JPH04507366A - 固体および液体成分の混合物の調製方法および装置 - Google Patents

固体および液体成分の混合物の調製方法および装置

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JPH04507366A
JPH04507366A JP2507924A JP50792490A JPH04507366A JP H04507366 A JPH04507366 A JP H04507366A JP 2507924 A JP2507924 A JP 2507924A JP 50792490 A JP50792490 A JP 50792490A JP H04507366 A JPH04507366 A JP H04507366A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 固体および液体成分の混合物の調製方法および装置本発明は、それからペースト 状物質を得る、固体の粒状または粉末成分および液体成分の混合物の製造方法お よび装置に関する。
前記タイプの公知装置は５Ｅ−Ｂ−７１０２４９１号、ＣＨ−６２２７５２−Ａ ５号、米国特許第４．５４６．７６７号、英国特許第１３１３　３３９号、英国 特許第１　４１３　７３４号、ドイツ特許公開明細書２８　３８　２２２号、ｗ ｏ８５１０４５６７号及びＷＯ３６１０６６１８号に記載されている。
本発明は、粒状または粉末成分を第１のシリンダー内に配置し：粒状成分の粒径 は、それらの間で凝集液体受容隙間が規定されるような大きさであり；開放端お よび対向する密閉端を有する第２のシリンダー内に液体成分を配置し、該第１の シリンダーの第１の端部は、第２のシリンダーの開放端に、ピストン状にかつ密 封関係で配置され；第１のシリンダーの第１の端部に対向する第２の端部で第１ のシリンダーを通気しながら、第１のシリンダーを第２のシリンダーの密閉端に 向かって押圧することにより液体を第１のシリンダー内に押し込み、それにより 、液体を該間隙内に収容し一ついで、粒状物質および液体の混合物を第１のシリ ンダーから排出することを特徴とする、それからペースト状物質を得る、固体の 粒状または粉末成分および液体成分の混合物の改良された調製方法を提供するも のである。
本発明の方法によれば、２つの物質の効果的な混合、および該混合方法により得 られるペースト状物質の非常に高い均質性が提供される。
混合物は、好ましくは、排出前に圧縮され、それにより、高程度の均質性が達成 される。
混合物を圧縮した後、好ましくは、排出前に所定時間熟成し、それにより、混合 物は所望の特性を得る。高程度の均質性により、混合物に必要な熟成時間を非常 に短くすることができる。
本発明によれば、第１のシリンダーは、好ましくは、ガス透過性の壁部分、ある いは粒状または粉末成分の粒子に対して不浸透性のフィルターを通して通気され 、通気しながら、混合および圧縮中に該粒子をシリンダー内で保持する。
本明細書に記載の方法において、第１のシリンダー内に変位可能（ｄ　ｉｓｐ　 １ａｃａｂ　ｌｅ）に配置されたピストンにより、第１のシリンダーの第１の端 部、および第１のシリンダーを包囲する第２のシリンダーの隣接した密閉端内で 規定された出口開口を通して混合物を排出すると、効果的な投与方法が提供され る。
本発明の方法は、例えば、本明細書で参考のために引用した本願出願人の米国特 許第４．９１０．２５９号に記載の骨セメント組成物のようなアクリル（ａ（Ｈ ｒｙｌａｔｅ）骨センメント組成物を排出し、混合するのに用いてもよい。
本発明の混合装置は、密閉した第１の端部および通気手段が設けられた対向する 第２の端部を有する、粒状または粉末成分を収容するための第１のシリンダーと ；密閉した第１の端部および、その中に第１のシリンダーの密閉した第１の端部 をピストン状で密封収容する対向する第２の端部を有する、液体成分を収容する ための第２のシリンダーと；第１のシリンダーの密閉した第１の端部を通して第 １および第２のシリンダーの内部空間を連絡するための手段であって、それによ り、第１のシリンダーを第２のシリンダー内に押し込むと、第１のシリンダー内 に収容された粒状成分間に規定された隙間に第１のシリンダーからの液体を注入 してペースト状物質を得る手段とからなることを特徴とする。これらの特徴によ り、第１のシリンダーを第２のシリンダー内に押し込んでペースト状物質を得る 際に、成分を素早く効果的に混合できる。また、環境から分離した成分の混合を 行えるため、成分および混合物のいずれの汚染をも防止できる。このことは、外 科手術下でヒトの組織と連絡して混合物を用いる際に重要である。本発明の混合 装置においては、投与および混合用の公知手段に伴う、混合物の揮発性、毒性ま たは臭いがある成分により生ずる厳しい問題を効果的に防止できる。
連絡手段を任意の好適な方法で操作して、第１および第２のシリンダーの内部空 間の間を連絡できる。好ましい具体例において、このような連絡は、第１のシリ ンダーを第２のシリンダー内に押し込むことにより自動的に行える。
好ましくは、混合装置は、さらに第１のシリンダーからペースト状物質を排出す るための手段を有し、これらの排出手段は第１のシリンダーの第２の端部に変位 可能に配置されたピストン部材を有する。従って、混合物が第１のシリンダー内 で形成されると、ピストン部材、例えば、スパウトまたはノズルを通して排出さ れる。
