JP6649344B2 - 骨セメントを収納および混合する装置および方法 - Google Patents
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- B01F35/7174—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pistons, plungers or syringes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/75—Discharge mechanisms
- B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
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- B01F35/754251—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pistons or plungers reciprocating in the mixing receptacle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
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- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
- A61B17/8802—Equipment for handling bone cement or other fluid fillers
- A61B17/8833—Osteosynthesis tools specially adapted for handling bone cement or fluid fillers; Means for supplying bone cement or fluid fillers to introducing tools, e.g. cartridge handling means
- A61B2017/8838—Osteosynthesis tools specially adapted for handling bone cement or fluid fillers; Means for supplying bone cement or fluid fillers to introducing tools, e.g. cartridge handling means for mixing bone cement or fluid fillers
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/178—Syringes
- A61M5/31—Details
- A61M2005/3101—Leak prevention means for proximal end of syringes, i.e. syringe end opposite to needle mounting end
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/178—Syringes
- A61M5/31—Details
- A61M2005/3103—Leak prevention means for distal end of syringes, i.e. syringe end for mounting a needle
- A61M2005/3106—Plugs for syringes without needle
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/178—Syringes
- A61M5/24—Ampoule syringes, i.e. syringes with needle for use in combination with replaceable ampoules or carpules, e.g. automatic
- A61M5/2422—Ampoule syringes, i.e. syringes with needle for use in combination with replaceable ampoules or carpules, e.g. automatic using emptying means to expel or eject media, e.g. pistons, deformation of the ampoule, or telescoping of the ampoule
- A61M5/2425—Ampoule syringes, i.e. syringes with needle for use in combination with replaceable ampoules or carpules, e.g. automatic using emptying means to expel or eject media, e.g. pistons, deformation of the ampoule, or telescoping of the ampoule by compression of deformable ampoule or carpule wall
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/20—Mixing of ingredients for bone cement
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Description
