JPS63502882A - 排気可能な骨セメント用シリンジ - Google Patents

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】 本発明は骨セメントを混合しかつ塗布する装置およびその方法に関する。この種 の装置は、例えば、欧州特許ＥＰ−Ａｔ−１７０１２０号から公知である。

人工関節の部品は通常、骨セメントと呼ばれる低温重合した２成分の樹脂を用い て置床に固定される。該骨セメントは塗布すると同時に硬化し、その可塑特性に より置床に補綴部品の固定を行う。ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）が骨セ メントとして２０年以上も用いられ、これは液状モノマー中で表面的に溶解した 粉末状のビードポリマーからなり、最終的に重合により該モノマー中に埋封され る。混合相において、該モノマーはペレット状のビードポリマーを包囲している 。これが、第１にかなりの量の気泡をだき込んだペレットを膨張させることにな る。通常、過酸化ジベンゾイルが活性剤、すなわちＰ−アミノトルイジンにより 活性化される開始反応によって骨セメントの化学反応が開始し、次いでラジカル 連鎖重合が開始する。この重合工程では発熱を生ずる。だき込まれた気泡に加え て、ポリマーペレットがモノマーにより包囲される場合には、いわゆる「リーの 現象」がきまって現われる。また、発熱重合の工程中で該液状モノマーは蒸発し 、結局硬化したポリマーは因果および超厚の異なった種々の気泡で穴だらけとな る。

一般に、ポリマー粉末またはプレポリマーをモノマーに添加し、スパチュラを用 いてボール内で混合する。混合相に続く加工処理相においては、骨セメントを、 例えば両方ともセメント補綴部品の固定用に準備された寛骨臼または大腿髄管等 の置床に塗布し、これは通常、手或いは時にはシリンジを用いて行われる。この ようなシリンジは、例えば西独特許ＤＥ−Ａ−２８０１７０６号或いは欧州特許 ＥＰ−ＡＩ−１７０１２０号に記載されている。骨のセメント固定を考慮した接 合技術において、骨セメント用シリンジを用いることにより、骨セメントを手で 充填していた従来法で行なうよりも明らかに良い結果が達成された。

これに対して、該接合技術を改良する目的は骨セメントを詰め込むことによって 骨内部での固定を改良す、ることであるが、一方、本発明者らは骨セメント自体 を凝固させ、可塑物質の材料特性を改良することも望んでいる。かかる理由によ り、例えば欧州特許ＥＰ−ＡＩ−１７０１２０号に記載のように骨セメントを圧 縮するための試みがなされた。他の著者らは、形成位置で用いるセメントを、そ の混合相において排気することにより気泡を取り除くことを試みた。しかしなが ら、モノマーの蒸発温度は室温でその臨界段階に達するので、４００ｍｂａｒ（ ４０ＫＰａ）の圧力下ではモノマーの気泡が骨セメント中にすでに形成されてい る。これが、モノマーを退治することによってその蒸発を防止し、ペースト状の 骨セメント中の多くの気泡を大部分減少させるために試みられた方法（リッグレ ン、ドラ−、モエラー（Ｌ　Ｉ　ＤＧＲＥＮＳＤＲＡＲａｎｄ　ＭＯＥＬＬＥＲ ）、「ポリメチルメタクリレート・ミキシング・ウィズ・スペシャル・リファレ ンス・ツー・ストレングスＪ（Ｐ　ｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔａｃｒｙｌａｔｅ Ｍｉｘｉｎｇ　ｗｉｔｈ　５ｐｅｃｉａｌ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　Ｓｔｒ ｅｎｇｔｈ）、アクタ・オーツツブ・スキヤント（Ａｃｔａ　０ｒｔｈｏｐ　５ ｃａｎｄ、１９８４；リッグレン、ボテリント、％ＸシラーＬ　ＩＤＧＲＥＮ、 ＢＯＤＥＬ　ＩＮＤａｎｄ　ＭＯＥＬＬＥＲ）、ｒメカニカル・プロパティーズ ・オブ・ボーン・セメント・ウィズ・スペシャル・リファレンス・ツー・バキュ ーム・ミキシング・アンド・シリンジＪ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐ　ｒｏｐｅ ｒｔｉｅｓｏｆ　Ｂｏｎｅ　Ｃｅｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　５ｐｅｃｉａｌ　Ｒｅｆ ｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ＶａｃｕｕｍＭｉｘｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｈｉｌｌｉｎｇ） 、１９８４．１１．３０、スウェディッシュ・メディカル・ソサイエティーズ・ ミーティング（ＳｗｅｄｉｓｈＭｅｄｉｃａｌ　Ｓ　ｏｃｉｅｔｙ’　ｓ　Ｍｅ ｅｔｉｎｇ）に提出）を開発することになる。