第１および第２のシリンダーの内部空間は、例えば、第１のシリンダーを第２の シリンダー内に押し込む直前に手動で開放される任意のタイプのバルブにより連 絡される。しかし、本発明によれば、連絡手段は、好ましくは、所定の第１の差 圧にさらされると破壊する、第１のシリンダーの密閉した第１の端部の壁部分を 有し、混合装置の好ましい具体例においては、破壊可能な壁部分はうまく規定さ れた破壊点を得ることを可能にする破壊可能な膜である。
本発明の好ましい具体例において、通気手段はピストン部材内に配置され、好ま しくは、活性炭等の蒸気吸収濾過手段からなる。これらの特徴により、悪臭のあ るおよび／または危険なガスが環境に漏出するのを防ぎ、装置を扱う人の不便さ および／または衛生上の危険性を排除または減少できる。
さらに、混合装置は、フィルター装置と第１のシリンダーの密閉した第１の端部 の間の物質受容空間を規定する、第１のシリンダー内に変位可能に配置されたピ ストン状のフィルター装置を有する。
つぎに、粒状成分は、この空間に収容される。
フィルター装置は、ガスに対して透過性であるが液体に対して不浸透性の濾過手 段からなり、それにより、第２のシリンダー内の過剰量の液体成分がフィルター 装置を通して混合装置から流出するのを防ぐ。例えば、濾過装置は、液体と接触 すると膨潤する濾過手段からなる。
本発明のピストン部材は、好ましくは、第１のシリンダーに関して不動のピスト ン部材を支持する解除可能なロック手段からなり、該ロック手段は、ピストン部 材が実質的に所定の第１の差圧を越える第２の内方に向いた軸方向の圧力にさら されると解除される。
このことは、ピストン部材が第１の差圧を越えるが第２の差圧を越えない軸方向 内方に向いた圧力にさらされると、第１および第２のシリンダーの間で連絡が行 われることを意味する。しかし、ピストン部材のロック手段は解除されない。調 製されたペースト状の混合物が排出される準備ができると、ピストン部材に第２ の圧力が加えられてロック手段を解除する。
ロック手段は、ピストン部材から半径方向に伸びかつ第１のシリンダーと嵌合す る１つ以上の突起、あるいは、それに連結された部材からなる。
第２のシリンダーの密閉された端部には、調製された混合物が排出されると開放 される任意の種類の手動操作できるバルブが設けられる。しかし、本発明の好ま しい具体例において、第２のシリンダーの密閉された第１の端部は、所定の第３ の差圧にさらされると破壊する壁部分を有する。さらに好ましくは、着脱可能な バックアップ部材は、第２のシリンダーの密閉しｔ；第１の端部の破壊可能な壁 部分の外面と支持嵌合で配置される。該バックアップ部材は、混合および圧縮工 程が行われる時に、破壊可能な壁部分または膜が支持されるのを確実にする。比 較的低い差圧が加えられると同時に、バックアップ部材は取り除かれて混合物を 装置から流出させ、始めて環境と接触する。
本発明の装置は、任意のタイプの貯蔵および混合に使用され、例えば、接着剤ま たは充填剤の形成、歯科または外科用途に用いられる。本発明の装置は特に殺菌 状態下で用いるのに適している。例えば、本発明の装置は、混合すると骨セメン トを形成する粒状成分および液体成分を収容する。
第１のシリンダー内に収容される粒状成分は、実質的には、粒径１５〜３００μ 、さらに好ましくは２５〜２５０μ、最も好ましくは５０〜２００μの粒子から なり、それにより、プラグ流れ（ｐｌｕｇ−ｆｌｏｗ）混合が装置内で行われる 。該粒子は、例えば、破砕粒子等の小部分の小径粒子と合した、前記範囲内の粒 径を有する球状粒子からなる。
ある具体例において、第１のシリンダーは、（メタ）クリレートポリマーまたは コポリマー、あるいは、それらの混合物からなるポリマー成分を収容し、第２の シリンダーは液状の七ツマ−（メタ）クリレートを収容する。
さらに、第１のシリンダーは、粒径０．５〜１５μの硫酸バリウムまたは酸化ジ ルコニウム等のＸ線コントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）粒子を１５％まで収容す る。このような粒子が混合物中に含まれると、例えば、放射線透過により。人体 中の骨組織のように混合物中の界面を監視することができる。
また、Ｘ線コントラスト粒子はポリマー粒子中に配合してもよい。
従って、本発明によれば、骨セメント形成用の２成分を貯蔵する、２成分を混合 する、混合物を熟成する、混合物を殺菌下で適用するのｌこ非常に有利であり、 全ての工程は環境と最小＠接触するのみで行える。
本発明の重要な態様は、混合し、圧縮し、混合物を排出するプロセスが、同じピ ストンに一連の所定の力を連続的操作で加えることによりコントロールできるこ とである。従って、混合装置は、装置に加えられた種々の力で機能する破壊可能 および／または解除可能な手段を有する。
第１の力により、粒状および液体成分を分離する膜を破壊しかつ第１のシリンダ ーを第２または外部シリンダーの密閉された端部に移動させるのに十分な差圧が 生じる。第２の力により、ピストン部材が開放されて混合物が圧縮される。第３ の力により、外部シリンダーの密閉された端部内の膜を破壊して混合物を排出す るのに十分な第３の差圧が生じる。好ましい第３の差圧は第１の差圧より小さい 。力の絶対的な大きさは、物質の性質および装置の寸法に応じて変化する。
