JP6431118B2 - 圧力ポンプおよびアンプルブレーカを有する、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合および収納する装置 - Google Patents

圧力ポンプおよびアンプルブレーカを有する、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合および収納する装置 Download PDF

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Description

本発明は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、その骨セメントの親成分を収納する装置に関する。具体的には、本発明は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、その骨セメントの親成分としてモノマー液およびセメント粉末を収納する装置に関する。
本発明はさらに、骨セメント、具体的には、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合する方法に関する。
ポリメチルメタクリレート(PMMA:polymethyl methacrylate)骨セメントを調べると、Charnley氏の先駆的な研究(非特許文献1)にさかのぼることができる。PMMA骨セメントは液体モノマー成分および粉末成分から構成される。モノマー成分は通常、メチルメタクリレートモノマー、およびその中に溶解された活性化剤(N,N‐ジメチル‐p‐トルイジン)を含有する。骨セメント粉末としても知られる粉末成分は、1つまたは複数のポリマー、X線不透過物質、および反応開始剤である過酸化ジベンゾイルを含む。粉末成分のポリマーは、メチルメタクリレートと、スチレン、メチルアクリレート、または同様のモノマーなどのコモノマーとをベースに、重合、好ましくは懸濁重合によって生成される。粉末成分をモノマー成分と混合すると、メチルメタクリレートにおいて粉末成分のポリマーが膨張することによって、塑性変形可能なペーストである実際の骨セメントが得られる。粉末成分がモノマー成分と混合されると、N,N‐ジメチル‐p‐トルイジン活性化剤が過酸化ジベンゾイルと反応してラジカルが形成される。形成されたラジカルはメチルメタクリレートのラジカル重合を開始する。メチルメタクリレートの重合が続くと、凝固するまでセメントペーストの粘性が上昇する。
ポリメチルメタクリレート骨セメントに最も頻繁に用いられるモノマーがメチルメタクリレートである。レドックス開始剤系は通常、過酸化物と、促進剤と、必要な場合は適切な還元剤とから構成される。ラジカルは、レドックス開始剤系の要素が全て相互作用するときにだけ形成される。この理由から、レドックス開始剤系の要素は、ラジカル重合を誘発できないように別々の親成分内に用意される。組成が適切であれば、親成分は収納が安定する。2つの親成分が混合されてセメントペーストが形成されるときにのみ、2つのペースト、液体、または粉末として予め別々に収納されたレドックス開始剤系の要素が互いに反応して、少なくとも1つのモノマーのラジカル重合を誘発するラジカルが形成される。その後、ラジカル重合により、モノマーを使用しながらポリマーが形成され、セメントペーストが硬化する。
PMMA骨セメントは、セメント粉末をモノマー液と混合することによってへらを用いて適切な混合用容器内で混合することができる。この手順の不利な点は、作られたセメントペーストに空気の混入が形成される可能性があるかまたは存在する可能性があり、そうなると、硬化した骨セメントの機械的特性に悪影響を及ぼすことがあり、したがって、後から骨セメントの不安定化を引き起こす恐れがあるという点である。
骨セメントペーストへの空気の混入を避けるために、複数の真空セメンティングシステムが提案されており、例として以下の文献を列挙する:特許文献1〜13。提示した真空セメンティングシステムの場合は、減圧を発生させるために、外部の真空ポンプに連結する必要がある。これらは、通常、ベンチュリ原理を利用した圧縮空気によって動作する。真空ポンプを動作させるために必要な圧縮空気は、固定型の圧縮空気機構または電動圧縮機から取り込まれる。さらに、真空を発生させるために電動真空ポンプを用いることも可能である。
セメンティング技術のさらなる発展は、セメント粉末とモノマー液の両方が混合システムの別々の区画に既に詰め込まれており、セメント施用の直前になって初めてセメンティングシステム内で互いに混合される、セメンティングシステムを含む。このような閉鎖型フルプリパック式混合システムは特許文献14〜19で提案されてきた。こうした混合システムの場合にも外部の真空源が必要である。
特許文献20は、セメントカートリッジを閉止するための2部片の送出プランジャを有する、一般的な混合装置を開示する。その文献では、気体透過性の殺菌プランジャと気体不透過性のシーリングプランジャとの組み合わせが用いられる。閉鎖型の真空混合システムのこのような原理は、ヘレウス メディカル ゲーエムベーハー(Heraeus Medical GmbH)によって生産および配布される、閉鎖型PALACOS(登録商標)PROセメンティングシステムによって実現される。
特許文献21は、ポリメチルメタクリレート骨セメント粉末がカートリッジに収納され、セメント粉末がカートリッジの全体積を占め、セメント粉末粒子間の中間の空間はカートリッジに収納されたセメント粉末を用いて骨セメントペーストを生産するのに必要なモノマー液の体積に相当するような体積を有する装置を提案する。こうした装置は、真空によってモノマー液が上方からカートリッジに導入され、そのために、カートリッジの下面の真空ポートに真空が印加されるように構築される。その結果、モノマー液はセメント粉末によって引っ張られ、セメント粒子の中間の空間に位置する空気がモノマー液に置き換えられる。そこでは、形成されるセメントペーストの攪拌棒を用いた機械的混合は行われない。
そのシステムの不利な点はモノマー液によって急速に膨張するセメント粉末をその装置で混合できないことである。というのは、急速に膨張するセメント粉末粒子は、セメント粉末にモノマー液が最大約1から2cm侵入した後にゲルタイプのバリアを形成し、セメント粉末全体にわたるモノマー液の移動を妨げるからである。さらに、真空の影響により、モノマー液がセメント粉末に完全に浸入した後に、真空ポートを介してモノマー液が吸い取られる可能性を除外することができない。そのとき、ラジカル重合によって硬化するために十分なモノマー液が利用できないか、または混合比が、したがって、骨セメントの粘度も意図せずに変わる。さらに、モノマー液よりも明らかに軽い空気が、重量によって下向きに真空ポートに向かって移動するのではなくセメント粉末内で上向きに動こうとするので、セメント粉末粒子間に捕捉される空気はモノマー液によって上方から下向きに置き換えられることになることが課題である。
真空混合システムがセメンティングのために用いられるときは、外部真空ポンプを設けなければならない。こうした真空ポンプは高コストであり、使用後は清掃しなければならない。さらに、真空ポンプを真空混合システムに連結するために真空ホースが必要とされる。こうした真空ホースは真空混合システムと共に設けなければならない。したがって、真空混合システムを用いて混合する前に、まず真空ポンプを手術室(OP室)で組み立て、圧縮空気または電力などのエネルギー源に接続しなければならない。次いで、真空ポンプは真空ホースによって真空混合システムに連結される。こうした組立てステップは貴重なOP時間を犠牲にし、起こり得るエラーを発生させやすい。真空ポンプ、真空混合システムおよび外部エネルギー源への連結ライン、ならびに供給ラインは空間を必要とし、つまずく危険および障害物となる可能性を示し、このことは場合によってはあわただしい手術中の手技を妨害することがある。
特許文献22によって興味深い概念が提案されている。その文献では、セメント粉末は排気済みのカートリッジに収納され、モノマー液は別個の容器内に位置する。圧力下にあるカートリッジが開かれると、空気が流入することなくモノマー液がカートリッジ中に吸い込まれる。空気の混入のない骨セメントペーストが生産される。こうした概念は、使用前の収納中にカートリッジを真空気密の状態で閉止したままにし、未殺菌の空気が入ることができないようにする必要がある。そのために、カートリッジは安定した状態で空気を通さないようにシールしなければならない。したがって、その不利な点は、構造が複雑であることと、混合ロッドまたは混合チューブのための供給孔が簡単に恒久的に真空気密にできないので、モノマー液の吸引後に外部操作される混合システムによってカートリッジの内容物混合できないことである。現在までに知られる全てのフルプリパック式混合システムが、モノマー液をセメント粉末に移送するために真空または減圧を用いる。
米国特許第6033105(A)号 米国特許第5624184(A)号 米国特許第4671263(A)号 米国特許第4973168(A)号 米国特許第5100241(A)号 国際公開第99/67015(A1)号 欧州特許出願公開第1020167(A2)号 米国特許第5586821(A)号 欧州特許出願公開第1016452(A2)号 独国特許出願公開第36 40 279(A1)号 国際公開第94/26403(A1)号 欧州特許出願公開第1005901(A2)号 米国特許第5344232(A)号 欧州特許出願公開0692229(A1)号 独国特許第10 2009 031 178(B3)号 米国特許第5997544(A)号 米国特許第6709149(B1)号 欧州特許出願公開ドイツ語翻訳第698 12 726(T2)号 米国特許第5588745(A)号 独国特許第10 2009 031 178(B3)号 国際公開第00/35506(A1)号 欧州特許出願公開第1886647(A1)号
Charnley,J.著「Anchorage of the femoral head prosthesis of the shaft of the femur」The Journal of Bone and Joint Surgery第42巻(1960年)p.28‐30
したがって、本発明の目的は、従来技術の不利な点を克服することである。具体的には、外部真空源を備える既知の真空混合システムの不利な点が克服されることになる。本明細書では、本発明は、とりわけ、ポリメチルメタクリレート骨セメント粉末(セメント粉末)およびモノマー液が別々の区画に収納され、その後互いに混合できる、閉鎖型の単純な装置を開発するという目的を有する。2つのセメント成分が医療ユーザと接触することなく、医療ユーザが装置内でポリメチルメタクリレート骨セメント粉末をモノマー液と一緒にして混合することを可能にすべきである。医療ユーザがポリメチルメタクリレート骨セメント粉末およびモノマー液と接触することは、できる限りなくすべきである。開発されることになる装置はフルプリパック式混合システムである。装置は、圧縮空気または圧縮機によって作動する外部真空ポンプを使用することなく、モノマー液をポリメチルメタクリレート骨セメント粉末に移送できるように設計すべきである。最も単純な外部の条件でも圧縮空気、真空、または電力などの外部エネルギー源なしで、装置が機能的かつ確実に骨セメントペーストの生産を保証することがさらに重要である。付加的な技術装置なしで自律的に装置を使用可能とすべきである。さらに、第2の動作モードでは、外部で発生する真空を用いるときを含めて、装置はモノマーの移送およびセメント成分の混合を可能にすべきである。
装置は、手動の動作要素を1つだけ用いて、まずモノマー液容器またはガラスアンプルを開口でき、その後に初めて、外部で発生される真空を用いることなく、同じ動作要素を用いて、セメント粉末が内部に収容されたカートリッジへのモノマー液の移送を手動で行うことができる程度に単純にすべきである。これは、医療ユーザが常にまずモノマー液容器を開口し、その後に初めて、手動で引き起こされるモノマー移送を、または第2の動作モードで外部の真空によって引き起こされるモノマー移送も可能になることを保証するように設計される。動作不良は構造によって可能な限り防ぐべきである。
