DE69405579T2 - Verfahren und vorrichtung zum zuführen von bestandteilen von knochenzement in einen mischbehälter,wo sie gemischt werden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum zuführen von bestandteilen von knochenzement in einen mischbehälter,wo sie gemischt werden

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum aufeinanderfolgenden Zuführen von Chargen von Bestandteilen in einen Mischbehälter für die Herstellung von Knochenzement unter Vakuum. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Anordnung zum aufeinanderfolgenden Zuführen von Chargen von Bestandteilen in einen Mischbehälter unter Partialvakuum für die Herstellung von Knochenzement.
  • Knochenzement wird durch Mischen von pulverförmigem Polymethylmethacrylat und flüssigem Monomethylmethacrylat in einem Mischbehälter hergestellt. Sowohl die flüssige Komponente als auch das Gemisch geben gasförmige Substanzen ab, die umwelt- und gesundheitsschädlich sind. Es ist aus diesem Grund wichtig für sowohl die Einführung der Knochenzementbestandteile in den Mischbehälter als auch den Mischprozeß selbst, daß diese in solch einer Weise stattfinden, daß die kleinstmögliche Menge der gesundheitsschädlichen Gase in die Umgebung entweicht. Mischbehälter, mittels welcher sowohl die Einführung der Bestandteile als auch die Herstellung des Knochenzements ohne die Abgabe der oben genannten Gase in bedeutsamem Ausmaß durchgeführt werden können, sind z. B. in SE-C-8901599-4 und SE-A0-9201353-1 beschrieben.
  • Damit der Knochenzement optimale Festigkeit während der Verwendung entwickelt, ist es ebenfalls wichtig, daß die in dem Zement enthaltenen Bestandteile vorbestimmte Anteile aufweisen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der in der Einleitung beschriebenen Art bereitzustellen, das das Risiko der Gasfreisetzung während des Zuführens der Knochenzementbestandteile in den Mischbehälter vermeidet. Dies wird gemäß der Erfindung erreicht, in der, gemäß dem Verfahren und in willkürlicher Reihenfolge, eine einen flüssigen Knochenzementbestandteil enthaltende und von einem mit der Atmosphäre und mit dem Mischbehälter in Verbindung stehenden inneren Behälter umgebene Glasampulle geöffnet wird, so daß die Inhalte der Ampulle unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters in diesen hinuntergesaugt werden können, in der ein Raum, gebildet durch die Räume zwischen dem oben erwähnten inneren Behälter und durch den äußeren Behälter, welcher diesen mindestens teilweise umschließt, und mit einem pulverförmigen Knochenzementbestandteil gefüllt, durch Verschiebung des inneren Behälters relativ zu dem äußeren Behälter von einer ersten Position, in der der Raum nicht mit der Atmosphäre oder dem Mischbehälter in Verbindung steht, in eine zweite Position, in welcher er mit der Atmosphäre und dem Mischbehälter in Verbindung steht, bewegt wird, so daß der pulverförmige Knochenzementbestandteil unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters in diesen hinuntergesaugt werden kann.
  • Eine Anordnung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits einen mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden inneren Behälter umfaßt, der so angeordnet ist, daß er eine einen flüssigen Knochenzementbestandteil enthaltende Glasampulle umschließt und mit dem oben erwähnten Mischbehälter in Verbindung steht, und Mittel für das Öffnen der Ampulle umfaßt, so daß ihre Inhalte unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters in diesen hinuntergesaugt werden können, und andererseits einen äußeren Behälter umfaßt, der den inneren Behälter mindestens teilweise umschließt und so angeordnet ist, daß er mit dem Mischbehälter in Verbindung steht, wobei der äußere Behälter, zusammen mit dem inneren Behälter, einen mit einer bestimmten Menge eines pulverförmigen Knochenzementbestandteils gefüllten Raum definiert, und in der der innere Behälter von einer ersten Position, in welcher Bereiche des inneren Behälters eine Verbindung zwischen sowohl dem Mischbehälter als auch der Atmosphäre verhindern, in eine zweite Position, in der die Verbindung zwischen dem Mischbehälter auf der einen Seite und der Atmosphäre auf der anderen Seite offen ist, verschoben werden kann, so daß der pulverförmige Knochenzementbestandteil unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters in diesen hinuntergesaugt werden kann.
  • Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung werden aus den entsprechenden Patentansprüchen ersichtlich.
  • Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin Fig. 1 in einem Längsschnitt eine Ausführungsform der Zuführungsanordnung schematisch verdeutlicht, die erfindungsgemäß mit flüssigen bzw. pulverförmigen Knochenzementbestandteilen gefüllt und an dem Mischbehälter angebracht ist. Fig. 2 veranschaulicht das Zuführen des flüssigen Knochenzementbestandteils in den Mischbehälter, und Fig. 3 verdeutlicht das Zuführen des pulverförmigen Knochenzementbestandteils in den Mischbehälter. Die Figuren 4-6 veranschaulichen, in einer den Figuren 1-3 entsprechenden Weise, eine alternative Ausführungsform einer Zuführungsanordnung gemäß der Erfindung.
  • Die Bezugsziffern 1 und 2 werden in den Zeichnungen allgemein in Bezug auf eine Zuführungsvorrichtung und einen Mischbehälter verwendet. Die erstere umfaßt einen zylinderförmigen Behälter 3 mit einem Boden 4 an einem Ende und einem Hals 5 mit einer Öffnung an dem anderen Ende, zusammen mit einem Rührwerk 6, das zu axialer Bewegung in dem Behälter 3 in der Lage ist und aus einer Rührscheibe 6a und einem röhrenformigen Rührstab 6b besteht. Dieses wird so montiert, daß es frei beweglich gleiten und eine Dichtung in dem Hals 5 erzeugen kann, in solch einer Weise, daß das Rührwerk 6 verwendet werden kann, um das Mischen der Knochenzementbestandteile herbeizuführen. Wenn das Mischen vollständig abgeschlossen und eine Verschlußvorrichtung 7 entfernt worden ist, kann der Boden axialwärts in der Art eines Kolbens zu dem Hals 5 hin verschoben werden, um den Knochenzement über den Rührstab 6b, der jetzt als Austragsdüse dient, auszutragen. Das Innere des Behälters 3 steht über einen Filter 8 mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) während des Zuführens der Knochenzementbestandteile und während des Mischens derselben in Verbindung. Auf diese Weise werden rasches und effektives Zuführen der Knochenzementbestandteile in den Mischbehälter und sichere Handhabung der umwelt- und gesundheitsschädlichen Gase gewährleistet.
  • Das Zuführen der Knochenzementbestandteile von der Zuführungsanordnung 1 in den Mischbehälter findet über den Rührstab 6b in einer Weise statt, die weiter unten beschrieben werden wird.
  • Die Zuführungsanordnung 1 umfaßt einen innneren, im wesentlichen zylinderförmigen, mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Behälter 9 und einen äußeren, in ähnlicher Weise im wesentlichen zylinderförmigen, den inneren Behälter mindestens teilweise umschließenden Behälter 10. Der Behälter 9 ist derart angeordnet, daß er eine den flussigen Knochenzementbestandteil enthaltende Glasampulle 11 umschließt und mit dem Mischbehälter 2, wie bereits erwähnt, über seinen Rührstab 6b in Verbindung steht. Zum Zwecke des Brechens der Ampulle 11 weist der Behälter 9 an seinem in der Zeichnung oben angeordneten Ende einen zylinderförmigen Teil 12a mit einem Boden 12b, der relativ zu diesem axialwärts verschoben werden kann, auf.