例えば、アクリル系骨セメントを収容する直径約４０ｍｍの装置を用いると、第 １の膜を破壊するのに必要な力は、典型的には、０．８〜１．ｌｋＮである。ピ ストン部材を解除するための力は１゜３〜１．７に、Ｎであり、この力またはそ れ以上の力で混合物を圧縮する。圧縮後、第２の膜を支持するバックアップ部材 を取り外し、０．４〜０．７ｋＮの力で第２の膜を破壊し、混合物を排出する。
つぎに、添付図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
図１〜図６は混合装置の種々の操作工程を示す本発明の混合装置の断面図、 図７は使用の準備ができた本発明の混合装置の好ましい具体例の部分断面側面図 、 図８は図７に示す装置の内部シリンダーの断面図、図９は図７に示す装置の外部 シリンダーの断面図、図１０は図８の内部シリンダーと協同するだめのピストン 状フィルターアセンブリの拡大断面図、 図１１は図１Ｏに示すアセンブリのピストン状フィルターハウジングの断面図、 図１２は図１Ｏに示すフィルターアセンブリのフィルター支持体または支持板の 断面図、 図１３は図１２に示すフィルター支持体または支持板の半分を示す平面図、 図１４は図１０に示すフィルターセンブリのフィルター固定ディスクまたは蓋板 の断面図、 図１５は図１４に示すフィルター支持ディスクまたは蓋板の半分を示す平面図、 図１６および図１７は、各々、図８に示す内部シリンダーの外端を密閉するため の加圧ディスクの平面図および断面図、図１８は、図８に示す内部シリンダーの 外端への加圧ディスクの取り付は方法を示す部分断面図、 図１９および図２０は、各々、図９に示す外部シリンダーのスパウトを密閉する ための破壊可能な膜を有する管状インサートの平面図および縦断面図、 図２１は装置の内容物を排出する前に混合装置を貯蔵し、使用する間に外部シリ ンダーのスパウト上に取り付けられる膜支持部材の断面図、 図２２は混合装置を使用する間に外部シリンダーのスパウト上にネジ止めされる ノズル部材の縦断面図である。
図１−区６は、その各チャンバーまたはコンパートメント内に粒状固体成分およ び液体成分が完全に収容される混合装置を示し、該装置は固体および液体成分を 分離状態で貯蔵する。使用する直前に、固体および液体成分を混合してペースト 状混合物とし、ついで、該混合物を混合装置から排出して使用する個所に適用す る。図面に示す混合装置は、好ましくは、骨セメント混合物を調製するために成 分を貯蔵し、かつ、混合するためのものである。
図１は使用する準備ができた状態での混合装置を示し、例えば、出荷され貯蔵さ れていた殺菌パッケージから取り出したばかりである。シリンジ状の混合装置は 、２成分の骨セメント混合物用ポリマーのような粉末または粒状物質１１を収容 するコンパートメントを規定する内部シリンダー１０を有する。粒状物質の粒子 と、シリンダーコンパートメント内で生じ得る未充填の空間の間で規定された隙 間は窒素のような不活性ガスで充填される。内部シリンダー１０のシリンダーコ ンパートメントは、内部シリンダー内に変位可能に配！されたピストン状フィル ターアセンブリ１２と、その端壁が破壊可能な膜１４を有するシリンダーの内端 壁１３の間で規定される。
該内部シリンダーＩＯは、加圧ディスクＩ５により密閉される外部開放端を有し 、該加圧ディスクは内部通気手段１６を有する。
加圧板１５は、内部シリンダー１０の外側端面と嵌合する柔軟な半径方向の外部 フランジ１７を有する。通気手段１６を有する加圧ディスク１５は、例えば、活 性炭等の適当なフィルタ一手段を有し、該ディスク１５は、以下で詳述するよう に、その中央部分に十分な内方に向かう力を加えるとピストン状に内部シリンダ ー１０内に押し込まれる。
該内部シリンダー１０は外部シリンダーまたはノ）ウジング１８内に収容される 。内部シリンダー１０の最大外径は、実質的に、外部シリンダー１８の内径に等 しい、あるいは僅かに大きいため、内部シリンダー１０の外周面はピストン状に 外部シリンダー１８の内周面と密封嵌合（ｓｅａｌｉｎｇ　ｅｎｇａｇｅｍｅｎ ｔ）する。外部シリンダーまたはハウジング１８は、内部シリンダー１０の内端 壁１３と外部シリンダー１８の端壁２０の間で規定されたシリンダーコン／（− トメント内で、２成分骨セメントのような液体成分１９を収容する。軸方向外方 に向かって伸びるスパウト（ｓｐｏｕｔ）　２１は端壁２０上に形成される。液 体成分１９で充填されていないシリンダーコンパートメントの空間は、有利には 、七ツマ−の重合を防ぐ酸素または空気あるいは他のガスで充填される。外部シ リンダー１８内に収容される液体成分または七ツマ−１９の量は、好ましくは、 内部シリンダー１０内に収容される粒状物質またはコポリマー１１の量に関係す るため、成分を混合すると、正しいレオロジーを有する混合物が形成される。液 体成分まｔ；はモノマー１９の量は、好ましくは、正しいレオロジーの混合物を 得るため、コポリマー１１の粒子間で規定される自由体積内に収容できる量を基 準として、それを約５〜１０％越える。しかし、液体成分の量が多すぎるとフィ ルターアセンブリ１２のフィルターが混合物質を貯蔵できないため、七ツマ−１ ９の量はこの限界量を大きく越えない。非常に多量の液体が所望される、あるい は要求される場合、フィルターアセンブリ１２は、空気を透過するが液体を透過 しないゴアテ・ソクス（登録商標）タイプの物質からなる。好ましい具体例にお いて、ゴアテ・ソクスタイプの物質の代わりに、液体成分１９と接触すると膨潤 するフィルター材料を用いる。
