JP2021000220A - 調製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌部材を容器から容易に取り出すことができる調製装置を提供する。【解決手段】調製装置は、組成物を調製するための材料が収容される容器と、前記容器内で回転し、前記材料を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材と共に回転し、前記容器から前記撹拌部材が引き抜かれる際に、前記撹拌部材に付着した前記組成物を掻き取る掻取部材と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、骨セメントに例示される組成物を調製する、調製装置に関する。

従来、種々の用途に組成物が使用されている。例えば医療用に使用される組成物として、生体骨に人工関節を固定する材料、骨充填材、又は人工骨材料等がある。

医療用の組成物の一つとして骨セメントがある。骨セメントは、一般的に粉末材料、液体モノマー材料及び重合開始剤の３つの材料を撹拌することで調製される。例えば、人工関節と生体骨との固定に骨セメントを使用する場合には、これらの３つの材料を撹拌した直後、完全に硬化（重合）する前の未だ軟らかい状態（軟塊状態又は生地状態という）の骨セメントが生体骨の髄腔内に埋め込まれる。続いて、人工関節のステムが生体骨に挿入される。そして、髄腔内に埋め込まれた骨セメントが完全に硬化すると、この骨セメントを介して人工関節と生体骨とが接合される。

このように完全に硬化する前に髄腔内へ埋め込むことができるよう、骨セメントは、施術（髄腔内への埋め込み）毎に必要量だけ、施術直前に調製される。

そこで、施術の現場において必要量だけ骨セメントを容易に調製できるよう、密閉された容器内において複数の材料を撹拌部材により撹拌して骨セメントを調製する小型の調製装置が種々提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−５２３３１号公報

特許文献１の調製装置では、容器から組成物を取り出して使用する際、撹拌部材は邪魔になるため容器から取り外される。撹拌部材を容器外に取り出すにはシリンダの天蓋も容器から外す必要があるが、天蓋を外す作業は術中において煩雑となるおそれがある。

本発明は、撹拌部材を容器から容易に取り出すことができる調製装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の調製装置は、組成物を調製するための材料が収容される容器と、前記容器内で回転し、前記材料を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材と共に回転し、前記容器から前記撹拌部材が引き抜かれる際に、前記撹拌部材に付着した前記組成物を掻き取る掻取部材と、を備える。

本発明によれば、撹拌部材を容器から容易に取り出すことができる。

骨セメント調製装置の縦断面図であって、撹拌部材が容器内に挿入された状態を示す図。 撹拌部及び掻取部材の斜視図。 掻取部材の斜視図。 図３のＡ−Ａ断面図。 容器から撹拌部材が引き抜かれる途中の骨セメント調製装置の状態を示す図。 図５のＢ−Ｂ断面図。 容器から撹拌部材が引き抜かれる際の掻取部材の作用を説明する図。 容器から撹拌部材が引き抜かれる際の掻取部材の作用を説明する図。 容器から撹拌部材が引き抜かれる際の撹拌部材の作用を説明する図。 骨セメント調製装置の使用方法を説明する図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

以下では、組成物として骨セメントを調製する骨セメント調製装置を、本発明の調製装置の実施の形態として説明する。また、骨セメント調製装置を、後述の把持部が上側に、後述の容器が下側に配置された姿勢で使用されるものとして説明する。また、骨セメント調製装置の各構成要素も、骨セメント調製装置に組み立てられた状態を基準に、骨セメント調製装置に倣い上下を規定する。

なお、実施の形態を説明するための全図において、同一要素は原則として同一の符号を付し、その説明を省略することもある。

［１．構成］
以下、図１から図４を参照して骨セメント調製装置１の構成について説明する。図１は、骨セメント調製装置１をその長手方向に沿って切断した縦断面図であって、撹拌部材３が容器２内に挿入された状態を示す図である。図２は、撹拌部３１及び掻取部材２１３の斜視図である。図３は、掻取部材２１３の斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面を示す掻取部材２１３の斜視図である。

図１に示されている骨セメント調製装置１は、材料（本実施形態では、粉末材料、液体モノマー材料及び重合開始剤）を撹拌して骨セメントを調製するためのものである。骨セメント調製装置１は、材料が収容される内部空間２ｓ（以下「撹拌室２ｓ」と称する）を有するシリンダ形状の容器２と、容器２内に挿入され材料を撹拌する撹拌部材３とを備える。

なお、本実施形態では、容器２の底部にスタンド４が装着されている。スタンド４は、骨セメント調製装置１を、作業者が撹拌操作をしやすいように直立状態に支持するものである。スタンド４は、例えば円錐台形に形成され、その上面には、容器２の底部が内側に嵌まり込む筒部４ａを有している。

