DE4302230A1 - - Google Patents

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Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Knochenzement durch Mischen der darin enthaltenen Bestandteile, wobei das Mischen der Bestandteile im Vakuum in einer Mischvorrichtung erfolgt und wobei fertiggemischter Knochenzement in der Mischvorrichtung aufgesammelt wird, bevor der Zement aus ihr abgegeben wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Um den Knochenzement vorteilhafte Eigenschaften zu verleihen, werden die für die Herstellung benötigten Bestandteile im Vakuum gemischt. Solche Verfahren sowie die Vorrichtungen zu deren Durchführung gehen u. a. aus den amerikanischen Patentschriften Nr. 47 21 390 und 47 58 096 hervor. Indem das Mischen der Bestandteile gemäß diesen Patentschriften im Vakuum ausgeführt wird, läßt sich die Porosität im Knochenzement reduzieren.
Nach Fertigmischen bleibt der Knochenzement oft in Klumpen an den Wandteilen des Mischraums und/oder an dem im Mischraum angeordneten Mischorgan haften. Je höhere Viskosität der Knochenzement hat, desto höher ist dessen Neigung in dieser Weise in Klumpen haften zu bleiben.
Vor Herausnahme des Knochenzements aus dem Mischraum wird der Knochenzement gewöhnlich aufgesammelt, bis sämtlicher Knochenzement vorn im Mischraum angesammelt liegt. Bei dem Aufsammeln entstehen Poren im Knochenzement, was unvorteilhaft ist, da der Knochenzement dadurch gerade die Eigenschaften einbüßen kann, die man durch dessen Herstellung im Vakuum erstrebt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, das genannte Problem zu beseitigen, und dies ist nach der Erfindung mit Hilfe eines Verfahrens zustandegebracht worden, dessen Kennzeichen im wesentlichen aus dem nachstehenden Anspruch 1 hervorgehen. Eine zweckdienliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist im wesentlichen die aus dem nachstehenden Anspruch 9 ersichtlichen Merkmale auf.
Durch Herabsetzung des Porenvolumens im Knochenzement, das beim Aufsammeln entsteht, wird sichergestellt, daß der Knochenzement diejenigen Eigenschaften beibehält, die ihm durch die Herstellung im Vakuum verliehen wurden.
Durch den Umstand, daß das Aufsammeln des Knochenzements durch Freigabe eines beweglichen Teils - vorzugsweise eines Kolbens, der den Knochenzement aus dem Mischraum hinausbefördert - ausgeführt wird, so daß dieser bewegliche Teil aufgrund des im Mischraum bestehenden Vakuums in diesen Raum hineingesaugt werden kann, läßt sich ein und derselbe Teil sowohl zum Aufsammeln im Vakuum als auch zum darauffolgenden Heraustragen verwenden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt einer Vorrichtung zum Mischen und Anbringen von Knochenzement, welche laut der Erfindung ausgebildet und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbar ist,
Fig. 2 einen Schnitt eines vorderen Teils der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein schematisches Bild der Vorrichtung nach Fig. 1, mit aufgefüllten Bestandteilen zur Herstellung von Knochenzement im Vakuum,
Fig. 4 ein schematisches Bild der Vorrichtung nach Fig. 1 nach Mischen der Bestandteile, so daß Knochenzement hergestellt worden ist,
Fig. 5 ein schematisches Bild der Vorrichtung nach Fig. 1 beim Aufsammeln von hergestelltem Knochenzement,
Fig. 6 ein schematisches Bild der Vorrichtung nach Fig. 1 nach Aufsammeln des Knochenzements und Aufsetzen eines Ausgaberohres zum Heraustragen des Zements und
Fig. 7 ein schematisches Bild eines Teilgrundrisses von einem hinteren Teil der Vorrichtung nach Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellte Mischvorrichtung 1 ist zum Mischen verschiedenen Bestandteilen für die Herstellung von Knochenzement 2 vorgesehen. Zu diesem Zweck weist die Mischvorrichtung 1 einen Mischzylinder 3 mit einem Mischorgan 4 auf. Vorn ist der Mischzylinder 3 durch einen Deckel 5 verschließbar, und ferner weist der Mischzylinder 3 einen beweglichen Teil 6, vorzugsweise einen beweglichen Kolben, auf, der hinten am Mischzylinder 3 feststellbar ist und von ihm freigemacht werden kann, um sich weiter in den Zylinder 3 hineinzubewegen.