スパウト２１の内端は管状インサート部材２３上に取り付けられた破断可能な膜 ２２により密閉され、使用前の貯蔵中に、該破断可能な［２２は、外側にネジ山 を有するスパウト２１上にネジ止めされたキャップ状の膜支持部材２４により支 持される。
つぎに、混合装置の種々の操作工程を示す図２〜図６を参照して、１！Ｉｆ〜図 ６に示す混合装置の機能を示す。
図１に示す円筒状の混合装置を使用する場合、図２中の矢印に示すように、それ により加圧ディスク１５の中央部分に軸方向内方に向う力を加えることにより、 公知のタイプの空気圧的または機械的に操作される排出ガンまたは排出装置（図 示せず）内に配置する。
このような軸方向の力はピストン状の内部シリンダー１０をさらに外部シリンダ ー１８内に押し込む傾向にある。その結果、液体シリンダー１９を収容するシリ ンダーコンパートメントは縮小し、それにより、破壊可能な膜１４が液体成分か らの増圧にさらされる。該膜１４に加えられた圧力が所定値を越えると、膜１４ は破壊し、ディスク１５上の軸方向内方に向かう圧力は維持されるため、内部シ リンダー１０はピストンのような外部シリンダー１８に向かって内方に移動する 。内部シリンダー１０の内方移動により、外部シリンダー１８内に収容される液 体成分１９は、内部シリンダー１０内に収容される粒状成分１１の粒子間で規定 される隙間内にプラグ流れ状に移動する。流入する液体により排途されたガスは 、同時に、フィルターアセンブリ１２およびディスク１５の通気手段１６を通っ て逃げる。該フィルターアセンブリ１２および／または通気手段１６は、危険な 悪臭のあるガスを吸収する活性炭または他のフィルタ一手段を有する。
図３は、内部シリンダー１０が完全に外部シリンダー１８内に押し込まれ、シリ ンダー１０の内端壁１３が外部シリンダー１８の端壁２０の内面と接触嵌合して いる状態を示す。内部シリンダーＩＯを、図２に示す位置から図３に示す位置に 変位させるのに必要な圧力は、例えば、約０．５ｋＮである。今や液体成分１９ は粒状成分１１の粒子間の隙間まで充填しているため、液体および粒状成分の均 一な混合物が得られた。
加圧ディスク１５に加える圧力を増大して、ディスクがフィルターアセンブリ１ ２と共にピストンのように内部シリンダー１０内に十分移動できるようにディス クのフランジ１７を曲げる。前述の操作の間、混合装置は、好ましくは、図示す るように、下方に向いているスパウト２１と実質的に垂直なシリンダー１０．１ ８の縦軸に位置する。従って、加圧ディスク１５に、例えば、約３ｋＮの圧力を 連続的に加えることによりフィルターアセンブリ１２が混合物２５の上面に達す ると、液体モノマーと固体ポリマーの混合物は次第に圧縮され、それにより、混 合物中の残留ガスはフィルターアセンブリ１２および通気手段１６を通して押し 出される。
該ディスク１５に加えられた圧力を解除し、混合物を、セメント製品の所望のレ オロジーに応じて一定時間熟成し、熟成時間が短いと比較的低粘度のセメントが 得られ、熟成時間が長いと高粘度またはドウ状の物質が得られる。実際は、選択 される時間は、混合物の液体成分と粒状成分の量の具体的な関係等の因子により 影響される。
熟成時間は０〜約５分であり、好ましくは、０．５〜２分である。
熟成後、膜支持部材２４をネジ付きスパウト２１から取り衆き、図５に示すよう に、外側にネジの付いたスパウト上にネジ止めされる。
該スパウト２１は、支持部材２４が取り外されたために支持されていない破壊可 能な膜２２により、まだ密閉されている。混合物２５が十分に熟成されて使用す る準備ができると、図５中の矢印により示すように、再び加圧ディスク１５に軸 方向内方に向いた圧力を加える。ペースト状の混合物２５に伝達された圧力によ り、膜２２が破壊されるため、それによりペースト状の混合物が使用個所、例え ば、患者の骨に適用されるスパウト２１および排出ノズルを通して混合物が排出 される。
図６では、通気手段１６を有する加圧ディスク１５およびフィルターアセンブリ １２により形成されたピストンは十分に伸びた位置まで移動され、そこで、フィ ルターアセンブリ１２は内部シリンダー１０の内端壁１３の内面と隣接嵌合する 。全ての混合物は内部シリンダー１０から排出され、混合装置は廃棄される。
図７〜図２２では、図１〜図６に示す部品に対応する部品を同じ符号で示した。
図７に示す具体例において、フィルターアセンブリ１２の構造および加圧ディス ク１５の構造は図１の具体例に関して変えられ、アセンブリ１２およびディスク １５は、図７の具体例中では隣接して配置されている。他の点で、図７に示す装 置の構造および機能は図１〜図６に関して前述したものと実質的に同じである。
つぎに、図８〜図２２を参照して混合装置の種々の部品について詳述する。
図８は、その片端が端壁１３および破壊可能な膜１４で密閉された周囲壁を有す る内部シリンダーを示す。以下に詳述する加圧ディスク１５をある位置にロック するロック溝２７は、その開放端のシリンダー１０の内周壁内に形成される。外 部シリンダー１８の内周壁と密封嵌合する一対の軸方向に間隔を設けた管状シー ルフィン２８は、小さい外径を有しかつ端壁１３に隣接したシリンダー１０の自 由端を規定する外部円筒状壁部分２９かも半径方向に伸びる。管状の柔軟なシー ルフィン２８の外径は、シリンダーＩＯの周囲壁の最大外径より僅かに大きい。
