verschlusskappe 16 bzw. dem in der Verschlusskappe vorgesehenen Kolben 20 veranschaulicht. Es ist ersichtlich, dass diese Abdichtung durch zwei in Längsrichtung voneinander beabstandete O-Ringe 76 erfolgt, welche zwischen einer den Mischschaft 28 umgebenden Hülse 78 angeordnet sind. Eine Durchgangsöffnung 80 im Mischschaft 28 steht in der in Fig. 1 gezeigten ganz eingeschobenen Stellung des Mischpaddels 30 in den Behälter der Hülse 78 gegenüber, die ihrerseits mit einer Durchgangsöffnung 82 versehen ist, welche in einen im Behälterinnern mündenden und dem selbstschließenden Ventil 24 versehenen Durchlasskanal 84 mündet. Es ist also ersichtlich, dass beim Betätigen der Handpumpe 34 durch Hochziehen des Kolbens 44 das unter dem Kolben entstehende Vakuum über das hohle Innere des Mischschafts 28, die Durchlassöffnungen 80 und 82 und den Durchlasskanal 84 im Behälterinnern wirksam wird und den dort herrschenden Druck absenkt. Infolge des Zusammenwirkens der Ventile 24 im Kolben und 46 in der Pumpe 34 wird sichergestellt, dass beim Abwärtshub des Kolbens 44 im Gehäuse 36 der Pumpe 34 gegebenenfalls entstehender Überdruck das Ventil 24 schließt und über das Ventil 46 zur Atmosphäre abgeblasen wird. Der im Behälter 12 erzeugte Unterdruck kann dann durch nachfolgende Betätigung der Handpumpe 34 weiter abgesenkt werden.Fig. 2 shows the sealing of the mixing shaft 28 in the closure cap 16 or the piston 20 provided in the closure cap. It can be seen that this sealing is achieved by two O-rings 76 which are spaced apart from one another in the longitudinal direction and are arranged between a sleeve 78 surrounding the mixing shaft 28. In the fully inserted position of the mixing paddle 30 in the container shown in Fig. 1, a through opening 80 in the mixing shaft 28 is opposite the sleeve 78, which in turn is provided with a through opening 82 which opens into a passage channel 84 which opens into the interior of the container and is provided with the self-closing valve 24. It is therefore clear that when the hand pump 34 is operated by pulling up the piston 44, the vacuum created under the piston takes effect via the hollow interior of the mixing shaft 28, the passage openings 80 and 82 and the passage channel 84 in the interior of the container and reduces the pressure prevailing there. The interaction of the valves 24 in the piston and 46 in the pump 34 ensures that any excess pressure that may arise in the housing 36 of the pump 34 during the downward stroke of the piston 44 closes the valve 24 and is vented to the atmosphere via the valve 46. The negative pressure created in the container 12 can then be further reduced by subsequently operating the hand pump 34.

Claims (9)

1. Aufbereitungs- und Applikationsvorrichtung (10) für aus wenigstens einer pulver- oder granulatförmigen und einer flüssigen Komponente unmittelbar vor Gebrauch aufzubereitende Implantatmaterialien mit einem ersten, die pulvrige oder granulatförmige Komponente steril abgeschlossen aufnehmenden Behälter (12) und einen zweiten, die flüssige Komponente steril abgeschlossen aufnehmenden Behälter (54), welcher mit dem ersten Behälter (12) verbindbar ist, wobei Mittel zur Herstellung einer Oberströmverbindung zwischen den Behältern, zur Verdrängung der flüssigen Komponente aus dem zweiten in den ersten Behälter (12) und zur innigen homogenen Vermischung der Komponenten im ersten Behälter durch Bewegung eines im ersten Behälter angeordneten, an einem abgedichtet aus dem Behälter herausgeführten Mischschaft (28) angeordneten Mischorgans (30) vorgesehen und der erste Behälter an eine Unterdruckquelle anschließbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet
dass der abgedichtet aus dem ersten Behälter (12) herausgeführte Mischschaft (28) hohl ausgebildet und an seinem äußeren Ende an eine Handpumpe (34) zur Erzeugung des Unterdrucks angeschlossen und mit der Handpumpe (34) verbunden ist,
dass der hohl ausgebildete Mischschaft (28) in dem in der ganz eingeschobenen Stellung in seinem abgedichtet durch die Behälterwandung geführten Bereich mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, die mit einer in diesem Bereich in der Behälterwandung mündenden, mit einem selbstschließenden Ventil (24) versehenen und ins Behälterinnere geführten Durchlasskanal verbunden ist,
dass am ersten Behälter (12) ein den im Behälter herrschenden Unterdruck anzeigendes Messgerät (26) anschließbar ist, und
dass das Gehäuse (36) der Handpumpe (34) als Handhabe zur Bewegung des Mischschafts (28) geeignet ausgebildet ist.