Das Mischorgan 4 ist vorzugsweise eine Bedienungsstange 7, deren im Inneren des Mischzylinders 3 befindlicher Teil einen Mischteller 8 mit einer Anzahl Durchtrittslöcher 9 aufweist. Die Bedienungsstange 7 ragt durch ein Loch 10 im Deckel 5 aus dem Mischzylinder 3 heraus und ihr außerhalb des Mischzylinders 3 befindlicher Teil weist einen Griff 11 auf.
Der Deckel 5 weist vorzugsweise ein emporragendes Rohrstück 12 auf, das als Ausströmöffnung 13 für Knochenzement 2 vorgesehen ist und dessen Außenende ein Außengewinde 14 aufweist. An dem Außengewinde 14 ist ein Pfropfen 15 festschraubbar, der bei der Herstellung und beim Aufsammeln des Knochenzements 2 zur Anwendung kommt. Ferner ist ein Ausgaberohr 16 an dem Außengewinde 14 festschraubbar, das beim Ausgeben von Knochenzement 2 aus dem Mischzylinder 3 die Anbringung des Zements an dem beabsichtigten Platz erleichtert.
Zum Festschrauben des Pfropfens 15 an dem Gewinde 14 des Rohrstücks 12 weist das Außenende des Pfropfens 15 einen nach hinten gerichteten Flansch 17 mit Innengewinde 18 auf. Das Außenende des Pfropfens 15 weist auch ein Anschlußrohrstück 19 auf, an das ein zu einer Vakuumquelle 21 führender Schlauch 20 anschließbar ist.
Der Pfropfen 15 weist ferner einen Innenteil 22 mit einer Bodenpartie 23 auf, welche angeordnet ist, um ein Ausdringen von Knochenzement 2 aus dem Mischzylinder 3 bei der Herstellung und Aufsammlung desselben zu verhindern. Die Bodenpartie 23 besitzt oder bildet radial gerichtete Gaskanalzweige 24, deren Eintritte 25 innerhalb einer Fasermaterialscheibe 26 aus solchem Fasermaterial liegen, das Gas jedoch nicht Knochenzement 2 durchläßt. Die Fasermaterialscheibe 26 ist zwischen einer Endkante des Mischzylinders 3 und dem Deckel 5 angebracht und liegt gegen die Bodenpartie 23 des Innenteils 22 an, so daß nur Gas, aber nicht Knochenzement in die Eintritte 25 der Kanalzweige 24 hineinpassieren kann. Die Kanalzweige 24 kommunizieren mit dem Anschlußrohrstück 19 des Pfropfens 15, wodurch Gas mit Hilfe der Vakuumquelle 21 durch die Fasermaterialscheibe 26 hindurch aus dem Mischzylinder 3 herausgesaugt werden kann.
Nach Fertigmischen und Aufsammeln von Knochenzement 2 im Mischzylinder 3 wird der Pfropfen 15 abgeschraubt, wodurch die Ausströmöffnung 13 in dem emporragenden Rohrstück 12 freigegeben wird. Danach wird das Ausgaberohr 16 auf das Außengewinde 14 des emporragenden Rohrstücks 12 aufgeschraubt, was mit Hilfe des Innengewindes 27 an dem Ausgaberohr 16 ermöglicht wird.