内部管状シールフィン２８により規定された周囲溝内に配置された０リング２９ ａは２つの目的を有する。
従って、該Ｏりングは、内部シリンダーを外部シリンダー１８に関して変位させ ると、フィンが外部シリンダー１８の内壁と密閉嵌合する所望の位置に隣接フィ ン２８を保持する。また、ざらに○リングは、フィンが永久変形すると、内部シ リンダーと外部シリンダー間のシールを構成し、それは、貯蔵中に特に重要なこ とである。
図９は、装置を排出ガン内に固定するための外部ネジ３０を有する外部シリンダ ー１８を示す。端壁２０から軸方向に伸びるスパウト２１はその上に形成された 外部ネジ３１を有し、多くの管状で軸方向に間隔を設けたロック溝３２はスパウ ト２１の内周壁内に形成される。該スパウト２１は外部シリンダー１８の内側空 間に突出する内部延長部分２１ａを有し、該延長部分２１ａの外径は内部シリン ダー１０の端壁１３内の中央開口の内部シリンダーの内径に相当するため、全て の液体成分１９は、内部シリンダー１０がその最も内部の位置に移動すると外部 シリンダー１８から排出される（図７参照）。
図１０〜図１５に示すように、フィルターアセンブリ１２は、ディスク部材３４ と、それから軸方向に伸びるスカート３５を含む皿状のフィルターハウジング３ ３を有する。軸方向に間隔を設けた表面部分３６は該スカートの外面上で規定さ れ、ガイド面部分３６の径を越える外径を有する一対の管状フィンまたはシール リップ３７はガイド面部分３６のうちの１つの両面上に配置される。フィルター アセンブリ１２は内部シリンダーｌＯ内に変位可能に取り付けられ、シールフィ ン３７はシリンダー１０の内周面部分と密封嵌合する。
好ましくは、アセンブリがその中に取り付けられると該シールフィン３７はシリ ンダー１０の端壁１３に向かって曲がり、シリンダーの内圧が増大する場合のシ ール効率を改善する。図１１に示すハウジング３３は、その中に形成された軸方 向に向いた入口開口３９を設けた通気通路を有する内側の中央ボスをさらに有す る。図１２および図１３に示すフィルター支持板４０は、狭い管状肩部分４１お よびポス３８の端面と隣接嵌合してハウジング３３内に配置されてフィルターチ ャンバー４２を規定し、該フィルターチャンバーは濾過体４３、例えば、活性炭 を含むフィルターディスクで充填される。
図１３に示すように、支持板４０はそのリム部分に隣接した通し開口または内腔 ４４の管状配置を規定している。周辺で間隔を設けた内腔４４からボス３８の周 囲壁にかけて半径方向内方に伸びる溝４５は支持板４０の対向側面上に形成され る。皿状のフィルターハウジング３３の開放端は、図１４および図１５に示す孔 あき蓋板またはクロージヤー板（ｃｌｏｓｕｒｅ　ｐｌａｔｅ）により密閉され る。該クロージヤー板４６はハウジング３３の開放端に押し込まれ、ハウジング ３３のスカート３５上に形成された内部管状ビード４７の背部にスナップ嵌めさ れ、それにより、クロージヤー板または蓋板４６および支持板４０は図１０に示 す取付位置に保持される。また、濾過媒体４８はフィルター支持板４０とクロー ジヤー板４６の間で規定される空間内に配置される。この濾過媒体は、例えば、 支持板９０に隣接して配置された内部紙層と、硝酸セルロース等の外層とからな る２層フィルターであり、クロージヤー板または蓋板４６に隣接して配置される 。
クロージヤー板または蓋板４６は、その対向側面上に、その側辺に沿って配置さ れた中央の突起隣接面部分４９と、管状隣接面部分５０と、管状隣接面部分５１ とを有する。該突起面部分４９．５０および５１は半径方向に間隔を設けられ、 それらの間で、小さい壁厚さを有する管状壁部分５２および５３を規定する。通 し開口５４．５５の配列は、各々、壁部分５２．５３内で規定される。各板４０ ．４６はその中央平面で対称であるため、これらの板はいつも正しく取り付ける ことができる。
図４〜図６を参照して述べたように、フィルターアセンブリ１２および加圧ディ スク１５を内部シリンダー１０に押し込んでペースト状の混合物を圧縮し、排出 すると、ガスおよび空気が、クロージヤー板または蓋板４６内の開口５４．５５ 、濾過媒体４８、支持板内の開口または内腔４４を通して、ついで、フィルター チャンバー４２内の濾過媒体４３を通して実質的に半径方向にシリンダーｌＯの 内部空間から逃げ、濾過されたガスは危険な物質から実質的に開放され、ポス３ ８内に形成された通気通路を通して環境気に放出される。支持板４０の半径方向 溝４５により、濾過媒体４８を通しての空気流の実質的に均一な分散が保証され る。板４０．４６内の多数の内腔または開口により、図１０に示すフィルターア センブリ１２内の流れ抵抗は比較的低い。これは、シリンダー１０内の高い空気 圧によって空気がペースト状の混合物中に溶解し、それにより、該混合物の品質 に悪影響を及ぼす点で重要である。過剰量の液体成分１９、例えば、液状のモノ マーアクリレートが開口５４．５５を通してフィルターアセンブリ１２に流入す る傾向がある場合、それは硝酸セルロースフィルターと接触して該フィルターを 膨潤させ、液体成分がフィルターアセンブリを通して流れるのを防止する。