1. Preparation and application device ( 10 ) for implant materials to be prepared from at least one powdered or granulated component and one liquid component immediately before use, with a first container ( 12 ) which holds the powdered or granulated component in a sterile manner and a second container ( 54 ) which holds the liquid component in a sterile manner and which can be connected to the first container ( 12 ), wherein means are provided for establishing an overflow connection between the containers, for displacing the liquid component from the second container into the first container ( 12 ) and for intimately and homogeneously mixing the components in the first container by moving a mixing element ( 30 ) arranged in the first container and arranged on a mixing shaft ( 28 ) which leads out of the container in a sealed manner, and the first container is designed to be connectable to a vacuum source, characterized in that
that the mixing shaft ( 28 ) which is sealed out of the first container ( 12 ) is hollow and is connected at its outer end to a hand pump ( 34 ) for generating the negative pressure and is connected to the hand pump ( 34 ),
that the hollow mixing shaft ( 28 ) is provided with a through-opening in the region which is sealed through the container wall in the fully inserted position, which is connected to a passage channel which opens into the container wall in this region, is provided with a self-closing valve ( 24 ) and leads into the interior of the container,
that a measuring device ( 26 ) indicating the negative pressure prevailing in the container can be connected to the first container ( 12 ), and
that the housing ( 36 ) of the hand pump ( 34 ) is designed to act as a handle for moving the mixing shaft ( 28 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung des ersten Behälters (12) mit dem zweiten Behälter (54) ein Perforationszylinder (14) vorgesehen ist, der in seinem dem ersten Behälter (12) zugewandten Endbereich durch eine Lamelle (18) dicht verschlossen und in einer Aufnahme des ersten Behälters (12) einführ- und dort befestigbar ist, und in den ein vom zweiten Behälter (54) vortretender durch eine Membran (58) dicht verschlossener Stutzen (56) einführbar ist, dass im Innern des Perforationszylinders (14) ein scheibenförmiger Körper (48) in Längsrichtung des Perforationszylinders (14) verschieblich angeordnet ist, welcher von einer hohlen, beidseitig vorstehenden und an beiden Enden zugeschärften Perforationskanüle (50) durchsetzt wird, und dass die Länge des vom zweiten Behälter (54) vortretenden Stutzens (56) so bemessen ist, dass dieser beim Einführen in den in der Aufnahme des ersten Behälters (12) befestigten Perforationszylinder (14) den scheibenförmigen Körper (48) in Richtung des ersten Behälters (12) verschiebt, wobei sowohl die den Perforationszylinder (14) verschließende Lamelle (18) als auch die den Stutzen (56) des zweiten Behälters (54) verschließende Membran (38)von der Perforationskanüle (50) durchstochen wird. 2. Device according to claim 1, characterized in that a perforation cylinder ( 14 ) is provided for connecting the first container ( 12 ) to the second container ( 54 ), which is tightly closed by a lamella ( 18 ) in its end region facing the first container ( 12 ) and can be inserted into a receptacle of the first container ( 12 ) and secured there, and into which a nozzle ( 56 ) protruding from the second container ( 54 ) and tightly closed by a membrane ( 58 ) can be inserted, that in the interior of the perforation cylinder ( 14 ) a disk-shaped body ( 48 ) is arranged displaceably in the longitudinal direction of the perforation cylinder ( 14 ), which is penetrated by a hollow perforation cannula ( 50) protruding on both sides and sharpened at both ends, and that the length of the perforation cylinder (14) protruding from the second container (12) is 100 mm long. 54 ) is dimensioned such that, when inserted into the perforation cylinder ( 14 ) fastened in the receptacle of the first container ( 12 ), the latter displaces the disk-shaped body ( 48 ) in the direction of the first container ( 12 ), wherein both the lamella ( 18 ) closing the perforation cylinder ( 14 ) and the membrane ( 38 ) closing the nozzle ( 56 ) of the second container ( 54 ) are pierced by the perforation cannula ( 50 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Behälter (54) an seinem dem Stutzen (56) gegenüber liegenden Ende durch eine Membran (60) dicht verschlossen ist, an welche im Behälterinnern anschließend ein verschieblicher, an der Innenwandung des Behälters (54) abgedichteter Kolben (62) angeordnet ist, und dass der zweite Behälter (54) in einem Führungsbecher (70) verschieblich gehaltert ist, von dessen geschlossenem Boden an ihren freien Enden (74) zugespitzte Schubstangen (72) vortreten, welche beim Verschieben des Führungsbechers (70) in Richtung auf den Stutzen (56) des zweiten Behälters (54) die den zweiten Behälter bodenseitig dicht verschließende Membran (60) durchstoßen und den anschließenden Kolben (62) in Richtung zum Stutzen (56) verschieben. 