  • In der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform wird die Einrichtung für die zwischen dem zylinderförmigen Teil 12a und dem Boden 12b stattzufindende Verschiebung mittels meinandergreifenden Gewinden bewirkt, in Verbindung mit welchen der Boden 12b eine Öffnung 12d zwischen dem Inneren des Behälters 9 und der Atmosphäre aufweist, wobei der Behälter 9 einen trichterförmigen Teil 9a an dem in der Zeichnung unten angeordneten Ende aufweist, dessen engster Teil über dem Rührstab 6b ausläuft. In der Ausführungsform gemäß Figuren 1-3 zeigt die Spitze der Glasampulle 11 abwärts, und im Innern des inneren Behälters 9 ist eine schiefe Ebene 13 vorhanden, gegen welche die Spitze ha der eine Sollbruchstelle aufweisenden Glasampulle 11 ruht. Wenn der Boden 12b des inneren Behälters 9 hinuntergeschraubt wird, wird die Spitze ha schließlich gegen die schiefe Ebene 13 abgebrochen, und die Inhalte der Ampulle werden in den Mischbehälter 2 durch das Partialvakuum im Inneren des Mischbehälters hinuntergesaugt, wie in Fig. 2 veranschaulicht. Ein Filter 14 wird bereitgestellt, um zu verhindern, daß Glassplitter von der Glasampulle 11 zusammen mit ihren Inhalten hinunter in den Mischbehälter 2 gelangen. In der Ausführungsform gemäß Figuren 4-6 zeigt die Spitze 11a der Glasampulle aufwärts, und der innere Behälter 9 weist einen aufwärts zeigenden zugespitzten Kegel 13a auf, gegen den der Boden 11b der Glasampulle ruht. Wenn der Boden 12b des inneren Behälters 9 hinuntergeschraubt wird, wird der Boden 11b der Glasampulle 11 durch den Kegel 13a durchbohrt, und, wie vorangehend für die Ausführungsform gemäß den Figuren 1-3 beschrieben, die Inhalte der Glasampulle werden in den Mischbehälter 2 hinuntergesaugt. Wenn der flussige Knochenzementbestandteil in der Glasampulle 11 in den Mischbehälter 2 hinunterfließt, wird Luft über die Öffnung 12d eingesaugt, wodurch die Gase des flüssigen Knochenzementbestandteils an einem Entweichen in die Atmosphäre gehindert werden.
  • Der äußere Behälter 10 hat eine mit dem des inneren Behälters 9 im wesentlichen identische Form, ist so angeordnet, daß er in der Lage ist, mit dem Mischbehälter 2 in ähnlicher Weise wie der innere Behälter 9 in Kontakt zu treten, weist einen unteren trichterförmigen Teil 10a auf und hat einen größeren Durchmesser als der innere Behälter 9, so daß ein Raum 15 für den pulverförmigen Knochenzementbestandteil zwischen den Behältern 9, 10 gebildet wird. Der Boden 10b des äußeren Behälters 10 steht über Gewinde mit dem inneren Behälter 9 in Verbindung, so daß letzterer von einer Position, die in Figuren 1 und 2 gezeigt wird, in der die trichterförmigen Teile 9a, 10a der Behälter 9, 10 eine Verschlußvorrichtung des Raums 15 bilden, axialwärts in eine Position, die in Figur 3 gezeigt wird, in der der Raum 15 mit dem Inneren des Mischbehälters in Verbindung steht, verschoben werden kann. In der letzteren Position wird eine Durchführung 16 geöffnet, so daß der Raum 15 ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung steht, um die durch das Partialvakuum im Inneren des Mischbehälters erreichte Einführung des pulverförmigen Knochenzementbestandteils zu erleichtern und um zu verhindern, daß die oben erwähnten Gase in die Atmosphäre entweichen. Eine ringförmige Dichtung 17 gewährleistet ein Abdichten in der zuerst genannten Position zwischen dem oberen behälter und dem boden 10b des äußeren Behälters 10.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 6 unterscheidet sich von der Ausführungsform in den Figuren 4, 5 durch bürstenförmige Vorrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie mit der Oberfläche des trichterförmigen Teils 10a einen Kontakt herstellen. Der Knochenzementbestandteil B wird von der oben genannten Oberfläche durch relative Drehung zwischen dem äußeren und inneren Behälter freigesetzt.