図１６および図１７は、その中で中央の通気開口５６を規定し、かつ、軸方向に 伸びるスカート部分５７を有する皿状の加圧ディスク１５を示す。半径方向外方 に向かって伸びる管状の固定ビードまたはフランジ５８はスカート部分５７の自 由端に形成される。ディスク１５の外側面で規定される周辺で間隔を設けた複数 の溝５９は通気開口５６からスカート部分の内壁にかけて伸びる。これらの溝は 、ディスク１５の外側面が通気開口５６を覆う圧力板または圧力ヘッドにより嵌 合されるとガスが通気開口５６から大気に逃げることを可能にする。
図１８に示すように、加圧ディスク１５は、内部シリンダーＩＯの端面と隣接嵌 合するフランジ部分６１とシリンダー１０の開放端内で密封状態で収容されるス トッパ一部分６２とからなる管状固定部材６０により、内部シリンダー１０の開 放端に取り付けられる。
該ストッパ一部分６２の外周面は隣接した内部シリンダーＩＯに対して実質的に 補足的な形状であるため、ロック部材６０のストッパ一部分６２は、図８に示す ように、内部シリンダー１０の開放端で規定された内部管状ロック溝２７とロッ ク嵌合し、ロック部材６０を所定位置に保持する。加圧ディスク１５の外部管状 フランジ５８は、図１８に示すように、管状ロック部材６０の外端に形成された 、補足形状の内部管状ロック溝６３とロック嵌合する。外部の軸方向の圧力を加 圧ディスク１５に加えると、フランジ５８は上方でかつ内方に向かって曲がるた め、該ディスク１５は、シリンダーおよびフィルターアセンブリ１２に対し、図 ４〜図６を参照して述べたようなピストン状に押し込まれる。シリンダー１０の 内壁の外端は円錐状に拡がり、口７り部材６０およびフィルターアセンブリ１２ をシリンダー内に挿入しやすくする。
破壊可能な膜２２ををする管状のインサート部材２３を図１９および図２０にさ らに詳しく示す。該インサート部材２３は、膜２２に対向するインサート部材の 端部に配置された半径方向外方に向かって伸びるフランジ６４と、インサート部 材２３を外部シリンダー１８のスパウトに押し込むと管状溝３２に嵌合する、軸 方向に間隔を設けた多数の管状外部ロックビード６５とからなる。取付位置で、 フランジ６４はスパウト２１の外面端と嵌合する。
粒状物質１１が内部シリンダー１０内に充填されると、内部シリンダーはフィル ターアセンブリ１２および圧力板１５により密閉される。その後、該内部シリン ダーは外部シリンダー１８内に挿入されるが、スパウト２１の内腔は開放したま まである。この状態で混合装置は、例えば、γ線により殺菌される。殺菌後、液 体成分または七ツマ−１９は、後でインサート部材２３により密閉される開放ス パウト２１を通して外部シリンダー内に充填される。スパウト２１の内壁は、好 ましくは、円錐状であり、インサート部材が略完全に挿入されるまで、インサー ト部材の外層面とスパウト２１の内面の間で締り嵌合は得られ・ない。そのため 、外部シリンダー内での圧縮空気の気泡は避けねばならない。このような気泡は 、前述のように、最終混合物の品質に悪影響を与える。
膜２２は、プラスチックまたは金属箔、あるいは、かかる管状インサート部材２ ３の端面に固定される物質のラミネート等、いずれの好適な物質であってもよい 。また、該膜２２はインサート部材の円筒状壁と一体成形された薄い壁部分であ ってもよい。膜２２を破壊するのに必要な圧力を小さくするため、このような１ １２２には、図１９中の破線で示すようなウィークニング線まｔ；は所定の破断 線のパターンが設けられる。このようなウィークニング線は膜の側面で規定され た直線またはカーブしたくぼみ、あるいは溝である。例としでは、膜２２はプラ スチック材料からできており、厚さが約０゜２５ｍｍであり、所定の破断線は深 さ約０　、１　ｍｍの溝である。
図２１に示すキャップ状の膜支持部材２４は、膜支持端壁６８を有する中央の１ つにお載の円筒状部分６７からなる。半径方向に間隔を設けた内部および外部ス カート部分６９．７０は中央の円筒状部分を包囲し、それから半径方向に間隔を 設ける。該内部スカート部分６９７こは、外部シリンダー１８のスパウト２１の 外部ネジ３１と嵌合する内部ネジ７１が設けられる。膜支持部材２４の外部スカ ート部分７０には、キャップ状部材のネジ止めまたはネジ戻しを容易にする外部 突起７２が設けられる。
図２２は図５および図６に示す排出ノズル２６の修飾した具体例を示す。該排出 ノズルは、その自由端に漏斗状の開ロア４を有する中央内腔を規定する中央の円 筒状部分７３からなる。反対側に伸びるノズル管７５は中央の円筒状部分７３の 内部内腔に続く。中央の円筒状部分７３は互いに間隔を設けた内部および外部ス カート部分７６．７７により包囲される。該内部スカート部分７６には、外部シ リンダー１８上に形成されたスパウト２１の外部ネジと嵌合する内部ネジ７８が 設けられる。外部スカート部分７７は排出ノズル２４のネジ止めおよびネジ戻し を容易にする外部突起７９を有する。
従って、内部および外部スカート部分７６．７７は膜支持部材２４の内部および 外部スカート部分６９．７０に対応する。中央の円筒状部分７３の軸方向長さは 支持部材２４の中央円筒状部分６７の長さより僅かに短いため、瞑２２は円筒状 部分７３により支持されない、あるいは破壊されない。