さらに、本発明は、粘度を、したがって、骨セメントの加工特性を制御するために、モノマー液の体積とセメント粉末の量の比を変更できるように、セメント粉末に移送されるモノマー液の体積が体系的に制御されることが可能な装置を提供するという目的を有する。
フルプリパック式混合システム内でモノマーの移送および混合を可能にし、モノマー容器を開口しかつモノマー液を移送するために動作要素を1つだけ動作させなければならない方法をさらに提供すべきである。本明細書では、主に低コストのプラスチックから作られる混合システムを生産することを可能にすべきである。
さらに、出来る限り外部または付加的なエネルギー源を用いる必要なく、混合される生産物に空気の混入が生じることなく、親成分を混合する最も単純な可能な手動の操作を利用できる、医療用セメントを混合し必要な場合はセメントの親成分を収納するように確実に機能する、低コストで生産できる装置、および骨セメントを混合する方法を見つけるべきである。
混合する製品としてポリメチルメタクリレート骨セメントの主成分は粉末とすべきであり、第2の成分は液体の形態で存在すべきである。骨セメントの2つの親成分は、好ましくは、フルプリパック式混合システムで別々に収納され、装置が使用される間にそれらを安全に一緒にすることが可能であるべきである。
本発明の目的は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、骨セメントの親成分を、具体的には、骨セメントの親成分としてモノマー液およびセメント粉末を収納する装置であって、
骨セメントを混合するための内部を備えるカートリッジであって、内部は片側が可動式送出プランジャによって閉止される、カートリッジと、
モノマー液容器を受容するための、少なくとも一部の領域が閉止される側壁を備える受容部であって、変形可能な閉止された側壁を少なくとも1つ有する、受容部と、
開口されたモノマー液容器の内容物がスクリーンおよび/またはフィルタを通って流れるように受容部の下方に配置される、スクリーンおよび/またはフィルタと、
モノマー液がカートリッジの内部にそれを通って送られることになる、連結ラインと、
受容部とカートリッジの内部との間の流体ラインに中空シリンダが配置されるように、連結ラインに連結され流体連結部によって受容部に連結される、中空シリンダであって、中空シリンダ内にはポンププランジャが配置され、ポンププランジャは中空シリンダ内で軸方向に変位可能である、中空シリンダと、
受容部の変形可能な側壁に移動可能なように装着される開口装置であって、開口装置は中空シリンダに延び、ポンププランジャを中空シリンダに押し込むことによって、開口装置は受容部の変形可能な側壁に押し付けられることになり、そうすることで、変形可能な側壁は、受容部に位置するモノマー液容器が開口装置の圧力によって開口されることになるように変形する、開口装置と
を有する装置によって達成される。
モノマー液容器のための、具体的には、(モノマー液を収容する)ガラスアンプルのための受容部とカートリッジとの間に中空シリンダが配置されるということは、中空シリンダをそれらの間に幾何学的に配置しなければならないという意味ではないが、モノマー液が開口されたモノマー液容器からカートリッジの方向に流れるかまたはポンプ輸送されるときに、流体ラインに関して、すなわち、モノマー液の流れの方向に関して中空シリンダが受容部とカートリッジとの間に配置されるという意味である。
そのために、モノマー液が開口されたモノマー液容器(具体的には、ガラスアンプル)から中空シリンダに流入するためには、受容部は、流体連結部によって、好ましくは、マウス部を介して、中空シリンダに連結される。
モノマー液が付加的な力の影響を受けずに流れることができるようにするために、装置は、重力が所望の流れの方向を生み出すように適正に設置しなければならない。それゆえ、本発明の文脈で用いられる用語「上部(top)」「底部(bottom)」、ならびに「上方(above)」「下方(below)」、および「最も高い(highest」「最も低い(lowest)」は常に、装置の適正な設置に関連付けられる。
カートリッジの内部は、好ましくは、筒状の形状を有する。筒状の形状は最も単純であり、その形状を用いてカートリッジの内部および中空シリンダを実現できる。筒状の形状とは、幾何学的な用語では、任意のベース領域を有する概して筒の形状であり、すなわち、円形のベースを有する筒だけではない。したがって、内部の内壁は任意のベースを有するシリンダとすることができ、中空シリンダのケーシングは任意のベースを有する、すなわち、やはり円形でないベースまたは丸形でないベースを有する筒とすることができる。しかし、本発明によれば、回転対称の筒の形状、具体的には、円形のベースが、生産が最も簡単なので好ましい。
本発明によれば、変形可能な側壁の反対側に支持要素が設けられることを提供することができる。このことは、開口装置を用いて変形可能な側壁上に印加できる機械的な力が、確実にモノマー液容器に対して、好ましくは、ガラスアンプルに対して、容器が壊されて開口されるか、または刺されて開口されるか、または裂けて開口されるか、または開口されるように、かつ外れることも押しのけられることもなく影響を及ぼすことができる。
特に好ましくは、流体連結部は、中空シリンダのケーシング内で中空シリンダに開口する。
本発明によれば、ガラスアンプルが、好ましくは、モノマー液容器として使用される。ガラスアンプルは、特に長い期間にわたってモノマー液を収納できるので、モノマー液容器として特に適している。
モノマー液を収納するための複数のチャンバを有するモノマー液容器を使用することもできる。したがって、モノマー液容器は、本発明の文脈では、受容部に設置でき、開口装置を用いて、受容部の変形可能な側壁を変形することによって開口できる、別々の複数の個別の部分的なモノマー液容器としても理解される。
本発明による装置では、モノマー液は、開口されたモノマー液容器から中空シリンダに流入ができ、連結ラインは、ポンププランジャを中空シリンダに押し込むことで、モノマー液がポンププランジャによって中空シリンダから押し出され連結ラインを通ってカートリッジの内部に至ることになるように、中空シリンダをカートリッジの内部に連結することを提供することができる。
その結果、モノマー液容器が開口された後には、ポンププランジャは、モノマー液をカートリッジの内部に移送するために、それぞれモノマー液をカートリッジの内部に押し込むアクチュエータとして同時に使用できることが実現される。本明細書では、ポンププランジャは、手動で、または内部エネルギー蓄積部、具体的には、緊張状態の圧縮ばねによって、作動させることができる。
良好なポンプ作用を実現し、モノマー液がポンププランジャを出るのを避けるために、ポンププランジャは中空シリンダの内壁に対して流体密封になるように閉止する。そのために、中空シリンダの内壁に対してポンププランジャを閉止する円周シールを少なくとも1つ設けることができる。ポンププランジャは、一部の領域で、少なくともストロークが意図される領域では、筒状の形状であり、中空シリンダのネガティブを形成する。
ポリメチルメタクリレート骨セメントは、好ましくは、少なくとも2つの成分から混合されるか、または少なくとも2つの成分から生産することができる。一方の成分が液体(モノマー液)であり、他方が粉末(セメント粉末)であることが特に好ましい。
本発明によれば、混合される生産物のための、具体的には、PMMA骨セメントのための親成分は、カートリッジと、モノマー液容器、好ましくは、モノマー液容器としてのガラスアンプルとに既に収容され、モノマー液容器は、特に好ましくは、受容部に配置される。本発明によれば、装置は、好ましくは、具体的にはモノマー液を収容するモノマー液容器が既に装置に挿入されているときに、親成分を収納するのにも適している。
本発明によれば、カートリッジには外部から操作可能な混合装置が配置され、混合装置は、好ましくは、送出プランジャの供給孔を通してカートリッジの内部に案内され移動可能なように装着される、混合ロッドによって操作可能であることをさらに提供することができる。
特に好ましくは、供給孔の混合ロッドは、回転可能かつ長手方向に変位可能になるように支持される。混合装置によって、カートリッジの内部の内容物は、好都合には、混合ロッドを用いて混合することができる。低粘度の骨セメントが用いられるときは、セメント粉末が膨張する前にモノマー液がセメント粉末粒子間の気孔空洞の空気を変位させ、セメント粉末粒子を湿らせるので、混合ロッドおよび混合装置の使用は必要ではない。
本発明の文脈では、送出プランジャは粉末を透過せず、好ましくは、ガスを透過し粉末を透過しない有孔フィルタを送出プランジャに配置することを提供することができる。
有孔フィルタは、好ましくは、有孔ディスクとして設計することができる。粉末を透過しないので、セメント粉末はカートリッジの内部から漏出できないようにすることができる。送出プランジャがガスを透過する場合は、送出プランジャによって内部を排気し、エチレンオキシドなどの気体を用いて殺菌することができる。
本発明の好ましいさらなる発展形態によれば、セメント粉末はカートリッジの内部に収容されることを提供することができる。
モノマー液は受容部のモノマー液容器に収容されることを提供することもできる。その結果、装置は、使用前にセメント粉末で充填される必要のない完成済みのフルプリパック式混合システムを作り出す。カートリッジ内では、セメント粉末は、使用前にはモノマー液容器のモノマー液とは分けて収納される。
セメント粉末は透過せずモノマー液は透過するフィルタが、連結ラインとカートリッジの内部との間に配置されることをさらに提供することができる。
その結果、セメント粉末が連結ラインに侵入し、そこでモノマー液の導入中に重合して、連結ラインをブロックするかまたは詰まらせることを防止することができる。
さらなる発展形態によれば、装置は、連結ラインの少なくとも一部分が配置されるスタンドを有し、カートリッジは、スタンドに解放可能なように連結され、具体的には、ねじ山によってスタンドに解放可能なように連結され、セメント粉末は透過せずモノマー液は透過するフィルタは、好ましくは、任意選択で、装置のスタンドに配置され、特に好ましくは、カートリッジとスタンドとの間の連結部に配置されることを提供することもできる。
その結果、装置は、簡単に設置することができ、操作が簡単である。
本明細書では、中空シリンダおよび受容部はスタンドに連結され、好ましくは、着脱不能なようにかつ/またはスタンドと1部片になるように連結されることを提供することができる。その結果、特に単純であり低コストの装置の構造が可能になる。
受容部は中空シリンダの円周面で中空シリンダにつながることをさらに提供することができる。
その結果、モノマー液が全て中空シリンダに流入でき、中空シリンダを充填できることを保証することができる。さらに、このようにして、空気がこの点で特に簡単な手法で中空シリンダを出ることができる。
スクリーンまたはフィルタが中空シリンダに対する流体連結部に配置され、開口されたモノマー液容器の断片をスクリーンまたはフィルタによって維持できることを提供することができる。
モノマー液を中空シリンダに流入させるためのアクチュエータとして重力を利用することに関する本発明のさらなる発展形態が、モノマー液容器用の受容部が中空シリンダに対する流体連結部の上方に配置されることを提案する。
その結果、モノマー液は、モノマー液容器が開口された後に、重力によって流体連結部を通って中空シリンダに流入することができる。
本発明による好ましい装置は、連結ラインは、中空シリンダに、中空シリンダの底側で、好ましくは、最も低い点で連結され、ポンププランジャは、特に好ましくは、中空シリンダの反対側に配置されることを特徴とすることもできる。