［１−１．容器］
図１に示すように、容器２は、容器本体２０と、蓋部２１とを備える。

容器本体２０は、シリンダ２０ａと、略ドーム型の回転体形状のプランジャ２０ｂとを備える。シリンダ２０ａは、その中心軸が鉛直方向に沿うように配置される。シリンダ２０ａの上端は開放されている。すなわち、シリンダ２０ａはその上端に開口２０ｃを有している。

また、シリンダ２０ａの下端も開放されているが、下端にはプランジャ２０ｂが嵌め込まれている。このプランジャ２０ｂの筒状の外周面にはリング状のシール部材ＳＤ１が嵌め込まれている。シール部材ＳＤ１は、例えば、Ｏリングである。シール部材ＳＤ１の外周面はシリンダ２０ａの内周面に、シール部材ＳＤ１の内周面はプランジャ２０ｂの外周面にそれぞれ密着しており、撹拌室２ｓの下部を密封している。

プランジャ２０ｂは、後述するように、シリンダ２０ａに取り付けられたセメントガンから加えられた圧力により、撹拌室２ｓ内を開口２０ｃに向かって移動させられ、撹拌室２ｓで調製された骨セメントを射出するのに使用される。

また、プランジャ２０ｂの天井壁中央には、撹拌部材３の軸部３１ａの先端（下端）部３１ａ２が入り込む凹部２０ｄが形成されている。また、シリンダ２０ａの上部の外周面には雄ねじ２０ｅが形成されている。

蓋部２１は、容器本体２０の開口２０ｃを閉じるものである。蓋部２１は、筒状体２１１、支持部材２１２、及び掻取部材２１３を備える。

筒状体２１１は、その下端及び上端それぞれに開口２１１ａ、２１１ｂを有する。開口２１１ａ側の筒状体２１１の下側内周面２１１ｆには、容器本体２０の雄ねじ２０ｅにはまり込む雌ねじ２１１ｃが形成されている。したがって、筒状体２１１の下端を容器本体２０の上部にねじ込むことで、筒状体２１１を容器本体２０に取り付けることができる。筒状体２１１の上端側の開口２１１ｂには、支持部材２１２が挿入される。

さらに、筒状体２１１には、水平姿勢の管状部２１１ｄが設けられている。管状部２１１ｄの内部空間は筒状体２１１を貫通している。これにより、筒状体２１１の側面には、通気口Ｈが形成されている。

管状部２１１ｄは、筒状体２１１を容器本体２０に最後まで（完全に）ねじ込んだ状態において、容器本体２０の壁面の上端が、通気口Ｈの上端よりも下側に位置するように設けられている。つまり、管状部２１１ｄは、通気口Ｈ全域が容器本体２０の壁面の上端で覆われないような位置に設けられている。容器本体２０の内部空間が通気口Ｈを通じて撹拌室２ｓと連通する開放状態とされている。

また、筒状体２１１の下側内周面２１１ｆとシリンダ２０ａの外周面との間には、シール部材ＳＤ２が設けられている。シール部材ＳＤ２は、例えば、Ｏリングである。シール部材ＳＤ２の外周面は筒状体２１１の下側内周面２１１ｆに、シール部材ＳＤ２の内周面はシリンダ２０ａの外周面にそれぞれ密着するため、撹拌室２ｓの気密性が向上する。よって、撹拌室２ｓ内を負圧状態にすることで、骨セメントの調製時、撹拌室２ｓが負圧に保持される。

支持部材２１２は、樹脂製の部材である。支持部材２１２は、底面部２１２ａ、側壁２１２ｂ及び支持本体部２１２ｃを備える（図４参照）。底面部２１２ａは、シリンダ２０ａの開口２０ｃを塞ぐ円盤状の部位である。側壁２１２ｂは、底面部２１２ａの一方の平面の外周端から底面部２１２ａに垂直方向に延在している筒状の部位である（図３及び図４参照）。

側壁２１２ｂは、筒状体２１１に支持部材２１２が挿入された際に筒状体２１１の内周面に接触する部位である。側壁２１２ｂは、フランジ部２１２ｂ１および溝２１２ｂ２を備える。フランジ部２１２ｂ１は、側壁２１２ｂの上端から支持部材２１２の外側に向けて環状に延在している（図４及び図９参照）。フランジ部２１２ｂ１の下面は、筒状体２１１上面に接している。

溝２１２ｂ２は、側壁２１２ｂの外周面側に位置している。溝２１２ｂ２と、筒状体２１１の内周面との間には、シール部材ＳＤ３が配置されている。シール部材ＳＤ３は、例えば、Ｏリングである。シール部材ＳＤ３の外周面は筒状体２１１の上側内周面２１１ｅに、シール部材ＳＤ３の内周面は溝２１２ｂ２の内側面にそれぞれ密着するため、撹拌室２ｓの気密性が向上する。よって、撹拌室２ｓ内を負圧状態にすることで、骨セメントの調製時、撹拌室２ｓが負圧に保持される。