  • Ein Zuführungsvorgang wird jetzt im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren in den Zeichnungen zusammengefaßt.
  • Die Zuführungsanordnung gemäß der Erfindung wird gebrauchsfertig geliefert, d.h. gefüllt mit den Knochenzementbestandteilen in den richtigen Anteilen.
  • Um das Einführen der Knochenzementbestandteile in den Mischbehälter 2 von der Zuführungsanordnung 1 gemäß der Erfindung zu ermöglichen, muß der Mischbehälter 2 an eine aktive Vakuumquelle angeschlossen werden. Zuerst wird der Stift 12c entfernt und der verschiebbare Boden 12b abwärts geschraubt, wodurch die Glasampulle abwärts bewegt wird. Das Schrauben wird fortgesetzt, bis die Spitze 11a der Glasampulle 11 gegen die schiefe Ebene 13, siehe Fig. 2, abgebrochen oder bis der Boden 11b der Glasampulle durch die Spitze der Kegels 13a, siehe Fig. 5, durchbohrt wird. Der flüssige Knochenzementbestandteil fießt jetzt unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern der Mischkammer 2 in diese hinunter. Sobald die Glasampulle 11 vollständig entleert ist, wird der zylinderförmige Teil 12a derart gedreht, daß der innere Behälter 9 von der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Position, in der der den pulverförmigen Knochenzementbestandteil enthaltende Raum 15 sowohl an der Ober- als auch der Unterseite geschlossen ist, aufwärts in die in Figur 3 gezeigte Position verschoben wird, in welcher der oben genannte Raum sowohl an der Oberseite, über die Durchführung 16, als auch an der Unterseite offen ist. Sobald der Raum 15 vollständig entleert worden ist, wird die Zuführungsanordnung 1 entfernt und der innere röhrenförmige Teil des Drehstabes wird mit einem Dichtungsstab abgedichtet, der gegen die Öffnung von 6a dichtet. Jetzt kann der Mischvorgang beginnen.
  • Die Zuführungsanordnung gemäß der Erfindung kann auf viele Arten innerhalb des Umfangs des Erfindungsgedankens modifiziert werden. Dies trifft zum Beispiel für die Einrichtung für die axiale Verschiebung zwischen dem inneren Behälter 9 und seinem Boden 12b und zwischen dem inneren Behälter 9 und dem äußeren Behälter 10 zu, wobei die Einrichtung für die axiale Verschiebung auf andere Arten als mittels Gewinden erreicht werden kann. Für das Öffnen der Ampulle 11 können andere Mittel als die schiefe Ebene 13 und der zugespitzte Kegel 13a in Betracht gezogen werden.
  • Die Reihenfolge des Entleerens kann ebenfalls in umgekehrter Reihenfolge als oben beschrieben stattfinden, d.h. zuerst der pulverförmige Knochenzementbestandteil und anschließend der flüssige Knochenzementbestandteil.