その結果、モノマー液は全て、ポンププランジャによって中空シリンダの外に流れるかまたは押し出すことができる。
中空シリンダは、ポンププランジャの反対側に、円錐形の、半円錐形の、またはそうでなければ下に向かって先細りするベースを有し、ポンププランジャのうちの中空シリンダのベースを向く面は、好ましくは、ベースのネガティブ形状を形成することをさらに提供することができる。
その結果、モノマー液は全てポンププランジャによって中空シリンダから外に流れるかまたは押し出すことができる。これは、モノマー液全体が中空シリンダの最も低い点まで流れ、ポンププランジャが作動するときにモノマー液が残るデッド領域が存在しないことを意味する。ポンププランジャの形状が中空シリンダの内側の形状に適合するので、ポンププランジャが開口部の方向に連結ラインまで移動されるときに、モノマー液の残渣が中空シリンダに残ることなく、モノマー液全体がポンププランジャによって中空シリンダから押し出される。さらに、ポンププランジャの前面のこの円錐形もしくは球形のまたは対応する設計は、ポンププランジャが下向きにまたはスタンドの方向に移動されるときに、中空シリンダ内のモノマー液の上方の空気が中空シリンダのケーシング表面の流体連結部を通って逃げることができ、モノマー液がカートリッジの内部またはセメント粉末に移送されている間にモノマー液の上方に気泡が残らないことを保証する。
好ましい実施形態は、ポンププランジャを手動で中空シリンダ内を軸方向に移動でき、好ましくは、手動で軸方向に中空シリンダに押し込むことができることを提供することができる。
このことは、手動でモノマー液を中空シリンダから押し出し、カートリッジの内部に移送することを可能にする。
本発明による装置の操作を単純にし多様性を強化するために、中空シリンダが透明であり、中空シリンダ内の液体の充填高さに関する印を備えることを提供することもできる。
その結果、印によって判定されるモノマー液の量は、中空シリンダに充填するか、または中空シリンダからカートリッジの内部に押し出すことができる。その結果、装置を使用してモノマー液の量によって決まる粘度を有する骨セメントペーストを生産することが可能である。あるいは、中空シリンダは透明でなくてもよく、ポンププランジャの定められた推進を可能にし、したがって、定められた体積のモノマー液を中空シリンダから押し出しできるようにするために、中空シリンダから突出するポンププランジャの端部に印を設けることができる。したがって、このような構造によって、モノマー液の体積全体を中空シリンダからカートリッジの内部のセメント粉末に押し出すことも、モノマー液のある一定の部分体積だけを中空シリンダからセメント粉末に移送することも可能である。その結果、セメントペーストの粘着性がなくなる時間および骨セメントの粘性を狙い通りに制御できるように、モノマー液と粉末の量の比を調節することができる。
本発明のさらなる発展形態は、装置は緊張状態の圧縮ばねおよび少なくとも1つのデテントを有し、圧縮ばねおよび/またはポンププランジャは、デテントによって解放可能なように拘束され、圧縮ばねは、デテントが解放されるとポンププランジャに圧力を加え、そうすることで、ポンププランジャが中空シリンダに押し込まれることを提案する。
これら方策は、装置の操作が容易になるという利点を有する。さらに、操作手順のエラーの可能性をこのようにして防止することができる。拘束は、係止手段または係止装置としてバックルまたは固定ピンによって実現することができる。
送出プランジャは解放可能な係止装置によってカートリッジに連結され、係止装置は手動で、具体的には、軸方向の力の影響によって解放でき、そうすることで、送出プランジャをカートリッジの内部で軸方向に移動できることをさらに提供することができる。
その結果、例えば、カートリッジの内部の真空によって起こる恐れがあるような送出プランジャの望ましくない移動を避けることができる。
代替形態として、中空シリンダは雌ねじを備え、ポンププランジャはそれに対応する雄ねじを備え、そうすることで、ポンププランジャは、開口装置を変形可能な側壁に押し付け、モノマー液を中空シリンダからカートリッジの内部に押し込むために、中空シリンダに螺合可能であることを提供することもできる。
同様に、その結果、定められた量のモノマー液を中空シリンダからカートリッジの内部に押し出すことができる。このことは、装置を使用してモノマー液の量によって決まる粘度を有する骨セメントペーストを生産することを可能にする。
カートリッジの内部が間違ってモノマー液で充填されることを避けるために、中空シリンダとカートリッジの内部との間の連結ラインは上を向くループを有し、ループの最も高い点は、中空シリンダにつながる受容部のマウス部の上方に位置することを提供することができる。
したがって、中空シリンダを充填する間にモノマー液が既に連結ラインを通ってカートリッジの内部に至ることを防止することができる。連結ラインのこのような逆U字形のループは、ポンププランジャが連結ラインの方向に移動する前に、中空シリンダのモノマー液が連結ライン内で頂点の高さまで残り、その結果、セメント粉末へのモノマー液の早まった侵入が防止されるという状況を実現する。具体的には粘性の高いセメントの場合、少量であってもモノマー液がセメント粉末と早まって接触すると、連結ラインを、または米国特許第8662736(B2)号に記載されるようなノズルとして構成されるライン手段を、詰まらせる恐れがある。ユーザがモノマーの移送を視覚的に監視できるようにするために、連結ラインは透明または半透明とすることができる。そのために、具体的には、装置に表示窓を設けることができ、その表示窓を通して最も高い頂点を有するループを特定することができる。
本発明によれば、中空シリンダの体積がモノマー液容器のモノマー液の体積以下であることをさらに提供することができる。
このことにより、ポンププランジャの作動の際にセメント粉末中に空気を押し込むことができないようになる。
カートリッジの内部が、液体が通ることを可能にするように下面で連結ラインに連結されることをさらに提供することができる。
連結ラインは、内部の正面側で、米国特許第8662736(B4)号によるノズルに開口することができる。こうしたノズルはライン手段へのセメント粉末の侵入を防止する。
別の実施形態の変形形態では、カートリッジの内部は側方のケーシング面で、液体が通ることを可能にするように連結ラインに連結される。したがって、モノマー液をセメント粉末に、つまりカートリッジの内部に横方向に移送することも可能である。
好ましくは、中空シリンダ、カートリッジ、および連結ライン、ならびに存在する場合はスタンド、混合装置、および混合ロッドは、プラスチック製であり、プラスチック射出成形によって経済的に生産することができる。
好ましくは、開口装置は、軸を中心に回転可能になるように受容部に対して装着されるレバーであり、レバーの自由端が、ポンププランジャによって受容部の変形可能な側壁に押付け可能であり、そうすることで、レバーの自由端は、受容部に位置し受容部に対応するモノマー液容器がレバーの自由端の圧力によって開口されることになるように、具体的には、壊されて開口されるか、または割れて開口されるか、または孔があけられることになるように、変形可能な側壁を変形することを提供することもできる。
その結果、不具合を起こす傾向がなく、ポンププランジャの移動によって簡単に始動させることができる、特に単純であり経済的に実現可能な開口装置が提供される。
本明細書では、自由端はレバーと共に中空シリンダの内側に配置され、軸から始端するレバーが自由端および変形可能な側壁と共に、回転軸によって形成される角の反対の区間としてウェブを有する三角形を形成するように変形可能な側壁に当接し、三角形は中空シリンダ内に配置されることを提供することができる。
このことは、ポンププランジャの軸方向の移動によって三角形が回転軸を中心に枢動することを可能にし、その結果、受容部のモノマー液容器を開口するために変形可能な側壁が自由端によって変形される。
本明細書では、軸の回転点から始端しウェブと接触する位置までのレバーの長さと、レバー上のウェブの接点から自由端の先端部までのウェブの長さの比は、少なくとも3対1、好ましくは、4対1であり、特に好ましくは、5対1よりも大きいことを提供することができる。
好ましくは、本明細書では、レバーは、流体連結部の上方の窓型開口部の長手方向側に配置され、レバーの回転軸が中空シリンダの長手方向軸に垂直になるようにヒンジによって回転可能であり、ヒンジは中空シリンダの外側にその外側ケーシング面上に配置されることを提供することができる。
レバーの自由端が、受容部の変形可能な側壁に当接するくさびとして形成されることをさらに提供することができる。特に好ましくは、レバーは、ヒンジの回転軸に垂直に位置合わせされたウェブを備え、特に好ましくは、レバーの自由端はウェブの一端の範囲を定める。
本発明のさらなる発展形態は、受容部は中空シリンダであり、かつ/または受容部はエラストマーから構成されるかもしくはエラストマー製のインサートを備え、エラストマーは、好ましくは、ショア硬さが60超であり、エラストマーは、特に好ましくは、シリコーンゴムまたはエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)であることを提案する。
受容部が筒状の形状なので、安定した取付け部を用いて筒状のガラスアンプルをモノマー液容器として受容部に挿入できることが実現される。ショア硬さの値が示される場合は、受容部が破壊されることも漏出が起こることもなく、ガラスアンプルを受容部の内側で安全に開口できることが実現される。
モノマー液容器を支持するショルダが受容部内に配置され、ショルダは、モノマー液容器のベースの面積の半分またはモノマー液容器の断面積の半分よりも小さいことをさらに提供することができる。
その結果、モノマー液容器は、具体的には、ガラスアンプルは、開口装置を用いて定められた位置で開口できるかまたは壊して開口でき、そこから逸脱できないように、受容部内に固定される。ショルダは、好ましくは、ショルダと液体透過性のスクリーンおよび/またはフィルタとの間の距離がモノマー液容器またはガラスアンプルの直径以上になるように受容部内に配置される。
ポンププランジャが中空シリンダ中を移動する際に、開口装置の自由端は、力のベクトルがスクリーンおよび/もしくはフィルタに向けられかつ/または受容部に挿入されたモノマー液容器を受容部に、好ましくは、ショルダの方向に押し込む成分を有するように、変形可能な側壁を押圧することを提供することもできる。
その結果、開口装置が移動する際にモノマー液容器を受容部から押し出すことができ、モノマー液容器の位置決めが確実になることが実現される。このことにより、モノマー液容器が安全に開口され、移動のせいで受容部の外に逸脱することができない状況になる。
開口装置の自由端、具体的には、レバーの自由端のうちの受容部を向く側にくさびが配置されることを提供することができる。
くさびによって、最も正確に定められる可能な点で最小限の可能な力しか消費せずにモノマー液容器を壊して開口できるように、モノマー液容器の小さい表面領域に定められた力が加えられる。このくさびは三角形またはくさび形とすることができる。ピラミッド形、プリズム形、または円錐形になるようにくさびを構成することも可能である。
医療用骨セメントを生産するための液体、好ましくは、モノマー液を収容する、モノマー液容器が、具体的には、ガラスアンプルが、受容部内に配置されることをさらに提供することができる。
その結果、モノマー液容器またはガラスアンプルを予め挿入する必要なく、モノマー液容器またはガラスアンプルを開口するために装置を直接的に使用することができる。
本発明によれば、開口装置は流体連結部の上方で中空シリンダ中に延びることをさらに提供することができる。
このことは、まずモノマー液容器が開口され、使用が終了し、モノマー液がモノマー液容器から流出し流体連結部を通って中空シリンダに至ることができ、その後に、モノマー液がポンププランジャによって中空シリンダから押し出され連結ラインを通ってカートリッジに至ることを保証する。