支持本体部２１２ｃは、側壁２１２ｂよりも底面部２１２ａの内側から側壁２１２ｂの延在方向と平行に延在する筒状の部位である（図４参照）。支持本体部２１２ｃには、掻取部材２１３が挿通されている支持口２１２ｃ１が形成されている。支持口２１２ｃ１の横断面の輪郭の形状は、掻取部材２１３の横断面の輪郭の形状と相似な関係にある（図３参照）。

なお、支持部材２１２は、図示されていない係合構造によって、筒状体２１１に対して軸部３１ａの中心軸まわりに回転可能に係合している。このため、支持部材２１２は、筒状体２１１から抜けないようになっている。

掻取部材２１３は、ゴムで形成されている。掻取部材２１３は、筒状部２１３ａ、２つの固定部２１３ｂ、３つのリブ２１３ｃ、及び密接部２１３ｄを備える。なお、掻取部材２１３は、リブ２１３ｃをいくつ備えていてもよい。

筒状部２１３ａには、開口２１３ａ１が形成されている（図４参照）。開口２１３ａ１の横断面の輪郭の形状は、後述する撹拌部３１の横断面の輪郭の形状と相似な関係にある。

２つの固定部２１３ｂは、掻取部材２１３の外周面から環状に掻取部材２１３の外側に向けて延在している。２つの固定部２１３ｂ間の寸法は、支持本体部２１２ｃの延在方向の寸法と同じである。このため、２つの固定部２１３ｂの間に支持部材２１２が嵌まる。

３つのリブ２１３ｃは、筒状部２１３ａの延在方向に所定の間隔をあけて設けられている。３つのリブ２１３ｃは、筒状部２１３ａの内周面から、筒状部２１３ａの内側に向けて突出している（図４参照）。リブ２１３ｃの横断面形状は、環状である（図３参照）。リブ２１３ｃは、後述する撹拌部３１の外周面に密着している。リブ２１３ｃの互いに対向する内周端同士の間の寸法の中で最も短い寸法である寸法Ｘは、例えば２ｍｍである。

密接部２１３ｄは、筒状部２１３ａの最下端部分の部位であり、後述する撹拌部３１の外周面に密接している（図２参照）。なお、密接部２１３ｄの横断面形状における内周側の輪郭で囲まれた部分の面積は、リブ２１３ｃの横断面形状における内周側の輪郭で囲まれた部分の面積よりも広い。

［１−２．撹拌部材］
撹拌部材３は、撹拌部３１と、駆動部３２と、固定部３３とを備える。撹拌部３１は、撹拌室２ｓ内に挿入され、撹拌室２ｓ内の材料を撹拌する。撹拌部３１は、軸部３１ａと、２つの翼部３１ｂとを備える。

軸部３１ａは、その中心軸を鉛直方向に向けた姿勢で撹拌室２ｓ内に挿入される。軸部３１ａは、その先端部３１ａ２がテーパ形状とされている。この先端部３１ａ２は、上述したようにプランジャ２０ｂの天井壁中央の凹部２０ｄ内に入り込んでいる。先端部３１ａ２が凹部２０ｄに入り込むことで、この凹部２０ｄによって軸部３１ａのふらつきが抑制され軸部３１ａの回転が安定する。軸部３１ａは、中心軸方向に延在する中空部３１ａ１を有する。この中空部３１ａ１には、後述の駆動ロッド３２ａが挿通される。

翼部３１ｂは、軸部３１ａと一体に形成されている。２つの翼部３１ｂは、軸部３１ａの中心軸を挟んで径方向に対称の位置に設けられている（図２参照）。翼部３１ｂは、軸部３１ａの延在方向に沿って延在している。また、翼部３１ｂは、軸部３１ａから軸部３１ａの外側に向けて延在している。

翼部３１ｂは、複数の翼片３１ｂ１と、複数の梁部３１ｂ２とを備える。複数の翼片３１ｂ１は、軸部３１ａに繋がっている。複数の翼片３１ｂ１は、空間３１ｓを介して互いに離隔している。梁部３１ｂ２は、軸部３１ａの延在方向に隣り合う２つの翼片３１ｂ１の軸部３１ａから最も離れた部位同士を繋いでいる。このように、複数の翼片３１ｂ１及び複数の梁部３１ｂ２によって、シリンダ２０ａの上端からプランジャ２０ｂ近傍にわたる翼部３１ｂが形成されている。なお、翼部３１ｂの最も上側及び最も下側の翼片３１ｂ１以外の翼片３１ｂ１はすべて同様の形状である。