Der bewegliche Kolben 6 ist hinten im Mischzylinder 3 feststellbar, so daß er sich nicht bewegt, wenn das Mischen des Knochenzements 2 im Mischzylinder 3 erfolgt. Der Kolben 6 ist ferner auslösbar und derart ausgebildet, daß er sich weiter in den Mischzylinder 3 hineinbewegen kann, wenn darin ein Vakuum vorherrscht, um den fertiggemischten Knochenzement 2 vorn im Mischzylinder 3 in unmittelbarer Nähe der Ausströmöffnung 13 aufzusammeln. Um diese Feststellung und Freigabe des Kolbens 6 zu ermöglichen, weist der Mischzylinder 3 hinten vorzugsweise mindestens ein entgegengesetztes Greifelement 28 auf, das beispielsweise als Flansch ausgebildet sein kann, welcher sich nur längs eines Teils des Innenumfangs des Mischzylinders 3 erstreckt. Der Kolben 6 weist seinerseits mindestens ein entsprechendes Greifelement 30, vorzugsweise in der Form eines nach außen gerichteten Nockens, auf, welcher hinter dem Greifelement 28 des Mischzylinders 3 vorragen kann. Der Nocken bildet mit der Außenseite des Kolbens vorzugsweise eine Nut, in die das Greifelement des Mischzylinders 3 eingreifen kann, und der Nocken ist ferner vorzugsweise derart ausgebildet, daß er sich nur längs eines beschränkten Teils des Außenumfangs des Kolbens 6 erstreckt. Durch diese Greiferausbildung kann der Kolben 6 an den hinteren Teilen des Mischzylinders 3 fixiert gehalten werden und kann dadurch freigegeben werden, daß er im Verhältnis zur Mischvorrichtung oder umgekehrt gedreht wird, bis die Greifelemente 28, 30 außer Eingriff miteinander geführt worden sind (siehe die strichpunktierte Stellung des Greifelements 28 des Mischzylinders 3 in Fig. 4).
Um den Kolben 6 durch einfache Mittel und in einfacher Weise freigeben zu können, kann der Kolben Greifflächen 32, z. B. eine oder mehrere Vertiefungen in der Außenseite des Kolbens 6, aufweisen, welche Greifflächen 32 mit entsprechenden Greifflächen 33 (z. B. einem oder mehreren emporragenden Stiften) an einem gesonderten, auf einer Unterlage angebrachten Teil 34, in Eingriff gebracht werden können. Der Sonderteil 34 kann beispielsweise ein auf dem Operationstisch plazierter Trog sein. Durch Anbringung des Mischzylinders 3 in der Weise auf dem Sonderteil 34, daß die Greifflächen 32 des Kolbens 6 und die Greifflächen 33 des Sonderteils 34 miteinander zusammenwirken, läßt sich der Kolben 6 freimachen, indem der Mischzylinder 3 im Verhältnis zum Sonderteil 34 gedreht wird, da die Greifflächen 33 des Sonderteils 34 eine Teilnahme des Kolbens 6 an dieser Drehung verhüten.
Zur Herstellung und Aufsammlung von Knochenzement 2 des in Frage stehenden Typs wird die zweckmäßige Menge und Art von Bestandteilen in den Mischzylinder 3 gegeben (siehe Fig. 3). Danach wird der Mischzylinder 3 an die Vakuumquelle 21 angeschlossen, bis das vorbestimmte Vakuum darin vorherrscht. Das Mischen der Bestandteile erfolgt dadurch, daß die Bedienungsstange 7 in dem Mischzylinder 3 auf und ab bewegt wird, wobei der Knochenzement 2 durch die Löcher 10 in dem Mischteller 8 hindurchtritt. Dieser Vorgang läuft solange fort, bis die bezüglichen Bestandteile in hinreichendem Grade gemischt worden sind, um einen Knochenzement 2 mit vorbestimmten Eigenschaften zu ergeben.
Nach Abschluß des Mischvorgangs ist der Knochenzement 2 nicht in den vorderen Teilen des Mischzylinders 3 angesammelt, sondern in verschiedenen Teilen des Mischzylinders 3 zerstreut, wo er an den Innenwänden des Mischzylinders 3, an dem Mischteller 8 und gegebenenfalls auch an der Bedienungsstange 7 (siehe Fig. 4), insbesondere falls der Knochenzement 2 hohe Viskosität hat, haftet. Die Aufsammlung dieses zerstreuten Knochenzements 2 erfolgt im Vakuum, damit in den bei der Aufsammlung im Knochenzement entstehenden Poren ein Vakuum geschaffen wird. Hierdurch wird das Porenvolumen in Knochenzement 2 herabgesetzt, wenn der Zement nach der Aufsammlung atmosphärischem Druck ausgesetzt wird, z. B. wenn die Vakuumquelle von dem Mischzylinder 3 losgekuppelt wird und somit Luft in diesen hineinströmen kann. Da in den bei der Aufsammlung gebildeten Poren ein Vakuum herrscht, wird das Porenvolumen im Knochenzement 2 herabgesetzt, z. B. indem kleinere Poren ganz verschwinden und andere Poren an Volumen abnehmen.