Claims (7)

1. Verfahren zum aufeinanderfolgenden Zuführen von Chargen von Bestandteilen (A, B) in einen Mischbehälter (2) für die Herstellung von Knochenzement unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß, in einer willkürlichen Reihenfolge eine einen flüssigen Knochenzementbestandteil (A) enthaltende und von einem mit der Atmosphäre und dem Mischbehälter in Verbindung stehenden inneren Behälter (9) umgebene Glasampulle (11) geöffnet wird, so daß die Inhalte der Ampulle unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters (2) in diesen hinuntergesaugt werden können, daß ein Raum (15), gebildet durch die Räume zwischen dem oben genannten inneren Behälter und durch den äußeren Behälter (10), der diesen mindestens teilweise umschließt, und mit einem pulverförmigen Knochenzementbestandteil (B) gefüllt, durch Verschiebung des inneren Behälters (9) relativ zu dem äußeren Behälter (10) von einer ersten Position, in der der Raum nicht mit der Atmosphäre oder dem Mischbehälter (2) in Verbindung steht, in eine zweite Position, in der er mit der Atmosphäre und dem Mischbehälter in Verbindung steht, bewegt wird, so daß der pulverförmige Knochenzementbestandteil (B) unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters (2) in diesen hinuntergesaugt werden kann.
2. Anordnung zum aufeinanderfolgenden Zuführen von Chargen von Bestandteilen (A, B) in einen Mischbehälter (2) für die Herstellung von Knochenzement unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (1) einerseits einen inneren Behälter (9) umfaßt, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht und so angeordnet ist, daß er eine einen flüssigen Knochenzementbestandteil (A) enthaltende Glasampulle (11) umschließt und mit dem oben genannten Mischbehälter (2) in Verbindung steht, und Mittel (13; 13a) für das Öffnen der Ampulle (11) umfaßt, so daß ihre Inhalte unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters (2) hinunter in diesen gesaugt werden können, und andererseits einen äußeren Behälter (10) umfaßt, der den inneren Behälter (9) mindestens teilweise umschließt und so angeordnet ist, daß er mit dem Mischbehälter (2) in Verbindung steht, wobei der äußere Behälter, zusammen mit dem inneren Behälter (9), einen Raum (15) definiert, der mit einer bestimmten Menge eines pulverförmigen Knochenzementbestandteils (B) gefüllt ist, und in der der innere Behälter (9) von einer ersten Position, in der Bereiche des inneren Behälters eine Verbindung zwischen sowohl dem Mischbehälter (2) als auch der Atmosphäre verhindern, in eine zweite Position geschoben werden kann, in der die Verbindung zwischen dem Mischbehälter (2) auf der einen Seite und der Atmosphäre auf der anderen Seite offen ist, so daß der pulverförmige Knochenzementbestandteil (B) unter der Wirkung des Partialvakuums im Innern des Mischbehälters (2) in diesen hinuntergesaugt werden kann, wobei das Zuführen der Bestandteile (A, B) in den Mischbehälter in einer willkürlichen Reihenfolge stattfinden kann.
3. Anordnung gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Behälter (9) an seiner Oberseite einen zylinderförmigen Teil mit einem Boden (12b) aufweist, der relativ zu diesem axial verschoben werden kann, wobei der Boden eine Öffnung (12d) zwischen dem Innern des Behälters (9) und der Atmosphäre aufweist, und der innere Behälter (9) an seiner Unterseite angrenzend an den zylinderförmigen Teil einen trichterförmigen Teil (9a) aufweist, dessen nach unten zeigender, engster Teil derart ausgestaltet ist, daß er mit einer Öffnung in dem Mischbehälter (2) in Verbindung steht, wobei die Glasampulle (11), die eine nach unten zeigende, mit einer Sollbruchstelle ausgestattete Spitze (11a) aufweist, mit letzterer gegen eine schiefe Ebene (13), angeordnet im Innern des inneren Behälters (9), ruht und zwischen ersterer und dem Boden (12b) eingeklemmt ist, so daß, wenn letztere nach und nach abwärts verschoben wird, die Spitze (11a) der Ampulle abgebrochen wird und der flüssige Knochenzementbestandteil (A) hinunter in den Mischbehälter (2) durch das Partialvakuum im Inneren des Mischbehälters gesaugt werden kann, wobei der äußere Behälter (10) einen zylinderförmigen Teil und einen nach oben zeigenden Boden (10b) aufweist, wobei der innere Behälter (9) mit seinem zylinderförmigen Teil in solch einer Weise angebracht ist, daß er zwischen den oben genannten Positionen verschoben werden kann, wobei ein trichterförmiger Teil (10a) angrenzend an den zylinderförmigen Teil, dessen nach unten zeigender, engster Teil dazu bestimmt ist, mit der oben genannten Öffnung in dem Mischbehälter (2) verbunden zu werden, wobei der trichterförmige Teil (9a) des inneren Behälters (9) so angeordnet ist, daß in der ersten Position durch einen Kontakt mit dem trichterförmigen Teil (loa) des äußeren Behälters (10) eine Verbindung zwischen dem inneren Raum (15) und dem äußeren Behälter (10) und dem Mischbehälter (2) verhindert wird.