翼片３１ｂ１の平面部の上側辺から、該翼片３１ｂ１の上側に位置し、かつ、該翼片３１ｂ１と梁部３１ｂ２で繋がっている翼片３１ｂ１の平面部の下側辺までの寸法Ｚは、隣り合うリブ２１３ｃ同士の間隔よりも短い。なお、寸法Ｚは、少なくとも最も上側のリブ２１３ｃと最も下側のリブ２１３ｃとの間の寸法よりも短ければよい。

複数の翼片３１ｂ１の軸部３１ａから最も離れた部位及び複数の梁部３１ｂ２によって、翼部３１ｂの外周端部が形成される。外周端部は、翼部３１ｂの軸部３１ａから最も離れた部位である。また、外周端部は、軸部３１ａの延在方向に沿って延在する。つまり、外周端部の延在方向は、軸部３１ａの延在方向に平行である。外周端部の横断面の外周の輪郭は丸みを帯びている（図２参照）。このため、掻取部材２１３が、外周端部に密着したときに隙間ができにくい。したがって、撹拌室２ｓの上部がより確実に密閉される。

翼部３１ｂの厚さは、最も薄い厚さＹを有する部位において、例えば３ｍｍである。

駆動部３２は、駆動ロッド３２ａと、駆動ブッシュ３２ｂと、把持部３２ｃ、土台部３２ｄとを備える。

駆動ロッド３２ａは、上下に延在し、軸部３１ａの中空部３１ａ１に上方から挿入される。駆動ロッド３２ａは、駆動ブッシュ３２ｂを介して軸部３１ａの上端（中空部３１ａ１の入口）に固定されている。駆動ロッド３２ａは、バーリーツイスト（ｂａｒｌｅｙ・ｔｗｉｓｔ）形状と呼ばれる捻り形状を有している。具体的には、駆動ロッド３２ａは、その外周面に、上下に延びる螺旋状のエッジ３２ａ１を有している。

駆動ブッシュ３２ｂは、軸部３１ａの中空部３１ａ１の入口に固定され、円筒状のブッシュ本体３２ｂ１と、ブッシュ本体３２ｂ１の上端外周に一体形成されたフランジ３２ｂ２とを備える。ブッシュ本体３２ｂ１は中空部３１ａ１に挿入され、フランジ３２ｂ２は土台部３２ｄに載置されている。ブッシュ本体３２ｂ１の内周面には、駆動ロッド３２ａの外周面の螺旋状のエッジ３２ａ１とかみ合う螺旋状の溝が形成されている。

駆動ブッシュ３２ｂの下面は、土台部３２ｄに接しており、駆動ブッシュ３２ｂの上面は、固定部３３に接している。つまり、駆動ブッシュ３２ｂは、固定部３３と土台部３２ｄとの間で遊嵌されている。これにより、軸部３１ａ及び翼部３１ｂが駆動ブッシュ３２ｂを介して回転可能に固定部３３に組み付けられている。

把持部３２ｃは、駆動部３２を操作する際に作業者が把持するものであり、駆動ロッド３２ａにおける固定部３３よりも上方に突出する部分に固定されている。

土台部３２ｄは、後述する固定部３３に係合している。

固定部３３は、天井壁３３ａと、円筒形状で軸部３１ａと同軸上に配置される側壁３３ｂとを備える。

天井壁３３ａには、中空部３１ａ１の真上に孔部３３ｃが設けられており、駆動ロッド３２ａは、孔部３３ｃを通った状態で、中空部３１ａ１内に挿入されている。天井壁３３ａは、フランジ３２ｂ２の上面に接している。

側壁３３ｂは、天井壁３３ａの外周部から垂下している。側壁３３ｂは、筒状体２１１の外周側に螺合により嵌め込まれる。側壁３３ｂが筒状体２１１に嵌め込まれることで、駆動部３２が容器本体２０に対して固定される。

［２．使用方法］
以下、骨セメント調製装置１の使用方法について説明する。

まず、作業者は、容器本体２０から取り外された状態の蓋部２１に撹拌部材３を組み付ける。具体的には、掻取部材２１３の開口２１３ａ１に撹拌部材３の撹拌部３１を貫通させる。開口２１３ａ１に撹拌部３１が貫通した後、固定部３３を筒状体２１１に螺合させる。以上で、撹拌部材３に蓋部２１が組み付けられた状態になる。なお、リブ２１３ｃが位置する部分の開口２１３ａ１の断面積及び密接部２１３ｄが位置する部分の開口２１３ａ１の断面積は、いずれも撹拌部３１の横断面積よりも狭い。このため、撹拌部３１が開口２１３ａ１を貫通する際、掻取部材２１３の筒状部２１３ａ及びリブ２１３ｃは弾性変形して開口２１３ａ１が拡げられる。このとき、撹拌部３１の最も上側の翼片３１ｂ１及び軸部３１ａは、掻取部材２１３によって周囲から圧接された状態になる。

次に、作業者は、蓋部２１及び撹拌部材３が装着されていない状態の骨セメント調製装置１において、組成物を調製するための材料、ここでは骨セメントの材料を容器本体２０に収容する。