本発明は、ポンププランジャが手動で解放可能な係止装置によって適位置に固定可能であり、その係止装置は、ポンププランジャが中空シリンダ内で開口装置上を軸方向に変位した後に、中空シリンダ内で受容部に対して流体連結部のマウス部の上方にポンププランジャをロックし、そうすることで、中空シリンダ内のポンププランジャは、係止装置が解放されないときは、流体連結部のマウス部上を移動不能であり、係止装置は、好ましくは、ポンププランジャに配置されるかまたはポンププランジャを通って延びることも提案する。
その結果、まずポンププランジャが開口装置を動作させ、その結果、受容部内のモノマー液容器が開口され、次いで、係止装置によって保持されることが実現される。それゆえ、係止装置が解放されて中空シリンダへのポンププランジャのさらなる移動が可能になるまでに、モノマー液がモノマー液容器から出て中空シリンダに到達できるようにするために十分な時間が残る。これで、ポンププランジャによってカートリッジに押し込まれる前に、適切な量のモノマー液が中空シリンダ内で確実に利用可能になる。
本発明の根底にある目的は、具体的には本発明による装置を用いて骨セメントを混合する方法であって、時間順のステップ:
A)ポンププランジャが中空シリンダに押し込まれるステップであって、ポンププランジャが移動することで開口装置が受容部の変形可能な側壁に押し付けられる、ステップと、
B)受容部の側壁が開口装置によって変形することで、モノマー液を収容するモノマー液容器が開口されるステップと、
C)モノマー液が開口されたモノマー液容器から中空シリンダに流入するステップと、
D)ポンププランジャが中空シリンダにさらに押し込まれ、そうなることで、モノマー液が中空シリンダから押し出されて連結ラインを通ってカートリッジの内部に至るステップであって、カートリッジの内部にセメント粉末が位置する、ステップと、
E)モノマー液とセメント粉末とがカートリッジの内部で混合されるステップと
を有する方法によっても達成される。
好ましくは、モノマー液は、重力の影響下で中空シリンダに流入する。
同様に、好ましくは、モノマー液は、スクリーンおよび/またはフィルタを通って中空シリンダに流入する。スクリーンおよび/またはフィルタは、モノマー液容器を壊して開口することによって生じることがあるモノマー液容器の断片を維持することができる。
本発明による方法では、ポンププランジャの移動はステップA)で係止装置によって停止され、係止装置は、ポンププランジャが中空シリンダにさらに押し込まれることを可能にするためにステップD)の前に解放されることを提供することができる。
これは、モノマー液容器が開口したすぐ後に、モノマー液が中空シリンダにさらに流入できず、その結果、中空シリンダ内で適切な量が利用可能にならない程度に中空シリンダ内で遠くに、ポンププランジャが既に押し込まれていることを避ける。
ポンププランジャは緊張状態のばね要素によって中空シリンダに押し込まれ、好ましくは、そのために、ポンププランジャおよび/またはばね要素に係合する係止手段またはデテントが前もって解放されることをさらに提供することができる。
その結果、ポンププランジャを中空シリンダに押し込むのに必要な力を手動で加える必要がなくなる。そうすることで本方法はさらに自動化される。
さらに、ポンププランジャが、ステップD)の前には係止装置またはデテントによって中空シリンダに対して固定され、係止装置またはデテントは、ポンププランジャがステップD)で中空シリンダにさらに押し込まれる前に解放されることを提供することができる。
その結果、中空シリンダへのポンププランジャの望ましくない移動が避けられる。
本発明によれば、ポンププランジャが完全にまたは印の位置まで中空シリンダに押し込まれるまでモノマー液とセメント粉末とがカートリッジの内部で混合され、印はカートリッジの内部に導入されるモノマー液に関する示度であることを提供することができる。
その結果、モノマー液の所望の混合によって、生産される骨セメントペーストが所望の粘度を有することを保証することができる。
本発明による方法のさらなる発展形態は、モノマー液とセメント粉末とは、回転可能かつ長手方向に変位可能になるようにカートリッジの内部に案内される混合ロッドを混合装置が動かすことによって操作されるという点で、内部において混合装置によって混合され、混合工程の後に、混合ロッドは、好ましくは、止まるまでカートリッジの内部から引き抜かれ、止まるまで引き抜かれた後に、混合ロッドは、特に好ましくは、所定の破壊点で折り取られることを提案する。
その結果、本方法は手動の操作によって簡単に実行することができる。
完全に混合されたセメントペーストを収容するカートリッジは、連結ライン、中空シリンダ、および受容部から解放され、完全に混合されたセメントペーストは、カートリッジ内に軸方向に移動可能になるように装着されカートリッジの内部の片側で境界を定める、送出プランジャの推進によってカートリッジの内部から送出されることを提供することもできる。
その結果、セメントペーストは、多大な労力なしに使用することができ、後に患者に施用することができる。
最後に、モノマー液はカートリッジの内部の真空によってカートリッジにさらに吸い込まれ、カートリッジの真空は、好ましくは、カートリッジに拘束される送出プランジャによってカートリッジの内部を排気することによって生じることを提供することもできる。
その結果、カートリッジ中へのモノマー液の移送を支援することができる。さらに、空気の混入量または空気の混入が起こるリスクはさらに低減することができる。理論上は、拘束された送出プランジャによってカートリッジの内部に送られる減圧をポンププランジャがその後方側に生み出すという点で、ポンププランジャの移動によって真空を生み出すことができる。
本発明は、モノマー液を収容するガラスアンプルを開口できる開口装置を、ポンププランジャの移動によって操作できるという驚くべき認識に基づく。驚くべきことに、次いで、同じポンププランジャの同じ動きを用いて、骨セメントに望ましくない空気の混入が形成されることなく、モノマー液を下方からカートリッジの内部に押し込むことができることがさらに分かった。その結果、本装置の使用によって、外部エネルギー源または内部エネルギー蓄積部なしで広く行うことが可能になる。緊張状態のばねが、ポンププランジャの移動を開始するか、あるいは支持することができる。具体的には、真空源ならびに真空気密の連結部および構成要素を使用する必要がなく、このことは、開発途上地域での使用およびまたは野戦病院での使用を実質的に容易にする。さらに、本発明によるフルプリパック式混合システムは、真空漏れが起きる恐れがないので、不具合の可能性が低い傾向にあり、したがって、非常に高い確率で使用できる状態にある。
本発明はさらに、本発明による装置を用いると、装置またはセメンティング装置それぞれの内側の大きい表面積にわたってガラスアンプルを壊して開口し、そうすることで、モノマー液は短い時間でガラスアンプルから流出し、医療用骨セメント粉末と混合する用意ができることが可能であるという驚くべき認識に基づく。開口装置として単純なレバーを用いると、ガラスアンプルへの圧力を受容部のガラスアンプルの台座に向け、そうすることで、受容部からのガラスアンプルの逸脱を起きないようにできることが可能である。同時に、非常に正確に定められた局所的な圧力をガラスアンプルに加えることができ、その圧力によって、ガラスアンプルが装置内で壊れて開口することができる。変形可能な側壁を用いることで、力はこの側壁を通して受容部の内部に、ガラスアンプル上に伝達され、受容部はその工程の間は閉じられたままであることを保証することができる。したがって、受容部からのモノマー液の出現をなくすことができる。スクリーンおよび/またはフィルタを用いることで、ガラスアンプルの開口の際に生じることがあるガラス破片はいずれもせき止めることができる。次いで、モノマー液は、骨セメント粉末と混合するために使用することができる。
例えば、本発明による装置または本発明による方法を用いることで、ポンププランジャの移動によって引き起こされる開口装置の移動によってガラスアンプルが開口した後に、モノマー液は、重力下で中空シリンダに流入し、ポンププランジャを手動で作動させることによって、中空シリンダから、セメント粉末を収容するカートリッジの内部に押し込まれることを提供することができる。このことは、以前の市販の従来の混合システムとは異なり、モノマー液の移送は、真空によってではなく、圧力の作用によって起こることと、同じ圧力が、ついでにまたは副次的な作用として、開口装置を作動させるために用いられ、したがって、モノマー液を収容するガラスアンプルを壊して開口するために用いられることを意味する。圧力の作用によってこのように手動で作動されるモノマーの移送は、プラスチック射出成形によって生産できる単純なプラスチック構成要素を用いて経済的に実現することができる。本発明による装置の特別な利点は、圧縮空気によって作動する真空ポンプなど外部の補助なしで、かつ圧縮空気または電気などの外部エネルギー源なしで、装置を動作させることができることにある。したがって、本発明による装置は、自律的に使用することができ、非常に原始的な動作条件下で使用することもできる。本発明による装置を用いることで、閉鎖型フルプリパック式混合システムを価格に反応しやすい市場のために提供することができる。
本発明の枠組みの中では、モノマー液の圧力によって引き起こされるカートリッジの内部の下面からセメント粉末への導入によって、モノマー液が底部から上部に先頭が一様になって移動することが分かった。その結果、セメント粉末粒子間の中間の空間に存在する空気が上向きに変位され押し出される。したがって、空気の混入が避けられる。驚くべきことに、本発明の枠組みの中では、本発明による装置および本発明による方法を用いて生産される骨セメントペーストは、空気の混入がほとんどなく、質の上では真空下で混合されるセメントペーストに相当することが分かった。
ポリメチルメタクリレート骨セメントを収納および混合する本発明による装置は、例えば、
a)カートリッジ内部としての第1の中空シリンダであって、第1の中空シリンダの第1面側が、セメント粉末を透過しない少なくとも1つの送出プランジャで閉止され、第1の中空シリンダの第2面側が、セメント粉末を透過せず、その結果、送出プランジャと第2面側によって範囲が定められる第1の中空シリンダとによって、セメント粉末が配置される第1の空所が形成される、第1の中空シリンダ
を備えることができ、
b)第1の空所は、セメント粉末は透過しないが液体は透過する第1の開口部を介して液体透過性のライン手段によって、第2の中空シリンダの筒状の第2の空所に連結され、
c)第2の中空シリンダのケーシング面上に、液体を透過する第2の開口部が配置され、その第2の開口部は液体を透過するように第2の空所を中空体に連結し、その中空体は、第2の中空シリンダの外側に配置され、少なくとも1つのモノマー液容器を収容し、第2の中空シリンダのケーシング面の開口部の上方に配置され、
d)第2の中空シリンダのケーシング面上では、第2の開口部の上方に窓型の第3の開口部が配置され、窓型の第3の開口部の長手方向側にレバーが配置され、レバーはレバーの回転軸が第2の中空シリンダの長手方向軸に垂直になるようにヒンジ上を回転可能であり、
e)ヒンジは、第2の中空シリンダの外側ケーシング面上で、第2の空所の外側に配置され、
f)ヒンジの回転点の反対のレバーの端部にくさびが配置され、そのくさびの形状は、外向きに第2の中空シリンダの長手方向軸の反対側を向き、
g)くさびは変形可能な壁の方向に位置合わせされ、変形可能な壁は、少なくとも1つのモノマー液容器を収容する第3の中空体の少なくとも一部分を形成し、
h)モノマー液容器が未開口の状態で、くさび要素はレバーと一緒になることで、ヒンジから突出するレバーが、第2の空所の少なくとも一部の領域に配置され変形可能な壁およびくさびと共に三角形を形成するように、第2の中空シリンダの内部に配置され、