混合物２５が前述のように作製され、圧縮されると、前述のように、支持部材２ ４は排出ノズル２６と交替される。ノズル２６がスパウト２１上にネジ止めされ ると、中央の円筒状部分７３は、膜２２と接触せずにスパウトの内部内腔内に挿 入される。前述のように、ピストン状アセンブリ１２．１５によって十分大きい 排出力が混合物２５に加えられると、膜２２は破壊するため、混合物は、任意の 所望の長さを有するノズル管７５を通して排出される。所望により、さらにノズ ル管７５に一定長さの管を取り付けてもよい。
混合装置を骨セメント以外のタイプの混合物の混合に用いる場合、中央の円筒状 部分７３は、切断自由端を有し、排出ノズル２６がスパウト２１上に設けられる と自動的に＠２２を切断するような軸長を有する。
前記混合装置の部品は、金属等のいずれの好適な材料からも作製できる。しかし 、種々のフィルターは別にして、混合装置の種々の部品は、好ましくは、プラス チックから作製される。
実施例 図７に示す混合装置を骨セメントの成分を混合するのに用いた。
外部シリンダー１８は内径約４０ｍｍであり、壁厚は１．５ｍｍ。
好ましくは、２．５ｍｍ以上である。外部シリンダーの端壁２０の壁厚は、好ま しくは、約１０％以上厚く、例えば、２〜３．５ｍｍ。
好ましくは、２．５〜３．２ｍｍである。内部シリンダー１０により構成される 破壊可能な膜１４の非支持面積は、所望の比較的低圧力にさらされると確実に膜 が破壊するように十分大きい。膜１４が厚さ５０μのアルミニウム箔でできてい る場合、内部シリンダー１０の内端壁１３によって規定され、かつ、膜１４によ り密閉される円形開口は直径約２０〜２５ｍｍ、好ましくは、約２２〜２３ｍｍ である。実質的に小さい径により、部分的には、混合物の液体成分が内部シリン ダー１０の断面積上で均一に分散せず、部分的には、膜を破壊するのに必要な圧 力の望ましくない増加が生じ、実質的に大きい径により、管状端壁１３が狭くな るため、膜のリム部分と内部シリンダー１０の管状端壁１２の間で十分信頼でき るシールを得ることが困難である。
膜１４は、内部シリンダーに０．８〜１．０ｋＮの軸方向内方に向かう圧力が加 えられると破壊する強度を有する。圧力は圧力板１５に加えられので、圧力板の ビードまたはフランジ５８および固定溝６３の解除可能なインターロックは十分 に強く、実質的に高圧、例えば、１．５ｋＮが圧力板１５に加えられるまでロッ クは解除されない。
濾過媒体４３および濾過媒体４８は内部シリンダー１０内の高圧の形成を避ける ように十分なガス透過性を有する。該濾過媒体は、支持板４０に隣接して配置さ れた内部紙層とクロージヤー板に隣接して配置された硝酸セルロースの外層とか らなる２層フィルターである。紙屑の孔径は０．２〜５μ、好ましくは、０．４ 〜１μ、例えば、０．６５μである。硝酸セルロースの孔径は同じ範囲またはそ れ以上である。
以上、本発明の好ましい具体例について説明したが、本発明の精神を逸脱するこ となく、種々の変形および修飾を加えることができることは当業者に明らかであ り、それらも本発明の範囲のものである。例えば、膜２２は手動操作できるバル ブに置き換えることができ、中央の円筒状部分７３は、排出ノズル２６がスパウ ト２１上に取り付けられると膜２２を孔あけまたは切断できるように改造できる 。同様に、破壊可能な膜１４は省略できる、あるいは粒状成分および液体成分を 混合する時にシリンダー１０．１８の内部空間を連絡するための他の手段で置き 換えることができる。このような連絡手段は、例えば、フィルターアセンブリ１ ２およびディスク１５の通気開口を通して伸びる紐を引っ張ることにより開放で きるバルブまたはストッパーである。特に骨セメントの成分の混合を参照して本 発明の混合装置を説明したが、本発明の混合装置は、その混合物を形成するため の他の種類の成分を混合するのに用いることもでき、混合物としては、例えば、 バッキング、接合、シール、コーキングまたは充填用コンパウンドが挙げられる 。また、前記具体例の部分は変形または修飾でき、その寸法は用途に応じて選択 できる。
２ク イ Ｆｉｇ、　１０　Ｆｉｇ、　１１ Ｆｉｇ、　１Ｂ Ｆｉｇ、　２２ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. １．粒状または粉末成分を第１のシリンダー内に配置し、粒状成分の粒径は、そ れらの間で凝集液体受容隙間が規定されるような大きさであり， 開放端および対向する密閉端を有する第２のシリンダー内に液体成分を配置し、 第１のシリンダーの第１の端部は、第２のシリンダー内の開放端に、ピストン状 にかつ密封関係で配置され；第１のシリンダーの第１の端部に対向する第２の端 部で第１のシリンダーを通気しながら、第１のシリンダーを第２のシリンダーの 密閉端に向かって押圧することにより液体を第１のシリンダー内に押し込み、そ れにより、液体を該隙間内に収容し；ついで、粒状物質および液体の混合物を第 １のシリンダーから排出することを特徴とする、それからペースト状物質を得る 、固体の粒状または粉末成分および液体成分の混合物の調製方法。
  2. ２．混合物を排出前に圧縮する請求項１記載の方法。
  3. ３．混合物を排出前に所定時間熱成する請求項１または２記載の方法。
  4. ４．ガス透過性壁部分、あるいは粒状または粉末成分の粒子に対して非透過性の フィルターを通して第１のシリンダーを通気する請求項１〜３いずれか１項記載 の方法。