Der Knochenzement 2 kann im Vakuum aufgesammelt werden, das nach Fertiganmachung des Knochenzements 2 aufrechterhalten wird. Es ist hierbei möglich, bei der Aufsammlung entweder das gleiche Vakuum wie das beim Mischen vorherrschende aufrechtzuerhalten oder auch ein höheres oder niedrigeres Vakuum als das beim Mischen vorherrschende zu verwenden.
Der Knochenzement 2 kann im mindestens 40%igen Vakuum oder vorzugsweise im 80-95%igen Vakuum aufgesammelt werden.
Die Aufsammlung des Knochenzements erfolgt vorzugsweise mit Hilfe des Kolbens 6, der nach Freigabe (siehe Fig. 5) in den Mischbehälter 3 eingesaugt wird, da in ihm Vakuum vorherrscht, wodurch sich der Knochenzement 2 vorn im Mischzylinder ansammelt.
Bei der Aufsammlung kann Gas jedoch nicht Knochenzement 2 durch die Fasermaterialscheibe 26 hindurch in die Vakuumquelle 21 strömen.
Nach Aufsammlung des Knochenzements 2 wird der Schlauch 20 losgelöst, die Bedienungsstange 7 (die dabei in ihrer oberen Endstellung steht) abgebrochen, und der Pfropfen 15 entfernt, wonach das Ausgaberohr 16 auf den Mischzylinder 3 aufgesetzt wird (siehe Fig. 6). Die Mischvorrichtung 1 ist dabei für einen Vorgang zur Anbringung des fertig angemachten und aufgesammelten Knochenzements 2 einsatzbereit. Die eigentliche Austragung des Knochenzements 2 aus dem Mischzylinder 3 durch die Ausströmöffnung 13 und das Ausgaberohr 16 wird vorzugsweise dadurch zustandegebracht, daß der Mischzylinder 3 in einer sog. Spritzpistole (nicht gezeigt) von solcher Ausbildung angebracht wird, daß die den Kolben 6 in Vorwärtsrichtung betätigt, wodurch der Kolben 6 den Knochenzement 2 aus dem Mischzylinder 3 herauspreßt.
Indem sowohl das Mischen der Bestandteile wie das Aufsammeln des fertig angemachten Knochenzements 2 im Vakuum durchgeführt wird, erzielt man eine gute Knochenzementqualität mit geringer Porosität, was u. a. hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften vorteilhaft ist.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Vorrichtung und auch nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Als Beispiel denkbarer Alternativen sei erwähnt, daß der Kolben 6 in anderer Weise als mit Hilfe der beschriebenen und dargestellten Greifelemente an dem Mischzylinder 1 feststellbar und von ihm lösbar sein kann, daß der Kolben als ein anderer Typ vom beweglichen Teil ausgebildet sein kann und daß die Mischvorrichtung in ihrer Gesamtheit etwas anderes als eine Spritzmaschine sein kann.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Knochenzement durch Mischen von darin enthaltenen Bestandteilen, wobei das Mischen der Bestandteile im Vakuum in einer Mischvorrichtung (1) erfolgt und wobei fertiggemischter Knochenzement (2) in der Mischvorrichtung (1) aufgesammelt wird, bevor der Knochenzement (2) aus ihr abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Knochenzement (2) im Vakuum aufgesammelt wird, damit in beim Aufsammeln entstehenden Poren des Knochenzements (2) ein Vakuum zustandegebracht wird, wodurch das Porenvolumen im Knochenzement (2) reduziert wird, wenn der Knochenzement nach dem Aufsammeln atmosphärischem Druck ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Knochenzement (2) im Vakuum aufgesammelt wird, das aufrechterhalten wird, nachdem das Mischen des Knochenzements (2) bewerkstelligt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Knochenzement (2) im mindestens 40%igen und vorzugsweise 80-90%igen Vakuum aufgesammelt wird.
4. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Knochenzement (2) in einer Mischvorrichtung (1) gemischt wird, die die Anbringung des Knochenzements (2) gestattet, und wobei der Knochenzement (2) angebracht wird, indem er aus der Mischvorrichtung (1) mit Hilfe eines in ihr mit enthaltenen Kolbens (6) herausgedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) zum Aufsammeln von Knochenzement (2) bewegt wird, indem er in die Mischvorrichtung (1) hineingesaugt wird, wenn in ihr ein Vakuum geschaffen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) nach Mischen des Knochenzements (2) freigegeben wird, so daß er sich zum Aufsammeln desselben bewegen kann.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) freigegeben wird, indem er im Verhältnis zur Mischvorrichtung (1) oder umgekehrt gedreht wird.
7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Knochenzement (2) nach dem Aufsammeln aus der Mischvorrichtung (1) durch eine solche Ausströmöffnung (13) in der Mischvorrichtung (1), über welche eine Vakuumquelle (21) an die Mischvorrichtung (1) angeschlossen ist, herausgepreßt wird, um vor dem Herauspressen des Knochenzements (2) aus derselben ein Vakuum in der Mischvorrichtung (1) zustandezubringen, wenn der Knochenzement (2) aufgesammelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgaberohr (16) an der Ausströmöffnung (13) an die Mischvorrichtung (1) angeschlossen wird, um Knochenzement (2) über die Ausströmöffnung (13) und das Ausgaberohr (16) abzugeben, und daß vorzugsweise ein Mischorgan (4) in eine Endlage eingestellt wird, in welcher eine Bedienungsstange (7) von der Mischvorrichtung (1) in derselben Richtung herausragt, in der das Ausgaberohr (16) vorgesehen ist, von der Mischvorrichtung herauszuragen, welche Bedienungsstange (7) an der Mischvorrichtung (1) abgebrochen wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Knochenzement (2) durch Mischen der darin enthaltenen Bestandteile, wobei das Mischen der Bestandteile im Vakuum in einer Mischvorrichtung (1) erfolgt und wobei fertiggemischter Knochenzement (2) in der Mischvorrichtung (1) aufgesammelt wird, bevor der Knochenzement (2) aus ihr abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (1) einen beweglichen Teil (6), vorzugsweise einen beweglichen Kolben, aufweist, der zum Herauspressen von Knochenzement (2) aus der Mischvorrichtung (1) vorgesehen ist, wobei der bewegliche Teil (6) feststellbar angeordnet ist, um seine Stellung beizubehalten, wenn das Mischen von Knochenzement (2) im Vakuum vor sich geht, und wobei der bewegliche Teil (6) auslösbar ist, so daß er in die Mischvorrichtung (1) in Richtung auf eine Ausströmöffnung (13) zu eingesaugt werden kann, wenn in der Mischvorrichtung (1) Vakuum herrscht zum Aufsammeln von Knochenzement (2) in der Mischvorrichtung (1) in unmittelbarer Nähe der Ausströmöffnung (13).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (6) mindestens ein Greifelement (30) und die Mischvorrichtung (1) mindestens ein entsprechendes Greifelement (28) aufweist, daß die Greifelemente (30, 28) des beweglichen Teils (6) und der Mischvorrichtung (1) in Eingriff miteinander geführt werden können, um den beweglichen Teil (6) an der Mischvorrichtung (1) festzustellen, und daß die Greifelemente (30, 28) voneinander lösbar sind, indem der bewegliche Teil (6) im Verhältnis zu der Mischvorrichtung (1) oder vorzugsweise die Mischvorrichtung (1) im Verhältnis zu dem beweglichen Teil (6) gedreht wird, nachdem der bewegliche Teil (6) in Eingriff mit einem gesonderten Teil (34), z. B. einem auf einen Operationstisch plazierten Trog, gebracht worden ist, welcher eine Drehung des beweglichen Teils (6) verhütet, wenn die Mischvorrichtung (1) im Verhältnis zum Sonderteil (34) gedreht wird.
DE4302230A 1992-02-07 1993-01-28 Verfahren zur Herstellung von Knochenzement und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired - Lifetime DE4302230C5 (de)

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DE4302230A1 true DE4302230A1 (de) 1993-08-12
DE4302230C2 DE4302230C2 (de) 2001-08-16
DE4302230C5 DE4302230C5 (de) 2010-07-01

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