i)モノマー液容器の少なくとも一部分が、レバーのくさびの反対の変形可能な壁の後ろに配置され、
本装置はさらに、
j)筒状の第2の空所に配置されるポンププランジャであって、第2の中空シリンダの窓型の第3の開口部の上方に配置される、ポンププランジャ
を備えることができ、
k)ポンププランジャは、ポンププランジャの軸方向の移動によってくさびを有するレバーを変形可能な壁に押し付けることができるように、第2の中空シリンダ内で軸方向に変位することができる。
例えばこのような例示的な装置によって実装できる例示的な方法は、
a)第2の空所内を下向きに足元部分の方向にポンププランジャが軸方向に変位することによって、レバーは、外向きに、窓型の第3の開口部の変形可能な壁の方向に枢動し、レバーはヒンジを中心に回転され、
b)レバーは、第2の空所の変形可能な壁を外向きに押圧し、そうすることで、少なくとも1つのモノマー液容器を開口し、
c)モノマー液は、重力下で、第2の中空シリンダのケーシング面の第2の開口部を通って第2の空所に流入し、
d)モノマー液が少なくとも1つのモノマー液容器から第2の空所に移送された後に、ポンププランジャは手動で装置の足元部分の方向に押圧され、
e)その結果、モノマー液は、ライン手段を通って第1の空所に押し込まれてセメント粉末に至り、
f)モノマー液が第2の空所から第1の空所に移送された後に、セメント粉末とモノマー液との混合物が手動で混合ロッドの作動によって混合され、
g)次いで、混合ロッドは上向きに引っ張られ、混合ロッドは所定の破壊点で折り取られ、
h)次いで、第1の中空シリンダは足元部分から切り離される
ことから実現することができる。
代替形態として、本発明による以下の方法:
a)第2の空所内を下向きに足元部分の方向にポンププランジャが軸方向に変位することによって、レバーは、外向きに、窓型の第3の開口部の変形可能な壁(変形可能な側壁)の方向に枢動し、レバーはヒンジを中心に回転され、
b)レバーは、第2の空所の変形可能な壁を外向きに押圧し、そうすることで、少なくとも1つのモノマー液容器を開口し、
c)モノマー液は、重力下で、第2の中空シリンダのケーシング面の第2の開口部を通って第2の空所に流入し、
d)モノマー液が少なくとも1つのモノマー液容器から第2の空所に移送された後に、外部で発生させた真空が第1の中空シリンダの送出プランジャに印加され、その結果、モノマー液はライン手段を通して第1の空所に吸い込まれてセメント粉末に至り、
e)モノマー液が第2の空所から第1の空所に移送された後に、セメント粉末とモノマー液との混合物が手動で混合ロッドの作動によって混合され、次いで、混合ロッドは上向きに引っ張られ、所定の破壊点で折り取られ、
f)第1の中空シリンダは足元部分から切り離される
ことを、例示的な装置によって実装することができる。
本装置によって実行できるさらなる例示的な方法が、以下の連続するステップ:
a)第2の空所内を下向きに足元部分の方向にポンププランジャが軸方向に変位することによって、レバーは、外向きに、窓型の第3の開口部の変形可能な壁の方向に枢動するステップであって、レバーがヒンジを中心に枢動する、ステップと、
b)レバーが第2の空所の変形可能な壁を外向きに押圧し、そうすることで、少なくとも1つのモノマー液容器を開口するステップと、
c)モノマー液が、重力下で、第2の中空シリンダのケーシング面の第2の開口部を通って第2の空所に流入するステップと、
d)モノマー液が第2の空所に完全に移送された後に、ポンププランジャの係止装置が解放されるステップであって、圧縮ばねがポンププランジャを装置の足元部分の方向に押圧する、ステップと、
e)その結果、モノマー液が、ライン手段を通って第1の空所に押し込まれてセメント粉末に至るステップと、
f)モノマー液が第2の空所から第1の空所に移送された後に、セメント粉末とモノマー液との混合物が手動で混合ロッドの作動によって混合され、次いで、混合ロッドは上向きに引っ張られ、所定の破壊点で折り取られるステップと、
g)次いで、第1の中空シリンダが足元部分から切り離されるステップと
を特徴とする。
本発明のさらなる2つの例示的実施形態を、概略的な形態で示した12の図に基づいて、本発明を限定することなく本明細書で以下に説明する。
フルプリパック式混合システムとしての本発明による装置の概略斜視部分断面図を示す。 図1による装置を概略斜視図に示す。 初期状態にある図1および図2による本発明による装置の概略断面図を示す。 ポンププランジャがある一定の量だけ押し込まれ、ガラスアンプルが開口された、図3による本発明による装置の概略断面図を示す。 図4による本発明による装置の概略斜視断面図を示す。 ポンププランジャが完全に押し込まれ、モノマー液がカートリッジ中に押し込まれた、図4および図5による本発明による装置による概略断面図を示す。 本発明による代替の第2の装置の概略斜視側面図を示す。 図7による装置を図7による図の反対側の概略側面図に示す。 初期状態にある図7および図8による本発明による第2の装置の概略断面図を示す。 ポンププランジャがある一定の量だけ押し込まれ、ガラスアンプルが開口された、図9による本発明による第2の装置の一部の概略断面図を示す。 ポンププランジャが完全に押し込まれ、モノマー液がカートリッジ中に押し込まれた、図10による本発明による第2の装置の一部の概略断面図を示す。 切断面がバックルまたは係止手段に平行に延びる、図7から図11による本発明による第2の装置の一部の概略部分断面図を示す。
図3、図4、図6、図9、図10、図11、および図12の断面図では、断面はシェーディングによって区別している。
図1から図6は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、骨セメントの親成分を、具体的には、モノマー液およびセメント粉末を収納する、本発明による装置の第1の例示的実施形態を様々な図に示す。この装置は本発明による方法を実装するのに適している。
装置は中空シリンダ1を備え、中空シリンダ1内には、一部の領域が筒状のポンププランジャ2が軸方向に移動可能になるように配置される。短いレバー3の形態の開口装置3が、ポンププランジャ2の軸方向の動きに垂直な軸を中心に枢動可能になるように、中空シリンダ1の外側の側壁に装着される。中空シリンダ1の筒形ケーシングではレバー3の領域に窓の形態の凹所が位置し、レバー3は初期位置ではその窓を通って中空シリンダ1の内部に延びる(図1から図3を参照)。したがって、図1から図3は装置の初期位置を示し、初期位置は、レバー3が配設される状態およびポンププランジャ2の位置によって定められる。
レバー3のすぐ隣には、ガラスアンプル5用の受容部4が設けられ、受容部4にはガラスアンプル5が既に挿入されている。ガラスアンプル5はモノマー液(例示せず)で充填される。そのベースで(図1から図3の下側で)、ガラスアンプル5は縁部または突出部に着座する。中空シリンダ1の窓または凹所の領域では、受容部4は、ゴムまたは別の可撓性の合成材料から作製される変形可能な側壁6によってのみ範囲が定められる。レバー3は縁部7またはくさび7によって、変形可能な側壁6に当接する。ガラスアンプル5は初期位置(図1から図3)では未開口である。したがって、初期位置は、モノマー液または親成分を収納するのに適している。
反対側では、ポンププランジャ2を有する中空シリンダ1の隣に、筒状の内部を備えるカートリッジ8が配置される。カートリッジ8には、PMMA骨セメントの第2の親成分として、セメント粉末(例示せず)が位置する。底部側では(図1から図6の下側では)、カートリッジ8は連結ライン9によって中空シリンダ1のベースに連結される。連結ライン9は、カートリッジ8と中空シリンダ1との間にループ10を形成し、このループはガラスアンプル5のベースの上方に配置される。このことは、ガラスアンプル5が開口したときにモノマー液がカートリッジ8の内部に直接的に流入できないようにする。連結ライン9は継ぎ手12を介してカートリッジ8につながる。継ぎ手12は雄ねじ14を備え、雄ねじ14には、カートリッジ8の前面にある雌ねじ16が螺合される。したがって、カートリッジ8は継ぎ手12に解放可能なように連結される。カートリッジ8の内部でPMMA骨セメントが混合されると、雌ねじ16に送出パイプ(図示せず)を螺合することができ、その送出パイプを通してレディミクストPMMA骨セメントをカートリッジ8の外に押しやって施用することができる。
粉末は透過せず液体は透過するフィルタ18が、継ぎ手12に、連結ライン9においてカートリッジ8への連結点に位置する。こうしたフィルタ18は、セメント粉末がカートリッジ8の内部から外に落下して連結ライン9に至り、そこでモノマー液と反応することを防止し、したがって、PMMAが硬化することで連結ライン9をブロックすることが避けられる。カートリッジ8の内部につながる連結ライン9のマウス部はノズルとして形成される。ノズルは、好ましくは、米国特許第8662736(B4)号に従って形成される。
カートリッジ8の内部には、いくつかの混合羽根20を備える混合装置20が設けられ、混合羽根20は、混合ロッド22によって、カートリッジ8の内部で軸方向に移動可能であり、カートリッジ8の内部で回転可能である。そのために、混合ロッド22は、気密性ダクトを通してカートリッジ8の内部に案内される。混合ロッド22はカートリッジ8の外側のハンドル24で終端し、混合ロッド22、したがって、混合羽根20は、ハンドル24によって手動で移動可能である。混合羽根20は、モノマー液が連結ライン9を通ってカートリッジ8の内部に導入された後に、セメント粉末をモノマー液と混合するために使用することができる。
カートリッジ8の(図1から図6の上側の)後端は2部片の送出プランジャ26、28によって閉止可能である。送出プランジャ26、28は殺菌プランジャ26およびシーリングプランジャ28から構成される。殺菌プランジャ26は、図1から図3ではカートリッジ8の内部に既に挿入され、シーリングプランジャ28は、図1から図3では殺菌プランジャ26から依然として離れている。シーリングプランジャ28が未だ殺菌プランジャ26に挿入されていないときには、内部およびその内部のセメント粉末を含むカートリッジ8を、エチレンオキシドなどの殺菌ガスを用いて殺菌することができる。そのために、殺菌プランジャ26は、気体は透過し粉末は透過しないフィルタ58を有し、フィルタ58は、カートリッジ8の内部に気体が入ることを可能にするが、カートリッジ8の内部からセメント粉末が出ることは防止する。次に、シーリングプランジャ28を殺菌プランジャ26に挿入することができ、両プランジャが一緒になって送出プランジャ26、28を形成する。その後、送出プランジャ26、28は、送出プランジャ26、28が前方に開口部の方向に押しやられることで、カートリッジ8の内部で調合されたPMMA骨セメントを、前方開口部または前記前方開口部に螺合された送出パイプ(図示せず)を通して外に押しやるために使用することができる。
殺菌プランジャ26は円周シール30を2つ有し、円周シール30によって、殺菌プランジャ26はカートリッジ8の内壁に対してシールされる。さらに、殺菌プランジャ26の前面にワイパリップ32が位置し、ワイパリップは、混合されたPMMA骨セメントをカートリッジ8の内壁から拭い取り、それをカートリッジ8内で前方に押しやるために使用することができる。シーリングプランジャ28も円周シール34を有し、円周シール34によって殺菌プランジャ26に対してシールされる。シーリングプランジャ28と殺菌プランジャ26との間の連結部をさらにシールするために付加的なシールが殺菌プランジャ26に設けられる。シーリングプランジャ28には真空ポート36が位置し、その真空ポートはシーリングプランジャ28を通して供給孔に連結される。その結果、カートリッジ8の内部は、シーリングプランジャ28が殺菌プランジャ26に挿入された状態のときにも排気することができる。したがって、カートリッジ8の内部のPMMA骨セメントまたはセメントペーストは、空気の含有の可能性を低減するために、真空下または減圧下で混合することができる。