3. Device according to claim 2, characterized in that the second container ( 54 ) is tightly closed at its end opposite the nozzle ( 56 ) by a membrane ( 60 ), to which a displaceable piston ( 62 ) sealed to the inner wall of the container ( 54 ) is arranged in the interior of the container, and in that the second container ( 54 ) is displaceably held in a guide cup ( 70 ), from the closed bottom of which push rods ( 72 ) project at their free ends ( 74 ) which are tapered and which, when the guide cup ( 70 ) is displaced in the direction of the nozzle ( 56 ) of the second container ( 54 ), pierce the membrane ( 60 ) which tightly closes the bottom of the second container and displace the adjoining piston ( 62 ) in the direction of the nozzle ( 56 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der abgedichtet und verschieblich durch eine den ersten Behälter (12) abschließende Verschlusskappe geführte Mischschaft (28) mit einer Sollbruchstelle (36) versehen ist, welche in der ganz aus dem ersten Behälter herausgezogenen Stellung des Mischschafts (28) außerhalb des Behälters im Bereich der Verschlusskappe (16) angeordnet ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mixing shaft ( 28 ), which is guided in a sealed and displaceable manner by a closure cap closing the first container ( 12 ), is provided with a predetermined breaking point ( 36 ) which, in the position in which the mixing shaft ( 28 ) is completely pulled out of the first container, is arranged outside the container in the region of the closure cap ( 16 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (16) von einem an der Innenwandung des ersten Behältes abdichtend anliegenden verschieblichen Kolben (20) durchsetzt wird, dessen dem Behälterinnern abgewandte Stirnfläche die Verschlusskappe (16) in der Ausgangsstellung etwa bündig abschließt, durch Ausübung einer ins Behälterinnern gerichteten Kraft jedoch in Richtung der Aufnahme für den Perforationszylinder (14) verschieblich ist. 5. Device according to claim 4, characterized in that the closure cap ( 16 ) is penetrated by a displaceable piston ( 20 ) which rests sealingly against the inner wall of the first container, the end face of which faces away from the interior of the container approximately flush with the closure cap ( 16 ) in the initial position, but is displaceable in the direction of the receptacle for the perforation cylinder ( 14 ) by exerting a force directed into the interior of the container. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die am äußeren Ende des Mischschafts (28) angeordnete Handpumpe (34) zur Erzeugung des Unterdrucks im ersten Behälter (12) als Kolbenpumpe mit einem zylindrischen Gehäuse (36) angeordneten Kolben (44) ausgebildet ist, der von einem aus der dem ersten Behälter abgewandten Gehäuse-Stirnwand (38) herausgeführten Pumpenschaft (40) mit an dessen freiem Ende vorgesehener Handhabe (42) im Gehäuse verschieblich ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hand pump ( 34 ) arranged at the outer end of the mixing shaft ( 28 ) for generating the negative pressure in the first container ( 12 ) is designed as a piston pump with a piston ( 44 ) arranged in a cylindrical housing ( 36 ), which can be moved in the housing by a pump shaft ( 40 ) leading out of the housing end wall ( 38 ) facing away from the first container and having a handle ( 42 ) provided at its free end. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der mit dem Mischschaft (28) verbundenen Stirnwand des Pumpengehäuses (36) ein bei behälterseitig in der Handpumpe durch Verschiebung des Pumpenkolbens (44) erzeugtem Unterdruck selbstschließendes und bei auftretendem Oberdruck öffnendes Ventil (46) vorgesehen ist. 7. Device according to claim 6, characterized in that in the front wall of the pump housing ( 36 ) connected to the mixing shaft ( 28 ) there is provided a valve ( 46 ) which closes automatically when a negative pressure is generated on the container side in the hand pump by displacement of the pump piston ( 44 ) and opens when an excess pressure occurs. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme für den Perforationszylinder (14) mit einem Innengewinde und der Perforationszylinder (14) mit einem komplementären Außengewinde versehen ist. 8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the receptacle for the perforation cylinder ( 14 ) is provided with an internal thread and the perforation cylinder ( 14 ) is provided with a complementary external thread. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Perforationszylinder (14) mit einer im Durchmesser vergrößerten Handhabe (52) versehen ist. 9. Device according to claim 8, characterized in that the perforation cylinder ( 14 ) is provided with a handle ( 52 ) of enlarged diameter.
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