次に、作業者は、撹拌部３１を容器本体２０の撹拌室２ｓに挿入し、蓋部２１を螺合により容器本体２０に取り付ける。このときの状態は、図１に示されている。ただし、図１には、容器本体２０内部の材料は図示されていない。

次に、作業者は、管状部２１１ｄに吸引管を介してポンプを接続する。そして、ポンプが動作することで、撹拌室２ｓ内の気体が管状部２１１ｄ及び吸引管を介して吸引される。これにより、撹拌室２ｓ内の圧力が負圧になる。撹拌室２ｓ内が負圧になることで、調製される骨セメントに気泡が入り込みにくくなる。ポンプによる吸引動作が継続されることで撹拌室２ｓ内は負圧に維持される。なお、ポンプによる吸引動作は、撹拌部材３が容器２から抜ききられるまで継続される。

続いて、作業者は、把持部３２ｃを把持して押し引きを繰り返す。駆動ロッド３２ａは、把持部３２ｃの動作に連動して上下に往復移動する。

駆動ロッド３２ａの上下の往復移動が繰り返されると、駆動ロッド３２ａの外周面の螺旋状のエッジ３２ａ１に駆動されて、軸部３１ａの中心軸周りの駆動ブッシュ３２ｂの正回転及び逆回転が交互に繰り返される。これにより、容器本体２０内において、駆動ブッシュ３２ｂに固定された撹拌部３１は、支持部材２１２及び掻取部材２１３とともに、軸部３１ａの中心軸周りの正回転及び逆回転を交互に繰り返す。撹拌部３１が回転している間、撹拌室２ｓ内の材料は空間３１ｓを通過する。このため、撹拌室２ｓ内の材料が撹拌され、完全に硬化（重合）する前の軟塊（生地）状態の骨セメントが調製される。

骨セメントの調製が終わると、作業者は、固定部３３を蓋部２１から取り外し、撹拌部材３を上方向に引き抜いていく。以下、撹拌部材３を容器２から引き抜くときの骨セメント調製装置１の作用に関して、図１及び図５から図９を用いて説明する。図５は、容器２から撹拌部材３が引き抜かれる途中の骨セメント調製装置１の状態を示す図である。図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。図７から図９は、容器２から撹拌部材３が引き抜かれる際の掻取部材２１３の作用を説明する図である。なお、撹拌部材３が引かれると、プランジャ２０ｂは、容器２の外部の圧力を受け、骨セメントとともに上方向に押し上げられ始める（図５参照）。

前述のとおり、掻取部材２１３は撹拌部３１とともに回転し、撹拌動作中、撹拌部３１に対する掻取部材２１３の向きは変わらない。よって、容器２から撹拌部材３を引き抜くにあたって、作業者は、把持部３２ｃを回すなど、撹拌部３１の向きを変える操作を行う必要はなく、単に撹拌部材３を上方向に引くだけでよい。

筒状体２１１は、容器本体２０にねじ込まれているため、撹拌部材３が容器本体２０から引き抜かれる際は、上下移動しない（図５参照）。ここで、掻取部材２１３は、支持部材２１２に嵌め込まれている。また、上述したように、支持部材２１２は、係合構造によって筒状体２１１に係合している。したがって、撹拌部３１が掻取部材２１３によって周囲から圧接された状態で撹拌部材３が上方向に移動したとしても、支持部材２１２は上方向に移動しない（図５参照）。

撹拌部材３が上方向に引かれると、（１）掻取部材２１３のリブ２１３ｃ及び密接部２１３ｄが翼部３１ｂの最も上側の翼片３１ｂ１及び軸部３１ａをそれらの周囲から圧接した状態で、撹拌部３１が上方向に移動していく。撹拌部３１の移動が始まった直後における撹拌部３１及び掻取部材２１３の状態は、図７に示されている。図７には、すべてのリブ２１３ｃが最も上側の翼片３１ｂ１を圧接している状態が示されている。

撹拌部材３が上方向に移動しているとき、最も上側の翼片３１ｂ１及び軸部３１ａの表面に付着した骨セメントが、リブ２１３ｃ及び密接部２１３ｄによって掻き取られる。なお、掻き取られた骨セメントは、容器本体２０の内部に残る。

撹拌部材３がさらに上方向に引かれ、（２）３つのリブ２１３ｃの内、最も下側のリブ２１３ｃが、弾性変形した状態から自由状態に戻りながら、翼部３１ｂの最も上側の空間３１ｓに入り込む。図５には、撹拌部材３の最も下側のリブ２１３ｃが最も上側の空間３１ｓに入り込んだ直後の骨セメント調製装置１の状態が示されている。また、図６には、骨セメント調製装置１が図５の状態のあるときの横断面図が示されている。図６において、リブ２１３ｃの梁部３１ｂ２を圧接する部位は、弾性変形した状態のままであり、翼片３１ｂ１を圧接していた部位は、弾性変形した状態から自由状態に戻り、空間３１ｓに入り込んでいる。