装置は、底部側では、平坦な台を有するスタンド38によって範囲が定められ、そのスタンド上で装置は平坦な面の上に配置することができる。さらに、装置の内側の部品はプラスチック製のハウジング40によって囲繞される。中空シリンダ1はハウジング40と1部片になるように作製される。カートリッジ8だけをスタンド38およびハウジング40から切り離すことができる。ハウジング40およびスタンド38は、適位置に配設された後に装置を保持する装置の下側部分を形成する連続部分を一緒になって形成するので、共同でスタンド38、40とみなすこともできる。
受容部4内のガラスアンプル5の下方にフィルタ42および/またはスクリーン42が配置され、それらフィルタおよび/またはスクリーンは、ガラスアンプル5が壊されて開口されるときのガラスアンプル5の破片および断片をせき止める。フィルタ42および/またはスクリーン42の下方には傾斜面が位置し、その傾斜面に沿って、モノマー液が、開口されたガラスアンプル5からマウス部44を通って中空シリンダ1に流入し、すなわち、中空シリンダ1と受容部4との間の流体連結部44によって中空シリンダ1に流入する。受容部4の上側は蓋46によって閉じられる。可撓性の合成材料、例えばフォームまたはゴムから作製されたパイプ47が蓋46に位置し、そのパイプを用いて、受容部4のベースでガラスアンプル5を縁部に押圧し、そうすることで、受容部4内でガラスアンプル5が位置決めされる。
固定ピン48が係止装置48としてポンププランジャ2内に位置する。固定ピン48はハンドルを備え、そのハンドルによって手動でポンププランジャ2から固定ピン48を引き出すことができる。固定ピン48は、ポンププランジャ2を貫通するように配設され、ポンププランジャ2を中空シリンダ1の始めの位置よりも深く中空シリンダ1に押し込むことができないようにする。固定ピン48または係止装置48がポンププランジャ2の動きをブロックするまでポンププランジャ2が中空シリンダ1に押し込まれたときには、レバー3は、ポンププランジャ2の動きによってその軸を中心に枢動し、ポンププランジャ2によって、変形可能な側壁6に押し付けられる。そのために、レバー3は、十分に幅広いかまたは枢軸に垂直な十分に長いウェブ56を有し、そうすることで、変形可能な側壁6の変形が受容部4のガラスアンプル5を壊して開口するのに十分なものになる。変形可能な側壁6は変形し、受容部4の内部のガラスアンプル5は壊れて開口する。しかし、固定ピン48は依然としてポンププランジャ2が中空シリンダ1にさらに押し込まれることを防止する。この状況を図4および図5に示す。
中空シリンダ1は、その底面50またはそのベース50では漏斗のような形状であり、連結ライン9につながるマウス部が前記漏斗の最も低い点に位置する。その結果、中空シリンダ1のベース50は内部に収容されるモノマー液を連結ライン9に送る。ポンププランジャ2は、その下面52で、中空シリンダ1のベース50に対応する形状になっている。その結果、ポンププランジャ2の下側面52を使用して、中空シリンダ1に位置する事実上全てのモノマー液を連結ライン9中に押し込むことができる。さらに、図4および図5に示す状況では中空シリンダ1の最も高い点がマウス部44によって形成され、そうすることで、空気はマウス部44を通って中空シリンダ1から逃げ出すことができる。したがって、壊れたガラスアンプル5からのモノマー液は、フィルタ42および/またはスクリーン42を通りマウス部44を通って中空シリンダ1に流入する。しかし、モノマー液は、ループ10によって形成される頂点を越えるようにポンププランジャ2を用いて押圧されなければ、その点は通らない。このことは、カートリッジ8の内部でモノマー液がPMMA骨セメント粉末と早まって反応することを防止するように働く。
ここで固定ピン48をポンププランジャ2から引き出すことができる。次いで、連結ライン9を通してカートリッジ8の内部にモノマー液を押し込むために、ポンププランジャ2を中空シリンダ1により深く押し込むことができる。固定ピン48を引き出すのに必要な時間は、モノマー液が受容部4から中空シリンダ1に流入できるのに十分である。ポンププランジャ2は、モノマー液がポンププランジャ2と中空シリンダ1との間で外に進むことを防止するために、2つの円周シール54によって中空シリンダ1の内壁に対してシールされる。ポンププランジャ2を中空シリンダ1に完全に挿入することによって、モノマー液は中空シリンダ1から押し出されてカートリッジ8の内部に至り、そこで、混合装置20を用いて骨セメントと混合することができる。この状況を図6に示す。固定ピン48はポンププランジャ2から引き出され、以前は固定ピン48があった孔59だけが残る。混合する間は、真空ポート36によってカートリッジ8の内部に真空または減圧を生み出すことができる。
カートリッジ8の内部で混合されるPMMA骨セメントは、残りの装置からカートリッジ8を外し、送出パイプを雌ねじ16に螺合し、ディスペンサガンの形態の送出装置にカートリッジ8を挿入することによって使用することができる。送出プランジャ26、28は、ディスペンサガンによって前方に前方開口部の方向に押しやられ、そうすることで、レディミクスト骨セメントがカートリッジ8の内部から押し出される。ポンププランジャ2は、図1から図6による第1の実施形態では手動で作動し、すなわち、手で中空シリンダ1に押し込まれる。
図7から図12は、ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、骨セメントの親成分を、具体的には、モノマー液およびセメント粉末を収納する、本発明による装置の第2の代替の例示的実施形態の図を示し、図では、ポンププランジャ62は、手動ではなく、内部エネルギー蓄積部75によって作動して中空シリンダ61に押し込まれる。この装置も本発明による方法を実装するのに適している。
第2の代替の装置は中空シリンダ61を備え、中空シリンダ61内には、一部の領域が筒状のポンププランジャ62が軸方向に移動可能になるように配置される。図9、図10、および図11の断面図に見ることができるポンププランジャ62の2つの部分セクションは、互いにしっかりと連結される。したがって、ポンププランジャ62は図12からも理解できるように1部片になるように作製される。レバー63の形態の開口装置63が、ポンププランジャ62の軸方向の動きに垂直な軸を中心に枢動可能になるように、中空シリンダ61の外側の側壁に装着される。中空シリンダ61の筒形のケーシングではレバー63の領域に窓の形態の凹所が位置し、レバー63は初期位置ではその窓を通って中空シリンダ61の内部に延びる(図9参照)。図7から図9および図12は、第2の代替の装置の初期位置を示し、初期位置は、レバー63が配設される状態およびポンププランジャ62の位置によって定められる。
レバー63のすぐ隣には、ガラスアンプル65用の受容部64が設けられ、受容部64にはガラスアンプル65が既に挿入されている。ガラスアンプル65はモノマー液(例示せず)で充填される。そのベースで(図7から図9の下側で)、ガラスアンプル65は縁部または突出部に着座する。中空シリンダ61の窓または凹所の領域では、受容部64は、ゴムまたは別の可撓性の合成材料から作製される変形可能な側壁66によってのみ範囲が定められる。レバー63は縁部67またはくさび67によって変形可能な側壁66に当接する。ガラスアンプル65は初期位置(図7から図9および図12)では未開口である。したがって、初期位置は、モノマー液または親成分を収納するのに適している。
反対側では、ポンププランジャ62を有する中空シリンダ61の隣に、筒状の内部を備えるカートリッジ68が配置される。カートリッジ68には、PMMA骨セメントの第2の親成分として、セメント粉末(例示せず)が位置する。底部側では(図7から図12の下側では)、カートリッジ68は連結ライン69によって中空シリンダ61のベースに連結される。連結ライン69は、カートリッジ68と中空シリンダ61との間にループ70を形成し、このループはガラスアンプル65のベースの上方に配置される。このことは、ガラスアンプル65が開口したときにモノマー液がカートリッジ68の内部に直接的に流入できないようにする。ポンププランジャ62は、係止手段71としてバックル71を用いて中空シリンダ61に連結されるので、初期位置(図7から図9および図12)では中空シリンダ61に押し込むことができない。バックル71が取り除かれるまでは、ポンププランジャ62を中空シリンダ61に押し込むことができない。
連結ライン69は継ぎ手72を介してカートリッジ68につながる。中空シリンダ61の上面はねじ式キャップ73によって閉じられ、ねじ式キャップ73は、ポンププランジャ62を作動させるための緊張状態の圧縮ばね75を支持する。そのために、緊張状態の圧縮ばね75は、キャップ73およびポンププランジャ62によって支持され、少なくとも図7から図9および図12に示す初期位置では、さらに図10に示す中間位置でも、圧縮ストレス下にあり、そうすることで、ポンププランジャ62は、それが止まるまで、圧縮ばね75によって中空シリンダ61内で移動することができる。好ましくは、圧縮ばね75はこの点で緊張状態にあり続ける。第1のバックル71の正確な配置は、切断面が第1のバックル71または係止手段71に平行に延びる、本発明による第2の装置の一部の概略部分断面図として図12に示す。圧縮ばね75は、好ましくは、ばね鋼から構成される。
継ぎ手72は雄ねじ74を備え、雄ねじ74には、カートリッジ68の前面にある雌ねじ76が螺合される。したがって、カートリッジ68は継ぎ手72に解放可能なように連結される。カートリッジ68の内部でPMMA骨セメントが混合されると、雌ねじ76に送出パイプ(図示せず)を螺合することができ、その送出パイプを通してレディミクストPMMA骨セメントをカートリッジ68の外に押しやって施用することができる。
粉末は透過せず液体は透過するフィルタ78が、継ぎ手72に、連結ライン69においてカートリッジ68への連結点に位置する。こうしたフィルタ78は、セメント粉末がカートリッジ68の内部から外に落下して連結ライン69に至り、そこでモノマー液と反応することを防止し、したがって、PMMAが硬化することで連結ライン69をブロックすることが避けられる。カートリッジ68の内部につながる連結ライン69のマウス部はノズルとして形成される。ノズルは、好ましくは、米国特許第8662736(B4)号に従って形成される。
カートリッジ68の内部には、いくつかの混合羽根80を備える混合装置80が設けられ、混合羽根80は、混合ロッド82によって、カートリッジ68の内部で軸方向に移動可能であり、カートリッジ68の内部で回転可能である。そのために、混合ロッド82は、気密性ダクトを通してカートリッジ68の内部に案内される。混合ロッド82はカートリッジ68の外側のハンドル84で終端し、混合ロッド82、したがって、混合羽根80は、ハンドル84によって手動で移動可能である。混合羽根80は、モノマー液が連結ライン69を通ってカートリッジ68の内部に導入された後に、セメント粉末をモノマー液と混合するために使用することができる。
カートリッジ68の(図7から図12の上側の)後端は2部片の送出プランジャ86、88によって閉止可能である。送出プランジャ86、88は殺菌プランジャ86およびシーリングプランジャ88から構成される。殺菌プランジャ86は、図7から図9ではカートリッジ68の内部に既に挿入され、シーリングプランジャ88は、図7から図9では殺菌プランジャ86から依然として離れている。シーリングプランジャ88が未だ殺菌プランジャ86に挿入されていないときには、内部およびその内部のセメント粉末を含むカートリッジ68を、エチレンオキシドなどの殺菌ガスを用いて殺菌することができる。そのために、殺菌プランジャ86は、気体は透過し粉末は透過しないフィルタ118を有し、フィルタ118は、カートリッジ68の内部に気体が入ることを可能にするが、カートリッジ68の内部からセメント粉末が出ることは防止する。次に、シーリングプランジャ88を殺菌プランジャ86に挿入することができ、両プランジャが一緒になって送出プランジャ86、88を形成する。その後、送出プランジャ86、88は、送出プランジャ86、88が前方に開口部の方向に押しやられることで、カートリッジ68の内部で調合されたPMMA骨セメントを、前方開口部または前記前方開口部に螺合された送出パイプ(図示せず)を通して外に押しやるために使用することができる。