しかしながら、温度を下げることにより化学反応がさらに緩やかに生じるため、 重合工程がより長くなる。その上、モノマーの適冷工程および混合容器が複雑に なるという問題が生じる。

本発明の目的は、骨セメントを排気する際の前記欠点を回避しかつ骨セメント中 に包まれる細孔容積をさらに減少でき、完全に重合した骨セメントの安定性を増 加した骨セメントを混合しかつ塗布する装置およびその方法を提供することであ る。

本目的は、特許請求の範囲の特徴により達成される。

本発明は、骨セメントを機械的に予備加圧すると同時に排気するという原則に基 づく。

骨セメントが圧縮空気によって機械的に予備加圧できる欧州特許ＥＰ−ＡＩ−１ ７０１２０号による骨セメント用シリンジの使用は層状シリンダーと蓋の間に気 泡を押出すことを目的とする。骨セメント自体は該蓋および層状シリンダーを通 過することはできない。

カートリッジを覆って吸引ベルを配置し、同時に真空を施すと、予備圧縮相の間 、モノマーの蒸発は認められず、さらに施した真空の強さおよび骨セメントの粘 度に応じ、たき込んだ気泡が蓋および層状シリンダーの両方を通して排出できる ことがわかる。

アプリケータ中の骨セメントを加圧することにより、該セメント混合物に加えら れた機械的圧力はモノマーの蒸発曲線に影響し得、同時に真空を施しても非真空 気密性の蓋および非真空気密性の層状シリンダーはだき込んだ気泡を通過させ、 −万骨セメント自体は堅く圧縮されたままである。

排気の効果は、例えばメスで層状シリンダーの層仮に放射状に切欠きを与えるこ とにより増大させることができるので、溝欠陥は生じず、該層板は扇形の面積内 でオフセット様式或いは同位相様式でお互いに相反して移動し得る。この方法は 、気泡およびだき込んだ気体の泡を層状シリンダーを通して非常に容易に排出さ せることを可能とし、一方、セメント自体は、例えば層板がさらに安定となる３ 層のシリンダーの第１の溝だけか、或いは多分直ちに第２の溝に流入することが できる。だき込んだ気体および過剰の液状モノマーだけが金属製プランジャーを 通過できる。

排気工程中の圧力を制御するため、平らなコイルを有する小さいシリンダーから なり、該シリンダーがその外表面に配置された、例えば種々に陽極酸化されたア ルミニウム製リングのような着色された目盛りを有する単純な圧力測定装置を好 ましくは用いることができ、該装置は確実な方法で真空ベルのフランジに吸引さ れる。この　−ような排気ユニットはまた、非常に容易に制御された排気用に装 備できる。例えば、欧州特許ＥＰ−ＡＩ−１７０１２０号による骨セメント用ピ ストルの胴部に、研削・研摩したフランジストッパーからなる透明なプラスチッ ク或いはガラス製ベルを固定できるフランジを施すことができる。該フランジの 片側には前記の圧力測定用シリンダーを装備できる。反対側のローレットねじを 有するニードルバルブにより、真空の強さを非常に容易に調節できる。真空ベル は、吸引連結部分を介して骨セメント用ピストルのハンドルと平行に位置する真 空チューブを通して排気できる。セメント容器の非真空気密性の閉蓋および圧力 ビストン内の層状シリンダの特別に準備された層板は気体の泡を通過させる。こ のようにして、準備相に入ると同時に骨セメントの気孔容積をかなり減少させる ことができる。

骨セメントが明らかに凝固する程度に重合されるまで排気は続けられる。これは 用いる骨セメントの温度および粘度に応じて１〜６分間の間に生じる。次いで真 空および予備圧縮を除き、一旦その蓋を取り除いて、該セメントがまだ可塑状態 の間に前床に塗布する。欧州特許ＥＰ−ＡＩ−１７０１２０号に記載のように、 詰め込みをフランジに用いる真空ベルおよび材料は完全に殺菌消毒できる。真空 ベル用に有利Ａこ用いることができるプラスチックの１つに（登録商標名）ＴＲ Ｘがある。

以下に、本発明をさらに詳細に説明するために図面を使用する。

第１図は、分解した本発明の骨セメント用ピストルの各部品を示す。

第２図は、本発明の組み立てた骨セメント用ピストルを示す。

第３図は、３枚の層、板からなる層状シリンダーの断面を示す。

第４ａ図および第４ｂ図は層板の種々の具体例の平面図を示す。

基本的に本発明の骨セメント用ピストルに相当するが、骨セメントの排気を包含 しない骨セメント用ピストルの基本的構造および操作方法が欧州特許ＥＰ−ＡＩ −１７０１２０号に記載されている。