図６に示されているように、最も下側のリブ２１３ｃが空間３１ｓに入り込んだ状態で撹拌部材３が上方向に引かれることで、最も下側のリブ２１３ｃが空間３１ｓ内を相対的に下方向に移動する。これにより、（３）空間３１ｓ内に入り込んだ骨セメントが最も下側のリブ２１３ｃによって掻き取られる。図８には、最も下側のリブ２１３ｃが最も上側の空間３１ｓ内を相対的に所定長さ移動したときの撹拌部３１及び掻取部材２１３の状態が示されている。

さらに、撹拌部材３が上方向に引かれると、（４）最も下側のリブ２１３ｃは、再び弾性変形して別の翼片３１ｂ１を周囲から圧接するようになる。図９には、最も下側のリブ２１３ｃが弾性変形して次の翼片３１ｂ１を圧接しているときの撹拌部３１及び掻取部材２１３の状態が示されている。このとき、３つのリブ２１３ｃの内、下側から２番目のリブ２１３ｃが弾性変形した状態から自由状態に戻り、最も上側の空間３１ｓに入り込んでいる。

なお、軸部３１ａの表面に付着している骨セメントは、撹拌部材３が上側に移動している間、掻取部材２１３によって常に掻き取られている。

（１）から（４）の動作は、他の２つのリブ２１３ｃにおいても同様に行われる。そのとき、リブ２１３ｃが撹拌部３１に対して相対的に下方向に移動する際に、翼部３１ｂ表面に付着した骨セメント及び空間３１ｓの内部に入り込んだ骨セメントが掻き取られる。

なお、撹拌部材３を容器２から引き抜いている間、次第に容器２の外部の気体が空間３１ｓを通じて撹拌室２ｓに入り込む。上述したように、翼片３１ｂ１の平面部の上側辺から、該翼片３１ｂ１の上側に位置し、かつ、該翼片３１ｂ１と梁部３１ｂ２で繋がっている翼片３１ｂ１の平面部の下側辺までの寸法Ｚは、最も上側のリブ２１３ｃと最も下側のリブ２１３ｃとの間の寸法よりも短い。このため、撹拌部材３を容器２から引き抜いている際、少なくとも１つのリブ２１３ｃによって翼片３１ｂ１及び軸部３１ａが圧接された状態が維持される。よって、撹拌部材３を容器２から引き抜いている間、容器２の外部と、撹拌室２ｓの内部とが直接通気しないため、撹拌室２ｓ内の圧力は、急激に変化することなく緩やかに常圧に戻る。撹拌室２ｓ内の圧力が常圧に戻ると、プランジャ２０ｂの上方向への移動が停止する。

撹拌部材３を上方向に引き続けていくと、撹拌部３１が掻取部材２１３から外れる。

撹拌部３１が掻取部材２１３から外れた後、作業者は、管状部２１１ｄからポンプ及び吸引管を取り外す。

その後、骨セメント調製装置１の使用方法を説明する図である図１０に示されているように、容器本体２０からスタンド４が取り外され、ノズル６が容器本体２０の上部に取り付けられる。

次に、容器本体２０にセメントガン等の治具が取り付けられる。このセメントガンの引き金が手技的に引かれることで、プランジャ２０ｂに圧力が加えられる。この圧力により、プランジャ２０ｂがノズル６側に押し込まれると、容器２内の骨セメントＳが、ノズル６から例えば髄腔内等の患部に直接射出される。

なお、撹拌室２ｓ内の骨セメントＳを射出するための治具として、セメントガンの他に、整形外科用セメント注入器、又は、整形外科用セメントディスペンサ等を使用することができる。

［３．作用効果］
本発明の一実施の形態の骨セメント調製装置１によれば以下のような作用効果が得られる。

撹拌動作中、撹拌部３１は掻取部材２１３の開口２１３ａ１に挿入されていて、撹拌部３１とともに掻取部材２１３が回転する。つまり、撹拌部３１は、掻取部材２１３に挿入されてから引き抜かれるまで、上側又は下側から見たときの撹拌部３１に対する掻取部材２１３の相対的な向きは変わらない。したがって、作業者は、撹拌部材３を容器本体２０から引き抜く際に、把持部３２ｃ回すなど、撹拌部材３の向きを変える操作を行う必要なく、把持部３２ｃを上方向に引くだけで、撹拌部材３を容器本体２０から引き抜くことができる。つまり、作業者は、容易に撹拌部材３を容器本体２０から引き抜くことができる。