殺菌プランジャ86は円周シール90を2つ有し、円周シール90によって、殺菌プランジャ86はカートリッジ68の内壁に対してシールされる。さらに、殺菌プランジャ86の前面にワイパリップ92が位置し、ワイパリップは、混合されたPMMA骨セメントをカートリッジ68の内壁から拭い取り、それをカートリッジ68内で前方に押しやるために使用することができる。シーリングプランジャ88も円周シール94を有し、円周シール94によって殺菌プランジャ86に対してシールされる。シーリングプランジャ88と殺菌プランジャ86との間の連結部をさらにシールするために付加的なシールが殺菌プランジャ86に設けられる。シーリングプランジャ88には真空ポート96が位置し、その真空ポートはシーリングプランジャ88を通して供給孔に連結される。その結果、カートリッジ68の内部は、シーリングプランジャ88が殺菌プランジャ86に挿入された状態のときにも排気することができる。したがって、カートリッジ68の内部のPMMA骨セメントまたはセメントペーストは、空気の含有の可能性を低減するために、真空下または減圧下で混合することができる。
装置は、底部側では、平坦な台を有するスタンド98によって範囲が定められ、そのスタンド上で装置は平坦な面の上に配置することができる。さらに、装置の内側の部品はプラスチック製のハウジング100によって囲繞される。中空シリンダ61はハウジング100と1部片になるように作製される。カートリッジ68だけをスタンド98およびハウジング100から切り離すことができる。ハウジング100およびスタンド98は、適位置に配設された後に装置を保持する装置の下側部分を形成する連続部分を一緒になって形成するので、共同でスタンド98、100とみなすこともできる。
受容部64内のガラスアンプル65の下方にフィルタ102および/またはスクリーン102が配置され、それらフィルタおよび/またはスクリーンは、ガラスアンプル65が壊されて開口されるときのガラスアンプル65の破片および断片をせき止める。フィルタ102および/またはスクリーン102の下方には傾斜面が位置し、その傾斜面に沿って、モノマー液が、開口されたガラスアンプル65からマウス部104を通って中空シリンダ61に流入し、すなわち、中空シリンダ61と受容部64との間の流体連結部104によって中空シリンダ61に流入する。受容部64の上側は蓋106によって閉じられる。可撓性の合成材料、例えばフォームまたはゴムから作製されたパイプ107が蓋106に位置し、そのパイプを用いて、受容部64のベースでガラスアンプル65を縁部に押圧し、そうすることで、受容部64内でガラスアンプル65が位置決めされる。
第2のバックル108が係止装置108として、中空シリンダ61およびポンププランジャ62の対応する凹所に設けられる。第2のバックル108は、ポンププランジャ62をマウス部104よりも深く中空シリンダ61に押し込むことができないようにする。したがって、第1のバックル71が取り除かれた後に、ポンププランジャ62が第2のバックル108によって中間位置に保持されるかまたは維持されるまで、圧縮ばね75はポンププランジャ62を中空シリンダ61に押し込む。この位置を図10に示す。
両方のバックル71、108がハンドルを備え、バックルはそれらハンドルによって凹所から手動で引き出すことができる。さらに、2つのバックル71、108を引き出すべき順番をユーザに指示するために、バックル71、108のハンドル上に数字「1」および「2」が印として示される。第2のバックル108または係止装置108がポンププランジャ62の動きをブロックするまでポンププランジャ62が圧縮ばね75によって中空シリンダ61に押し込まれたときには、レバー63は、ポンププランジャ62の動きによってその軸を中心に枢動し、ポンププランジャ62によって、変形可能な側壁66に押し付けられる。そのために、レバー63は、十分に幅広いかまたは枢軸に垂直な十分に長いウェブ116を有し、そうすることで、変形可能な側壁66の変形が受容部64のガラスアンプル65を壊して開口するのに十分なものになる。変形可能な側壁66は変形し、受容部64の内部のガラスアンプル65は壊れて開口する。しかし、第2のバックル108は依然としてポンププランジャ62が中空シリンダ61にさらに押し込まれることを防止する。この状況を図10に示す。
中空シリンダ61は、その底面110またはそのベース110では漏斗のような形状であり、連結ライン69につながるマウス部が前記漏斗の最も低い点に位置する。その結果、中空シリンダ61のベース110は内部に収容されるモノマー液を連結ライン69に送る。ポンププランジャ62は、その下面112で、中空シリンダ61のベース110に対応する形状になっている。その結果、ポンププランジャ62の下側面112を使用して、中空シリンダ61に位置する事実上全てのモノマー液を連結ライン69中に押し込むことができる。さらに、図10に示す状況では中空シリンダ61の最も高い点がマウス部104によって形成され、そうすることで、空気はマウス部104を通って中空シリンダ61から逃げ出すことができる。したがって、壊れたガラスアンプル65からのモノマー液は、フィルタ102および/またはスクリーン102を通りマウス部104を通って中空シリンダ61に流入する。しかし、モノマー液は、ループ70によって形成される頂点を越えるようにポンププランジャ62を用いて押圧されなければ、その点は通らない。このことは、カートリッジ68の内部でモノマー液がPMMA骨セメント粉末と早まって反応することを防止するように働く。
ここで第2のバックル108をポンププランジャ62から引き出すことができる。次いで、ポンププランジャ62は圧縮ばね75によって中空シリンダ61により深く押し込まれ、そうすることで、モノマー液が連結ライン69を通してカートリッジ68の内部に押し込まれる。第2のバックル108を引き出すのに必要な時間は、モノマー液が受容部64から中空シリンダ61に流入できるのに十分である。ポンププランジャ62は、モノマー液がポンププランジャ62と中空シリンダ61との間で外に進むことを防止ためように、2つの円周シール114によって中空シリンダ61の内壁に対してシールされる。ポンププランジャ62を中空シリンダ61に完全に挿入することによって、モノマー液は、中空シリンダ61から押し出されてカートリッジ68の内部に至り、そこで、混合装置80を用いて骨セメントと混合することができる。この状況を図11に示す。第2のバックル108は引き出された。混合する間は、真空ポート96によってカートリッジ68の内部に真空または減圧を生み出すことができる。
カートリッジ68の内部で混合されるPMMA骨セメントは、残りの装置からカートリッジ68を外し、送出パイプを雌ねじ76に螺合し、ディスペンサガンの形態の送出装置にカートリッジ68を挿入することによって使用することができる。送出プランジャ86、88は、ディスペンサガンによって前方に前方開口部の方向に押しやられ、そうすることで、レディミクスト骨セメントがカートリッジ68の内部から押し出される。したがって、第1の実施形態とは異なり、ポンププランジャ62は、図7から図12による第2の実施形態では手動ではなく、緊張状態の圧縮ばね75によって作動し、すなわち、圧縮ばね75によって中空シリンダ61に押し込まれる。
上記の説明、請求項、図、および例示的実施形態で開示した本発明の特徴は、本発明の様々な実施形態を実装するために単独でも組み合わせても関連性のある可能性がある。
1、61 中空シリンダ
2、62 ポンププランジャ
3、63 開口装置/レバー
4、64 受容部
5、65 ガラスアンプル
6、66 変形可能な側壁
7、67 くさび/縁部
8、68 カートリッジ
9、69 連結ライン
10、70 ループ
12、72 継ぎ手
14、74 雄ねじ
16、76 雌ねじ
18、78 粉末は透過せず液体は透過するフィルタ
20、80 混合羽根
22、82 混合ロッド
24、84 ハンドル
26、86 殺菌プランジャ
28、88 シーリングプランジャ
30、90 シール
32、92 ワイパリップ
34、94 シール
36、96 真空ポート
38、98 スタンド
40、100 ハウジング
42、102 スクリーン/フィルタ
44、104 中空シリンダにつながるマウス部/流体連結部
46、106 蓋
47、107 パイプ
48 ハンドルを有する固定ピン/係止装置
50、110 中空シリンダのベース
52、112 ポンププランジャの下側面
54、114 シール
56、116 ウェブ/レバーの横断部片
58、118 気体は透過し粉末は透過しないフィルタ
59 ダクト
71 バックル/係止手段
73 ねじキャップ
75 圧縮ばね
108 バックル/係止装置

Claims (26)

  1. ポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、前記骨セメントの親成分としてモノマー液およびセメント粉末を収納する装置であって、
    前記骨セメントを混合するための内部を備えるカートリッジ(8、68)であって、前記内部は片側が可動式送出プランジャ(26、28、86、88)によって閉止される、カートリッジ(8、68)と、
    モノマー液容器(5、65)を受容するための、少なくとも一部の領域が閉止される側壁を備える受容部(4、64)であって、変形可能な閉止された側壁(6、66)を少なくとも1つ有する、受容部(4、64)と、
    開口されたモノマー液容器(5、65)の内容物がスクリーン(42、102)および/またはフィルタ(42、102)を通って流れるように前記受容部(4、64)の下方に配置される、スクリーン(42、102)および/またはフィルタ(42、102)と、
    前記モノマー液が前記カートリッジ(8、68)の前記内部にそれを通って送られることになる、連結ライン(9、69)と、
    前記受容部(4、64)と前記カートリッジ(8、68)の前記内部との間の流体ライン(9、44、69、104)に中空シリンダ(1、61)が配置されるように、前記連結ライン(9、69)に連結され流体連結部(44、104)によって前記受容部(4、64)に連結される、中空シリンダ(1、61)であって、前記中空シリンダ(1、61)内にはポンププランジャ(2、62)が配置され、前記ポンププランジャ(2、62)は前記中空シリンダ(1、61)内で軸方向に変位可能である、中空シリンダ(1、61)と、
    前記受容部(4、64)の前記変形可能な側壁(6、66)に対して移動可能なように装着される開口装置(3、63)であって、前記開口装置(3、63)は前記中空シリンダ(1、61)に延び、前記ポンププランジャ(2、62)を前記中空シリンダ(1、61)に押し込むことによって、前記開口装置(3、63)は前記受容部(4、64)の前記変形可能な側壁(6、66)に押し付けられることになり、そうすることで、前記変形可能な側壁(6、66)は、前記受容部(4、64)に位置するモノマー液容器(5、65)が前記開口装置(3、63)の圧力によって開口されることになるように変形する、開口装置(3、63)と
    を有する、装置。