骨セメント用ピストルは、ハンドル２、ケーシング４、射出手段６、円錐状に傾 斜したフロント部９を有する骨セメント用容器８および閉蓋ｌＯを有する。該容 器８および閉蓋１ｏは差込蓋１２により連結される。さらに、ケーシング４には 容器８を該ケーシングに連結するスナップ蓋（クイック蓋）１４およびピン１″ ６が設けられ、該スナップ蓋は差込蓋１２用の回転可能な安全機構からなる。さ らに、１個の突起２２を有するスライダー２０．３枚の柔軟な層板２６を有する 層状シリンダー或いは層状部材２４、加圧空気源（図示せず）に連結される圧縮 空気連結部２８、供与するバルブの形状を有する圧力入口バルブ３０、該圧力入 口バルブ３０を開放する開放バルブ３２、ガス抜きボタン３４および圧力表示３ ６が設けられる。

本発明の骨セメント用ピストルは、また真空ベル或いは吸引ベル１００、該ベル １００を骨セメントピストルのケーシング４に連結するフランジ１０５、および その一端が連結部１１５によってフランジ１０５に連結されかっ他端がポンプ（ 図示せず）に連結される真空チューブ１１０からなる。該フランジ１０５は圧力 測定装置１２０および調整可能なバルブ１２５からなる。

骨セメント用ピストルの操作モードは前述の通りである。層状部材２４が容器内 のセメントに対して押圧される予備圧縮相の間、空気が真空チューブ１１０を介 してベル１００から吸引される。ところが、骨セメントは蓋ＩＯ或いは層状部材 ２４を通過できず、しっかりと封入されたままであり、骨セメント中にだき込ん だ気泡は層状部材２４により加えれた圧力により同様に押しつぶされる。該気泡 は、（非気密性）蓋１０、および容器８と気密様式で取り付けない層状部材２４ の層板２６の両方を介して排出できる。骨セメントは圧力を受けないので、この 工程間ではモノマーは蒸発できない。

第３図に示すように、層状部材２４並びにその３枚の層板２６８゜２６ｂおよび ２６ｃは、好ましくは、骨セメントに面する層板２６ｃは最小直径を有し、層板 ２６ｂおよび２６ａは両方とも僅かに大きい直径を有するというような形状であ る。例えば、層板２６ｃは直径２５．７８＋ｎ＋ｎ、層板２６ｂは直径２５．８ ０ｍｍそして層板２６ａは直径２５．８２ｍｍである。このようにして、工程誤 差を補償し、予備加圧時に骨セメントの大成は第１または第２の層板を通過でき るが、層状部材２４の３枚の層板２６のすべてを通過しないことを確実にするこ とができる。

第４図に示す層板は、好ましくは放射状溝を示す。第４図におい国際調査報告 −、−Ａ。９．、　ＰＣＴ／工８７１００１２２ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　’１）ＩＥ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡｒｌ、　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）塗布前の骨セメントを収容する容器（８）、（ｂ）該容器（８）内の 骨セメントを予備加圧し、該セメントを塗布する圧力発生装置、 （ｃ）該圧力発生装置により圧力が加えられた時、骨セメントおよび容器から気 体を排出させるガス抜き手段、および（ｄ）容器（８）を排気し、圧力下で咳容 器（８）から排出した気体を吸引する装置（１００、１１０）、からなることを 特徴とする、骨セメントを混合し、塗布する装置。
2. ２．該容器（８）を覆って配置されるベル（１００）により特徴づけられる前記 第１項の装置。
3. ３．該ベル（１００）がフランジ（１０５）によってケーシング（４）に連結さ れる前記第２項の装置。
4. ４．該フランジ（１０５）が真空チューブ（１１０）用の連結部（１１５）から なる前記第３項の装置。
5. ５．該ベル（１１０）内の圧力を測定しかつ制御する手段により特徴づけられる 前記第２〜４項いずれかの装置。
6. ６．該セメントを押し出す少なくとも３枚の層板（２６）からなり、該各層板（ ２６）が僅かに異なった直径を有する層状部材（２４）により特徴づけられる前 記第１〜５項いずれかの装置。
7. ７．該層板（２６）が放射状の溝を有し、該各層板（２６）の溝が好ましくはオ フセットになっている前記第６項の装置。
8. ８．骨セメントを塗布する前に、一定に調整或いは制御できる圧力下で予備加圧 しつつ、骨セメントから排出した気体を同時に吸引する前記第１〜７項いずれか の装置内で骨セメントを混合し、塗布する方法。