A)筒状内部を有するカートリッジおよび筒状内部に適合する外周を有する排出ピストンを用意するステップと、
B)粉末をカートリッジの内部に充填するステップであって、粉末は、PMMA骨セメントドウを生成するための主成分としてセメント粉末を含み、さらにセメント粉末に分散される親水性添加剤を含む、ステップと、
C)排出ピストンと内部の壁との間の距離を低減することによって、カートリッジの内部において、排出ピストンと、前方側で筒状内部の範囲を定める壁との間で粉末を圧縮するステップと、
D)粉末を収納する間に、壁および排出ピストンによって粉末に機械的圧力が加えられるように、壁および/または排出ピストンをロックするか、支持するか、または締結するステップであって、粉末は締め固められたままである、ステップと、
を有する方法によっても達成される。
a)カートリッジを押出し器具に連結するための、カートリッジ端部に配置される連結要素を有する、中空筒状カートリッジと、
b)中空筒状カートリッジを閉止するカートリッジヘッドであって、カートリッジヘッドには排出チューブを受けるための供給孔が配置され、少なくとも1つの供給孔が、カートリッジヘッドの外側をカートリッジヘッドの内側に気体透過性になるように接続する、カートリッジヘッドと、
c)排出チューブと、
d)カートリッジヘッドにおいて軸に沿って移動可能であり、気体透過性であるが粉末粒子は透過しない、(壁の形態の)殺菌ピストンであって、殺菌ピストンまたは壁は、上側で排出チューブに液体透過性になるように接続される供給孔を有する、殺菌ピストンと、
e)軸方向の圧力の適用によって開口されることになり、セメント粉末粒子のために排出チューブを閉止する、排出チューブの閉止具と、
f)カートリッジ内に軸に沿って移動可能なように配置され、液体不透過になるようにカートリッジベースを閉止する、搬送ピストンと、
g)カートリッジにおいて殺菌ピストンと搬送ピストンとの間に軸に沿って移動可能なように配置される、排出ピストンであって、2つの端部面の間に液体透過性であり粉末粒子は透過しない供給孔を少なくとも1つ有する、排出ピストンと、
h)少なくとも1つのモノマー液容器と、
i)カートリッジの内壁、搬送ピストン、および排出ピストンによって範囲が定められる、モノマー液容器を収納するための後方の空所と、
j)セメント粉末を含有する粉末と、
k)粉末が配置される前方の空所であって、カートリッジの内壁、殺菌ピストン、および排出ピストンによって範囲が定められる、前方の空所と、
から構成される。
a)押出し器具をカートリッジの連結要素に連結するステップと、
b)押出し器具のラムを進めるステップと、
c)搬送ピストンをカートリッジヘッドの方向に変位するステップと、
d)モノマー液用の少なくとも1つの容器を搬送ピストンと排出ピストンとの間で圧縮するステップと、
e)容器を壊して開口するステップと、
f)容器を圧縮して後方の空所から空気を押し出し、搬送ピストンによってモノマー液を押し出して、排出ピストンの少なくとも1つの供給孔を通して前方の空所の粉末に押し込むステップと、
g)モノマー液を粉末全体に広げ、同時に、粉末粒子間の隙間の空気を置き換えるステップと、
h)セメント粉末粒子をモノマー液でぬらすステップと、
i)粉末からの空気が殺菌ピストンまたは壁を通って出ることを可能にするステップと、
j)モノマー液によってセメント粉末粒子を膨張し、反応開始剤との促進剤の反応によってモノマー液のラジカル重合を開始するステップと、
k)セメント粉末およびモノマー液からセメントドウを形成するステップと、
l)軸に沿ってカートリッジヘッドの方向に押圧されるセメントドウによって軸方向の圧力を適用することによって、排出開口部において閉止具を開口するステップと、
m)搬送ピストンおよび排出ピストンが前方に移動することによって、排出チューブを通してセメントドウを押し出すステップと、
によって実行することができる。
以下の開始材料を用いて添加剤の吸収能力を測定した。
メチルメタクリレート(Sigma‐Aldrich社)
デンプン(Sigma‐Aldrich社、ふるい分級<100μm)
セルロース(Sigma‐Aldrich社、ふるい分級<100μm)
Aerosil(登録商標)380(Evonik社、粒子サイズ約7nm)
2 モノマー液
3 前方カートリッジ部分
4 後方カートリッジ部分
5 搬送ピストン
6 排出ピストン
7 閉止システムの可動壁
8 閉止システムのストッパ
9 モノマー液用の容器/アンプル
10 カートリッジヘッド
11 通気用開口部
12 キャップ
14 閉止システムの保持リング
16 気体透過性フィルタ
18 排出チューブ
19 突起
20 液体透過性有孔フィルタ
21 周囲溝
22 供給孔
24 網/ふるい
26 カートリッジヘッド
28、30 周囲リングシール
32、34 周囲リングシール
36 押出し器具を締結するためのリテーナ
38 デテント手段/フック
40 押出し器具
41 押出し器具を締結するための相手部品
42 ラム/ロッド
44 骨セメントドウ
46 カートリッジ
48 排出開口部
50 カートリッジ
52 充填材
54 ストッパ
56 通気用開口部
58 周囲シール
60 周囲シール
62 容器/アンプルの破片
64 カートリッジヘッド
66 排出チューブ連結部材
68 排出チューブ延長部分
70 ストッパ
72 排出チューブ
74 壁/カートリッジヘッド
76 多孔性プラスチックリング
78 排出チューブ
79 連結部材
80 多孔性プラスチックリング
82 出ていく気体
84 開口部
86 排出チューブ延長部分
Claims (21)