4. Anordnung gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Behälter (9) an der Oberseite einen zylinderförmigen Teil mit einem Boden (12b) aufweist, der relativ zu diesem axial verschoben werden kann, wobei der Boden eine Öffnung (12d) zwischen dem Inneren des Behälters (9) und der Atmosphäre aufweist, und der innere Behälter (9) an seiner Unterseite angrenzend an den zylinderförmigen Teil einen trichterförmigen Teil (9a) aufweist, dessen nach unten zeigender, engster Teil derart ausgestaltet ist, daß er mit einer Öffnung in dem Mischbehälter (2) in Verbindung steht, wobei der Boden (11a) der Glasampulle gegen einen Kegel (13a), angeordnet im Inneren des inneren Behälters (9) ruht und zwischen ersterem und dem Boden (12b) eingeklemmt ist, so daß, wenn letztere nach und nach nach unter verschoben wird, der Boden (11b) der Ampulle durchbohrt und zerbrochen wird und der flüssige Knochenzementbestandteil (A) in den Mischbehälter (2) durch das Partialvakuum im Inneren des Mischbehälters in diesen hinuntergesaugt werden kann, wobei der äußere Behälter (10) einen zylinderförmigen Teil und einen nach oben zeigenden Boden (10b) aufweist, wobei der innere Behälter (9) mit seinem zylinderförmigen Teil derart angebracht ist, daß er zwischen den oben genannten Positionen verschoben werden kann, wobei ein trichterförmiger Teil (10a), angrenzend an den zylinderförmigen Teil, dessen nach unten zeigender, engster Teil dazu bestimmt ist, mit der oben genannten Öffnung in dem Mischbehälter (2) verbunden zu werden, wobei der trichterförmige Teil (9a) des inneren Behälters (9) derart angeordnet ist, daß in der ersten Position durch einen Kontakt mit dem trichterformigen Teil (10a) des äußeren Behälters (10) eine Verbindung zwischen dem inneren Raum (15) des äußeren Behälters (10) und dem Mischbehälter (2) verhindert wird.
5. Anordnung gemäß Patentansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden (10b) des äußeren Behälters (10) und dem zylinderförmigen Teil des inneren Behälters (9) eine Öffnung (16) vorhanden ist, die so angeordnet ist, daß sie in der oben genannten ersten Position geschlossen ist und nach und nach geöffnet wird, wenn der innere Behälter (9) zu der zweiten Position hin verschoben wird.
6. Anordnung gemäß einem der vorangehenden Patentansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (14) unterhalb der Ampulle (11) angeordnet ist, d.h., zwischen dieser und der Öffnung von dem inneren Behälter (9) zu dem Mischbehälter (2).
7. Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Behälter in der Nachbarschaft seines trichterförmigen Teils (9a) mit bürstenartigen Vorrichtungen (9b) ausgestattet ist, die in Kontakt mit dem trichterförmigen Teil (10a) des äußeren Behälters (10) stehen und so angeordnet sind, daß der pulverförmige Knochenzementbestandteil (B) von dem trichterförmigen Teil (10a) freigesetzt wird.
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