掻取部材２１３は、掻取部材２１３の開口２１３ａ１に撹拌部３１が挿入されたときから引き抜かれるまで、軸部３１ａ及び翼部３１ｂにそれらの周囲から密着している。このため、撹拌部３１が容器本体２０から引き抜かれる際に、掻取部材２１３によって軸部３１ａ及び翼部３１ｂに付着した骨セメントを掻き落とすことができる。したがって、撹拌部材３の表面に付着して撹拌部材３と共に容器２から持ち去られてしまう骨セメントの量を低減できる。

本実施の形態では、梁部３１ｂ２が隣り合う２つの翼片３１ｂ１の最も軸部３１ａから離れた部位同士を繋いでおり、複数の翼片３１ｂ１の最も軸部３１ａから離れた部位と複数の梁部３１ｂ２とによって翼部３１ｂの外周端部が形成されている。このように、軸部３１ａの延在方向の寸法が比較的長い翼部３１ｂが形成されているため、撹拌部材３が容器２から引き抜かれ、各翼片３１ｂ１が開口２１３ａ１を通過する際に、各翼片３１ｂ１は、掻取部材２１３にいちいち引っ掛からない。また、翼部３１ｂが折れる等の損傷も防止することができる。したがって、本実施の形態の骨セメント調製装置１は、撹拌部材３を容器２から円滑に引き抜くことができる。

また、軸部３１ａの中心軸周りのある角度の位置には、一つのみの翼部３１ｂが設けられている。このため、翼部３１ｂが掻取部材２１３に引っかかることなく、容易に撹拌部材３を掻取部材２１３から引き抜くことができる。

翼部３１ｂの外周端部は、軸部３１ａから最も離れた位置に、軸部３１ａの延在方向に沿って延在する。つまり、外周端部は、軸部３１ａの延在方向に平行である。したがって、撹拌部材３を容器本体２０から引き抜く際に、撹拌部３１に圧接している掻取部材２１３の摩擦による抵抗を低減させ、円滑に引き抜くことができる。

翼部３１ｂには、撹拌中の骨セメントが通過する穴である空間３１ｓが形成されているため、撹拌部材３を回転することで、撹拌室２ｓ内の骨セメントを撹拌することができる。

掻取部材２１３は、ゴムで形成されていて、翼部３１ｂの形状に合わせて変形するため、容器本体２０から撹拌部材３を引く抜く際に、掻取部材２１３が翼部３１ｂに密着した状態が維持され、翼部３１ｂに付着した骨セメントを掻き取りやすい。

掻取部材２１３は、容器本体２０から撹拌部材３が引き抜かれる際に、空間３１ｓに入り込むリブ２１３ｃを有する。したがって、撹拌部材３を容器本体２０から引き抜く際に、翼部３１ｂの空間３１ｓ内部側の表面に付着している骨セメントを効果的に掻き取ることができる。

掻取部材２１３は、複数のリブ２１３ｃを有している。また、リブ２１３ｃが自由状態であるときに、リブ２１３ｃの互いに対向する内周端同士は密着しておらず、該内周端同士の間には隙間が形成されている（図４参照）。これにより、最も下側のリブ２１３ｃ以外のリブ２１３ｃによって掻き取られた骨セメントは、該リブ２１３ｃの下側のリブ２１３ｃの対向する内周端同士の間の隙間から下方向に通過する。したがって、撹拌部３１に付着した骨セメントをより効果的に掻き取り、かつ、複数のリブ２１３ｃによって掻き取られた骨セメントを撹拌室２ｓ内に残すことができる。

翼片３１ｂ１の平面部の上側辺から、該翼片３１ｂ１の上側に位置し、かつ、該翼片３１ｂ１と梁部３１ｂ２で繋がっている翼片３１ｂ１の平面部の下側辺までの寸法Ｚは、最も上側のリブ２１３ｃと最も下側のリブ２１３ｃとの間の寸法よりも短い。このため、撹拌部材３を容器２から引き抜いている際、少なくとも１つのリブ２１３ｃは、翼片３１ｂ１及び軸部３１ａを圧接した状態が維持される。したがって、撹拌部材３を容器２から引き抜いている間に、容器２の外部と、撹拌室２ｓの内部とが直接通気することがない。このため、撹拌室２ｓ内の圧力を急激に変化させることなく緩やかに常圧に戻すことができる。よって、外部の気体が撹拌室２ｓ内に急激に流入することによる調製される骨セメントの飛散や、骨セメント内部への気泡の混入を防ぐことができる。

［４．変形例］
撹拌部３１を容器本体２０から容易に引き抜くこと、及び翼部３１ｂを損傷しにくくする観点からは、翼部３１ｂの外周端部は、必ずしも軸部３１ａの延在方向に平行でなくともよい。例えば、翼部３１ｂの形状は、軸部３１ａの表面から外周端部の最外周側表面までの寸法が、軸部３１ａの先端部３１ａ２に近づくにつれて次第に長くなる形状であってもよい。または、軸部３１ａの表面から外周端部の最外周側表面までの寸法が、軸部３１ａの先端部３１ａ２に近づくにつれて次第に短くなる形状であってもよい。