- 2つの出発成分(1、2)から形成されるポリメチルメタクリレート骨セメントを混合し、前記骨セメントの前記出発成分(1、2)を収納する、装置であって、前記装置は、筒状内部を有する管状のカートリッジ(3、4、46、50)を有し、前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記内部の前方部分には、第1の出発成分として粉末(1)が収容され、前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記内部の後方部分には、第2の出発成分としてモノマー液(2)を収容する容器(9)が配置され、前記容器(9)と前記粉末(1)との間に排出ピストン(6)が配置され、前記容器(9)のうちの前記排出ピストン(6)の反対側に搬送ピストン(5)が配置され、前記排出ピストン(6)および前記搬送ピストン(5)は、前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記内部において長手方向に移動可能なように配置され、前記モノマー液(2)および気体は透過し前記粉末(1)は透過しないように前記カートリッジ(3、4)の前記内部の前記前方部分と前記後方部分とを互いに接続する、導管手段(22)が設けられ、前記搬送ピストン(5)は、カートリッジベースにおいて前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記内部を閉止し、具体的には、耐圧かつ液密になるように閉止する、装置。
- 前記排出ピストン(6)におよび/または前記排出ピストン(6)と前記内部の内壁との間に、導管手段(22)として少なくとも1つの供給孔(22)が設けられ、前記供給孔(22)によって、前記内部の前記前方部分と前記内部の前記後方部分とが互いに接続され、前記粉末(1)は透過せず前記モノマー液(2)および気体は透過するフィルタ(20)が、前記少なくとも1つの供給孔(22)に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記搬送ピストン(5)を前記排出ピストン(6)の方向に進めることによって、前記容器(9)を開口することが可能であり、前記モノマー液(2)を前記粉末(1)に押し込むことが可能であり、その後、前記排出ピストン(6)を前記搬送ピストン(5)によって前記カートリッジ(3、4、46、50)の前方側の方向に押すことが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。
- 前記搬送ピストン(5)を前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記前方側の前記方向に押すことによって、前記排出ピストン(6)をカートリッジヘッド(10、64、74)の方向に押圧することが可能であり、したがって、前記内部の前記前方部分において前記粉末(1)および前記モノマー液(2)から生成される前記骨セメントドウ(44)を、開口部を通して押出し可能であることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 前記モノマー液(2)用の前記容器(9)は、前記搬送ピストン(5)の移動によって壊して開口できるガラスアンプル(9)もしくはプラスチックアンプル(9)であるか、または前記モノマー液(2)用の前記容器(9)は、前記搬送ピストン(5)の移動によって破ることが可能、もしくは刺すことが可能、もしくは裂くことが可能なフィルムバッグであ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。
- 前記排出ピストン(6)が前記内部の前記前方部分と前記後方部分との間で前記カートリッジ(3、4、46、50)と係止できるように、前記排出ピストン(6)上にデテント手段(38)が配置され、この係止は、前記容器(9)が開口されるときに生じる力および前記搬送ピストン(5)によって前記モノマー液(2)に加えられる圧力によって解除することができないが、前記搬送ピストン(5)から直接的に前記排出ピストン(6)に作用する圧力によって解除可能であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジ(3、4)は、互いに固定して連結される、具体的には、互いにねじ込まれる、前方カートリッジ部分(3)および後方カートリッジ部分(4)から構成され、前記前方カートリッジ部分(3)にカートリッジヘッド(10)が締結され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。
- 前記内部の前記後方部分のうちの前記容器(9)の隣に少なくとも1つの充填材(52)が配置され、具体的には、前記容器(9)と前記排出ピストン(6)との間の領域に少なくとも1つの充填材(52)が配置され、前記充填材(52)は、発泡材料でありかつ/またはプラスチックビーズによって形成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。
- 網(24)、ふるい(24)、または破片シールドが、前記粉末(1)と前記モノマー液(2)用の前記容器(9)との間に配置され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。
- 前記排出ピストン(6)は穿孔プレートまたは網スクリーンとして形成され、気体透過性であるが粉末粒子は透過しない少なくとも1つの通気孔プラスチック層(20)が、気体透過性であり粉末粒子は透過しないように前記孔(22)または前記網の開口部を閉止す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。
- 前記モノマー液(2)用の前記容器(9)を開口するための少なくとも1つの開口補助具が、前記排出ピストン(6)のうちの前記容器(9)を向く側に配置され、前記少なくとも1つの開口補助具は、少なくとも1つのブレード、刃、または少なくとも1つのピンであ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。