  5. ５．第１のシリンダー内に配置された粒状または粉末成分の大部分の粒径が１５ 〜３００μである請求項１〜４いずれか１項記載の装置。
  6. ６．第１のシリンダー内に配置された粒状または粉末成分の粒径が２５〜２５０ μである請求項１〜５いずれか１項記載の装置。
  7. ７．第１のシリンダー内に配置された粒状または粉末成分の粒径が５０〜２００ μである請求項１〜６いずれか１項記載の装置。
  8. ８．第１のシリンダー内に変位可能に配置されたピストンにより、第１のシリン ダーの第１の端部、および第１のシリンダーを包囲する第２のシリンダーの隣接 密閉端内で規定された出口開口を通して混合物を排出する請求項１〜７いずれか １項記載の方法。
  9. ９．ペースト状物質がアクリル骨セメント組成物である請求項１〜８いずれか１ 項記載の方法。
  10. １０．密閉した第１の端部および通気手段が設けられた対向する第２の端部を有 する、粒状または粉末成分を収容するための第１のシリンダーと； 密閉した第１の端部および、その中に第１のシリンダーの密閉した第１の端部を ピストン状で密封収容する対向する第２の端部を有する、液体成分を収容するた めの第２のシリンダーと；第１のシリンダーの密閉した第１の端部を通して第１ および第２のシリンダーの内部空間を連絡するための手段であって、それにより 、第１のシリンダーを第２のシリンダー内に押し込むと、第１のシリンダー内に 収容された粒状成分間に規定された隙間に第１のシリンダーからの液体を注入し てペースト状物質を得る手段とからなることを特徴とする、それからペースト状 物質を得る、固体の粒状または粉末成分および液体成分の混合物の調製装置。
  11. １１．第１のシリンダーを第２のシリンダー内に押し込むことにより、連絡手段 を操作して第１および第２のシリンダーの内部空間間を連絡する請求項１０記載 の装置。
  12. １２．さらに第１のシリンダーからペースト状物質を排出するための手段を有す る請求項１０または１１記載の装置。
  13. １３．排出手段が、第１のシリンダー内に変位可能に配置されたピストン部材か らなる請求項１２記載の装置。
  14. １４．連絡手段が、所定の第１の差圧にさらした時に破壊する第１のシリンダー の密閉した第１の端部の壁部分からなる請求項１１〜１３いずれか１項記載の装 置。
  15. １５．破壊可能な壁部分が破壊可能な膜である請求項１４記載の装置。
  16. １６．通気手段がピストン部材内に配置された請求項１３〜１５いずれか１項記 載の装置。
  17. １７．通気手段が蒸気吸収濾過手段からなる請求項１６記載の装置。
  18. １８．濾過手段が活性炭からなる請求項１７記載の装置。
  19. １９．さらに、フィルター装置と第１のシリンダーの密閉した第１の端部の間の 物質受容空間を規定するための、第１のシリンダー内に変位可能に配置されたピ ストン状フィルター装置を有する請求項１０〜１８いずれか１項記載の装置。
  20. ２０．フィルター装置が、ガスに対して透過性であるが液体に対して不浸透性で ある濾過手段からなる請求項１９記載の装置。
  21. ２１．濾過手段が、液体成分と接触すると膨潤する濾過媒体からなる請求項２０ 記載の装置。
  22. ２２．ピストン部材が、第１のシリンダーに関して不動のピストン部材を支持す るための解除可能なロック手段からなり、ピストン部材が実質的に所定の第１の 差圧を越える第２の内方に向かう軸方向の圧力にさらされると、該ロック手段が 解除される請求項１４〜２１いずれか１項記載の装置。
  23. ２３．ロック手段が、ピストン部材から半径方向に伸びかつ第１のシリンダーと 嵌合する１つ以上の突起あるいはそれに連結された部材である請求項２２記載の 装置。
  24. ２４．半径方向の突起が柔軟な管状のカラー部材またはビードである請求項２３ 記載の装置。
  25. ２５．第２のシリンダーの密閉した第１の端部が、所定の第３の差圧にさらされ ると破壊できる壁部分からなる請求項１０〜２４いずれか１項記載の装置。
  26. ２６．さらに、第２のシリンダーの密閉した第１の端部の破壊可能な壁部分の外 面と支持嵌合で配置された着脱可能なバックアップ部材を有する請求項２５記数 の装置。
  27. ２７．粒状成分および液体成分が、混合されると骨セメントを形成する請求項１ ０〜２６いずれか１項記載の装置。
  28. ２８．第１のシリンダー内に収容された粒状成分が粒径１５〜３００μのポリマ ー成分からなる請求項２７記載の装置。
  29. ２９．第１のシリンダー内に収容されたポリマー成分の粒径が２５〜２５０μで ある請求項２８記載の装置。
  30. ３０．第１のシリンダー内に収容されたポリマー成分の粒径が５０〜２００μで ある請求項２９記載の装置。
  31. ３１．第１のシリンダーが（メタ）クリレートポリマーまたはコポリマーあるい はその混合物からなるポリマー成分を収容し、第２のシリンダーが液状モノマー （メタ）クリレートを収容する請求項２４〜３０いずれか１項記載の装置。
  32. ３２．ポリマー成分がさらにＸ線コントラスト粒子を含有する請求項３１記載の 装置。
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