  2. 前記モノマー液は、前記開口されたモノマー液容器(5、65)から前記中空シリンダ(1、61)に流入でき、前記連結ライン(9、69)は、前記ポンププランジャ(2、62)を前記中空シリンダ(1、61)に押し込むことで、モノマー液が前記ポンププランジャ(2、62)によって前記中空シリンダ(1、61)から押し出されて前記連結ライン(9、69)を通って前記カートリッジ(8、68)の前記内部に至ることになるように、前記中空シリンダ(1、61)を前記カートリッジ(8、68)の前記内部に連結することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  3. 前記カートリッジ(8、68)には外部から操作可能な混合装置(20、80)が配置され、前記混合装置(20、80)は、前記送出プランジャ(26、28、86、88)の供給孔を通して前記カートリッジ(8、68)の前記内部に案内され移動可能なように装着される、混合ロッド(22、82)によって操作可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記セメント粉末は前記カートリッジ(8、68)の前記内部に収容されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記セメント粉末は透過せず前記モノマー液は透過するフィルタ(18、78)が、前記連結ライン(9、69)と前記カートリッジ(8、68)の前記内部との間に配置されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記装置は、前記連結ライン(9、69)の少なくとも一部分が配置されるスタンド(38、40、98、100)を有し、前記カートリッジ(8、68)は、前記スタンド(38、40、98、100)に解放可能なように連結され、前記セメント粉末は透過せず前記モノマー液は透過する前記フィルタ(18、78)は、前記装置の前記スタンド(38、40、98、100)に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
  7. 前記受容部(4、64)は、前記中空シリンダ(1、61)の円周面で前記中空シリンダ(1、61)につながることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記連結ライン(9、69)は、前記中空シリンダ(1、61)に、前記中空シリンダ(1、61)の底側で連結され、前記ポンププランジャ(2、62)は、前記中空シリンダ(1、61)の反対側に配置されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記中空シリンダ(1、61)は、前記ポンププランジャ(2、62)の反対側に、円錐形の、半円錐形の、または下に向かって先細りするベース(50、110)を有し、前記ポンププランジャ(2、62)のうちの前記中空シリンダ(1、61)の前記ベース(50、110)を向く面(52、112)は、前記ベース(50、110)のネガティブ形状を形成することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記装置は、緊張状態の圧縮ばね(75)および少なくとも1つのデテント(48、71、108)を有し、前記圧縮ばね(75)および/または前記ポンププランジャ(2、62)は、前記デテント(48、71、108)によって解放可能なように拘束され、前記圧縮ばね(75)は、前記デテント(48、71、108)が解放されると前記ポンププランジャ(2、62)に圧力を加え、そうすることで、前記ポンププランジャ(2、62)が前記中空シリンダ(1、61)に押し込まれることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記中空シリンダ(1、61)と前記カートリッジ(8、68)の前記内部との間の前記連結ライン(9、69)は上を向くループ(10、70)を有し、前記ループ(10、70)の最も高い点は、前記中空シリンダ(1、61)につながる前記受容部(4、64)のマウス部(44、104)の上方に位置することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 前記中空シリンダ(1、61)の体積が前記モノマー液容器(5、65)の前記モノマー液の体積以下であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の装置。
  13. 前記開口装置(3、63)は、軸を中心に回転可能になるように前記受容部(4、64)に対して装着されるレバー(3、63)であり、前記レバー(3、63)の自由端(7、67)が、前記ポンププランジャ(2、62)によって前記受容部(4、64)の前記変形可能な側壁(6、66)に押付け可能であり、そうすることで、前記レバー(3、63)の前記自由端(7、67)は、前記受容部(4、64)に位置し前記受容部(4、64)に対応するモノマー液容器(5、65)が、前記レバー(3、63)の前記自由端(7、67)の圧力によって開口されることになるように、前記変形可能な側壁(6、66)を変形することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の装置。
  14. 前記自由端(7、67)は前記レバー(3、63)と共に前記中空シリンダ(1、61)の内側に配置され、前記軸から始端する前記レバー(3、63)が前記自由端(7、67)および前記変形可能な側壁(6、66)と共に、回転軸によって形成される角の反対の区間としてウェブ(56、116)を有する三角形を形成するように前記変形可能な側壁(6、66)に当接し、前記三角形は前記中空シリンダ(1、61)内に配置されることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
  15. 記受容部(4、64)はエラストマーから構成されるかもしくはエラストマー製のインサートを備え、前記エラストマーは、ショア硬さが60超であり、前記エラストマーは、シリコーンゴムまたはエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の装置。
  16. 前記モノマー液容器(5、65)を支持するショルダが前記受容部(4、64)内に配置され、前記ショルダは、前記モノマー液容器(5、65)のベースの面積の半分または前記モノマー液容器(5、65)の断面積の半分よりも小さいことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の装置。
  17. 前記ポンププランジャ(2、62)が前記中空シリンダ(1、61)中を移動する際に、前記開口装置(3、63)の自由端(7、67)は、力のベクトルが前記スクリーン(42、102)および/もしくは前記フィルタ(42、102)に向けられる成分を有するように、前記変形可能な側壁(6、66)を押圧してかつ/または前記受容部(4、64)に挿入されたモノマー液容器(5、65)を前記受容部(4、64)に押圧することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の装置。
  18. 前記開口装置(3、63)は前記流体連結部(44、104)の上方で前記中空シリンダ(1、61)中に延びることを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載の装置。
  19. 前記ポンププランジャ(2、62)は手動で解放可能な係止装置(48、108)によって適位置に固定可能であり、前記係止装置(48、108)は、前記ポンププランジャ(2、62)が前記中空シリンダ(1、61)内で前記開口装置(3、63)上を軸方向に変位した後に、前記中空シリンダ(1、61)内で前記受容部(4、64)に対して前記流体連結部のマウス部(44、104)の上方に前記ポンププランジャ(2、62)をロックし、そうすることで、前記中空シリンダ(1、61)内の前記ポンププランジャ(2、62)は、前記係止装置(48、108)が解放されないときは、前記流体連結部の前記マウス部(44、104)上を移動不能であり、前記係止装置(48、108)は、前記ポンププランジャ(2、62)に配置されるかまたは前記ポンププランジャ(2、62)を通って延びることを特徴とする、請求項1〜9、11〜18のいずれか一項に記載の装置。
  20. セメントを混合する方法であって、時間順のステップ:
    A)ポンププランジャ(2、62)が中空シリンダ(1、61)に押し込まれるステップであって、前記ポンププランジャ(2、62)が移動することで開口装置(3、63)が受容部(4、64)の変形可能な側壁(6、66)に押し付けられる、ステップと、
    B)前記受容部(4、64)の前記側壁(6、66)が前記開口装置(3、63)によって変形することで、モノマー液を収容するモノマー液容器(5、65)が開口されるステップと、
    C)前記モノマー液が前記開口されたモノマー液容器(5、65)から前記中空シリンダ(1、61)に流入するステップと、
    D)前記ポンププランジャ(2、62)が前記中空シリンダ(1、61)中にさらに押し込まれ、そうなることで、前記モノマー液が前記中空シリンダ(1、61)から押し出されて連結ライン(9、69)を通ってカートリッジ(8、68)の内部に至るステップであって、前記カートリッジ(8、68)の前記内部にセメント粉末が位置する、ステップと、
    E)前記モノマー液と前記セメント粉末とが前記カートリッジ(8、68)の前記内部で混合されるステップと
    を有する方法。
  21. 請求項1から19のいずれか一項に記載の装置を用いて実行されることを特徴とする請求項20に記載の方法。
  22. 前記ポンププランジャ(2、62)の移動はステップA)で係止装置(48、108)によって停止され、前記係止装置(48、108)は、前記ポンププランジャ(2、62)が前記中空シリンダ(1、61)にさらに押し込まれることを可能にするためにステップD)の前に解放されることを特徴とする請求項20または21に記載の方法。
  23. 前記ポンププランジャ(2、62)は、緊張状態のばね要素(75)によって前記中空シリンダ(1、61)に押し込まれ、そのために、前記ポンププランジャ(2、62)および/または前記ばね要素(75)に係合する係止手段(71)またはデテントが前もって解放されることを特徴とする請求項20〜22のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記モノマー液と前記セメント粉末とは、回転可能かつ長手方向に変位可能になるように前記カートリッジ(8、68)の前記内部に案内される混合ロッド(22、82)を動かすことによって混合装置(20、80)が操作されるという点で、前記内部において前記混合装置(20、80)によって混合され、混合工程の後に、前記混合ロッド(22、82)は、止まるまで前記カートリッジ(8、68)の前記内部から引き抜かれ、止まるまで引き抜かれた後に、前記混合ロッド(22、82)は、所定の破壊点で折り取られることを特徴とする、請求項20〜23のいずれか一項に記載の方法。
  25. 完全に混合されたセメントペーストを収容する前記カートリッジ(8、68)は、前記連結ライン(9、69)、前記中空シリンダ(1、61)、および前記受容部(4、64)から解放され、前記完全に混合されたセメントペーストは、前記カートリッジ(8、68)内に軸方向に移動可能になるように装着され前記カートリッジ(8、68)の前記内部の片側で境界を定める、送出プランジャ(26、28、86、88)の推進によって、前記カートリッジ(8、68)の前記内部から送出されることを特徴とする、請求項20〜24のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記モノマー液は、前記カートリッジ(8、68)の前記内部の真空によって前記カートリッジ(8、68)に吸い込まれ、前記カートリッジ(8、68)の前記真空は、前記カートリッジ(8、68)に拘束される前記送出プランジャ(26、28、86、88)によって前記カートリッジ(8、68)の前記内部を排気することによって生じることを特徴とする、請求項20〜25のいずれか一項に記載の方法。
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