- 前記容器(9)の前記モノマー液(2)の体積は、前記内部の前記前方部分の粉末粒子間の空気で満たされた隙間の体積と少なくとも同じ程度の大きさ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。
- 余分のモノマー液(2)のための受液部が、前記カートリッジ(3、4、46、50)の前方端部に、または前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記前方側のカートリッジヘッド(10、64、74)に設けられ、前記粉末(1)は前記受液部に入ることができず、前記受液部は、親水性のスポンジ構造であ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。
- 前記粉末(1)は、前記内部の前記前方部分に押し込まれ、前記内部の前記前方部分で圧力下にあることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記壁(7、74)の通気用開口部(56)が、前記搬送ピストン(5)のすぐ上方に配置され、前記内部の前記後方部分を周囲の外気に接続す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。
- 排出開口部(48)を含む複部構成の閉止システムが、前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記前方側に配置されるカートリッジヘッド(10、64、74)に配置され、前記閉止システムの少なくとも2つの部分(7、8、54、70、74)が、前記混合された骨セメントドウ(44)の移動によって押しやられることによって、互いに対して移動可能であり、前記閉止システムの前記少なくとも2つの部分(7、8、54、70、74)が互いに移動することで前記排出開口部(48)が開口し、前記混合された骨セメントドウ(44)の前記移動は、前記骨セメントドウ(44)への前記排出ピストン(6)の圧力によって引き起こすことができ、前記閉止システムの一部分、具体的には、ストッパ(8、54、70)が、前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記内部の前記前方部分と、前記装置の周囲環境との間の接続部を備え、前記接続部は、気体は透過するが前記粉末(1)および前記モノマー液(2)は透過しな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。
- 前記閉止システムは、前記排出開口部(48)を有する壁(7、74)およびストッパ(8、54、70)を有し、前記排出開口部(48)は前記カートリッジ(3、4、46、50)の周囲環境に接続され、前記ストッパ(8、54、70)は、前記カートリッジ(3、4、46、50)が閉止されているときに前記排出開口部(48)を閉止し、前記排出開口部(48)を有する前記壁(7、74)が前記骨セメントドウ(44)の前記圧力によって移動可能で、かつ、前記ストッパ(8、54、70)が前記カートリッジ(3、4、46、50)に対して固定されるか、または、前記ストッパ(8、54、70)が前記骨セメントドウ(44)の前記圧力によって移動可能で、かつ、前記壁(7、74)が前記カートリッジ(3、4、46、50)に対して固定されるかもしくは固定可能であることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 前記閉止システムは、気体透過性であるが粉末(1)および液体は透過しない壁(7)を備え、前記壁(7)は、前記骨セメントドウ(44)の前記圧力が前記壁(7)に作用し、
したがって、ストッパ(8)もしくはカバーを前記壁(7)と共に前記カートリッジ(3、4、46)に対して移動し、そうすることで、前記カートリッジ(3、4、46)を開口するか、または、
したがって、排出開口部(48)を前記壁(7)と共に、前記カートリッジ(3、4、46)に対して移動し、そうすることで、前記カートリッジ(3、4、46)に固定して連結されるストッパ(8)を前記排出開口部(48)から外す、
ように前記カートリッジ(3、4、46)内に配置され、
前記壁(7)は、孔を有するプレート(16)を備えることを特徴とする、請求項16または17に記載の装置。 - 前記粉末(1)には親水性添加剤が分散され、前記添加剤を用いると、前記骨セメントが事前に重合して前記粉末(1)に前記モノマー液(2)をさらに分散させるのを妨害することなく、前記モノマー液(2)が前記粉末(1)全体にわたって分散可能であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記粉末(1)は、ふるい分級が100μm未満の少なくとも1つの粒子状のポリメチルメタクリレートまたはポリメチルメタクリレートコポリマーと、反応開始剤と、メチルメタクリレートに溶解しない少なくとも1つの粒子状または繊維状の添加剤とを含有し、前記添加剤は、室温で添加剤1グラム当たりメチルメタクリレート0.6g以上の吸収能力を有することを特徴とする、請求項1〜19のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジ(3、4、46、50)の前記内部の前記前方部分は、気体は透過するが前記粉末(1)および前記モノマー液(2)は透過しない接続部によって、前記装置の前記周囲環境に接続され、前記接続部は、排出開口部(48)を閉止するための閉止システムまたはストッパ(8、54、70)に配置されることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一項に記載の装置。
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