翼部３１ｂの数は、１以上であればいくつでもよい。例えば、軸部３１ａの中心軸まわりに９０度ずつずらした位置に計４つの翼部３１ｂが設けられていてもよい。

掻取部材２１３が複数のリブ２１３ｃを有していて、かつ、リブ２１３ｃが自由状態であるときにリブ２１３ｃの互いに対向する内周端同士が密着していてもよい。この場合、リブ２１３ｃは空間３１ｓに入り込むと、該空間３１ｓを上側空間と下側空間とに隔てる。上側空間と下側空間との間には圧力差が生じていることから、上側空間側にある掻き取られた骨セメントは下方向に吸い寄せられる。よって、上側空間側にある掻き取られた骨セメントは、該空間を隔てているリブ２１３ｃの互いに対向する内周端同士の間に入り込み、リブ２１３ｃを自由状態から弾性変形させながらリブ２１３ｃを通過し、下側空間側に達する。つまり、撹拌部３１に付着した骨セメントをより効果的に掻き取り、かつ、複数のリブ２１３ｃによって掻き取られた骨セメントを撹拌室２ｓ内に残すことができる。

本発明は、骨セメント以外の医療用の組成物、骨の欠損部への充填材、骨補填材、人工骨等のみならず、種々の用途の様々な組成物を調製する装置に適用可能である。骨セメント以外の医療用の組成物は、例えば、硬組織同士の接着、硬組織内への充填、硬組織と金属製人工物との接着及び／又は接合、硬組織と軟組織等の他の組織との接着及び／又は接合を行うためのものである。

本発明は、例えば骨セメントを調製する調製装置として好適に利用される。

１ 骨セメント調製装置
２ 容器
２ｓ 撹拌室
３ 撹拌部材
４ スタンド
４ａ 筒部
６ ノズル
２０ 容器本体
２０ａ シリンダ
２０ｂ プランジャ
２０ｃ 開口
２０ｄ 凹部
２０ｅ 雄ねじ
２１ 蓋部
２１１ 筒状体
２１１ａ，２１１ｂ 開口
２１１ｃ 雌ねじ
２１１ｄ 管状部
２１１ｅ 上側内周面
２１１ｆ 下側内周面
２１２ 支持部材
２１２ａ 底面部
２１２ｂ 側壁
２１２ｂ１ フランジ部
２１２ｂ２ 溝
２１２ｃ 支持本体部
２１２ｃ１ 支持口
２１３ 掻取部材
２１３ａ 筒状部
２１３ａ１ 開口
２１３ｂ 固定部
２１３ｃ リブ
２１３ｄ 密接部
３１ 撹拌部
３１ａ 軸部
３１ａ１ 中空部
３１ａ２ 先端部
３１ｂ 翼部
３１ｂ１ 翼片
３１ｂ２ 梁部
３１ｓ 空間
３２ 駆動部
３２ａ 駆動ロッド
３２ａ１ エッジ
３２ｂ 駆動ブッシュ
３２ｂ１ ブッシュ本体
３２ｂ２ フランジ
３２ｃ 把持部
３２ｄ 土台部
３３ 固定部
３３ａ 天井壁
３３ｂ 側壁
３３ｃ 孔部
ＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ３ シール部材
Ｈ 通気口
Ｓ 骨セメント

Claims (6)

1. 組成物を調製するための材料が収容される容器と、
   前記容器内で回転し、前記材料を撹拌する撹拌部材と、
   前記撹拌部材と共に回転し、前記容器から前記撹拌部材が引き抜かれる際に、前記撹拌部材に付着した前記組成物を掻き取る掻取部材と、
   を備える調製装置。
2. 前記撹拌部材は、軸部と、前記軸部の延在方向に沿って延在する翼部とを有し、
   前記掻取部材は、前記翼部に密着している、
   請求項１に記載の調製装置。
3. 前記翼部は、前記軸部から最も離れた位置に、前記軸部の延在方向に沿って延在する外周端部を有する、
   請求項２に記載の調製装置。
4. 前記翼部は、空間を介して互いに離隔した２つの翼片と、前記２つの翼片の前記軸部から最も離れた部位同士を繋ぐ梁部と、を備え、
   前記外周端部は、前記梁部と、前記２つの翼片の前記軸部から最も離れた部位とによって形成されている
   請求項３に記載の調製装置。
5. 前記掻取部材は、前記容器から前記撹拌部材が引き抜かれる際に、前記空間に入り込むリブを有する、
   請求項４に記載の調製装置。
6. 前記掻取部材は、ゴムで形成されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の調製装置。

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