KR20080081375A - 유동성 재료를 혼합하고 이송하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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파울 엠. 샌드
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메드트로닉 스파인 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 뼈 충진 재료를 혼합하고 이송시키는 장치가 제공된다. 상기 장치는 혼합되지 않은 상태에서 성분 재료들을 수용하기 위한 수용부를 포함한다. 성분 재료들을 혼합시키기 위해서 수용부 내로 삽입 가능한 혼합 요소뿐만 아니라 구동 부재와 피동 부재를 구비하는 작동기가 제공되며, 상기 작동기는 혼합 요소에 제거 가능하게 연결된다.
수용부, 혼합 요소, 플런저, 뼈 충진 재료

Description

유동성 재료를 혼합하고 이송하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MIXING AND TRANSFERRING FLOWABLE MATERIALS}
[관련 출원]
본 출원인 미국 가특허 출원 제60/243,195호(2000년 10월 25일 출원)의 우선권을 주장하는 출원이다.
[기술 분야]
본 발명은 재료를 서로 혼합하고 그 혼합 재료를 여타 다른 기구, 특히 의학 분야에서 사용되는 기구 안으로 이송시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 의학 분야에서, 예를 들어 뼈 충진 재료로 사용될 수 있도록 액상 모노머와 함께 분말상 재료를 포함하는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 뼈 시멘트와 같은 다수의 재료를 서로 혼합하는 현재의 방법 및 장치는 종종 만족스럽지 않은 결과를 가져온다.
전형적으로, 외과적 장치에 있어서, 이러한 목적으로 이용되는 기구에는 위와 같은 성분 재료들을 수용하기 위한 소형 사발과 이 사발 안에서 성분 재료들을 혼합하기 위한 (통상적인 설압자(tongue depressor) 등과 같은) 막대가 있다. 분말 재료를 사용하는 경우, 일반적으로 그 분말 재료는 용기에서 바로 사발 안으로 부어넣게 된다. 결국, 이러한 과정에서 분말 재료가 흘리게 되어 지저분해지는 경우가 종종 있다. 그 성분 재료들 중 한 성분 재료가 액상 모노머인 경우, 그 과정에는 액상 모노머에 의해 발산되는 독성 증기가 포함될 수 있다.
성분 재료들이 혼합된 후에는 뼈 충진 재료에서와 마찬가지로 또 다른 문제점에 직면하게 된다. 뼈 충진 재료를 뼈 내의 공동(cavity) 안으로 분배할 때의 통상적인 관행을 보면, 먼저 재료를 주사기 안으로 보내고 그리고 나서 재료를 공동으로 분배하기 위한 기구 안으로 보내게 된다.
주사기는 이 주사기 본체를 관통하여 완전하게 결합되어 있는 플런저를 후퇴시킴으로써 재료를 진공 흡입하거나 혹은 주사기 플런저를 제거하여 재료를 주사기의 뒤로부터 주입하고 나서 플런저를 다시 삽입함으로써 장전된다. 이로 인해 절차가 어려워지며 지저분해진다. 따라서, 독성 증기를 함유하고 있는 동안이라도 재료를 혼합할 수 있는 방법을 제공하는 것이 요구되고 있으며 내용물을 다른 기구 안으로 쉽고 깨끗하게 이송 또는 분배하는 것이 요구되고 있다.
여러 의료용 제품 생산자들이 폴리(메틸 메타크릴레이트) 뼈 시멘트를 혼합하는 여러 가지 시스템을 개발, 제조, 공급하려는 시도를 해왔지만[예, 국제특허공개 제WO97/21485호-발명자: 드퓌(DePuy); 국제특허공개 WO99/37256호-발명자:임메디카(Immedica); 미국 특허 제6,042,262호-발명자: 스트라이커(Stryker)], 이들 시스템들은 일반적으로 비싸고, 너무 복잡하며, 거대하거나/하고 외부 전원의 보조 장치를 필요로 하거나, 혹은 소량의 뼈 충진 재료는 혼합시킬 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점들과 기타 다른 문제점들로 인해, 특히 의학 분야에서는 재료를 혼합하고 이송하기 위한 향상된 시스템 및 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 성분 재료들을 혼합하기 전에 정확하게 계량할 수 있고, 혼합 중에 성분 재료들을 수용할 수 있으며, 뼈 충진 재료를 기계적으로 혼합 또는 교반할 수 있으며, 그 혼합물을 다른 기구 안으로 편리하고 깨끗하게 이송 또는 분배할 수 있는, 손 파지식 시스템(hand-held system) 및 이 시스템을 사용하는 방법이 제공된다. 본 발명의 손 파지식 시스템은 재료를 간단하고 신속하며 경제적인 방식으로 혼합하고 이송할 수 있게 한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 혼합 중에 성분 재료들을 완전하게 수용하는 (바람직하기로는 혼합 중에 발산되는 독성 증기가 흘러나오는 것을 제거할 수도 있는) 손 파지식 시스템 및 이 시스템을 사용하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 태양은 비혼합 상태에서 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용하기 위한 수용부(receptacle)를 포함하는 조립체를 제공한다. 상기 조립체는 또한 성분 재료들이 혼합될 수 있도록 상기 수용부 안으로 삽입될 수 있는 혼합 요소(mixing element)를 포함한다. 상기 조립체는 또한, 구동 부재와 이 구동 부재에 결합된 피동 부재를 포함하는 혼합 요소용의 작동기도 포함한다. 작동기는 혼합 요소에 제거 가능하게 결합된다. 혼합 과정을 거친 후에는 혼합물을 이송 또는 분배하기 위하여, 혼합 요소를 제거하거나 그리고/또는 플런저를 수용부 안으로 삽입할 수 있다.
일 실시예에서, 혼합 요소는 회전에 응하여서 성분 재료들을 혼합하는 패들 (paddle)을 포함한다. 패들은 성분 재료들의 혼합을 촉진하는 구조체, 예를 들면 다수의 구멍들을 포함한다. 이와 같은 장치에 있어서, 작동기는 패들을 회전시키는 구동 부재를 포함한다. 작동기는 구동 부재를 피동 부재에 결합시키는 구동 트레인, 예를 들어 유성 기어 트레인을 포함할 수 있다. 바람직하기로는, 구동 부재는 어떠한 외부 전원도 필요치 않도록 수동으로 작동되게 할 수 있다.
일 실시예에서, 수용부는 분배 밸브를 포함한다. 분배 밸브는 혼합 단계 중에는 폐쇄되며, 이송 또는 분배 단계 중에는 수동으로 개방 및 폐쇄 조작을 한다.
이하에서, 뼈 충진 재료를 혼합하는 것과 관련한 본 발명의 특징을 구체화하는 시스템 및 방법의 실시예들에 대해 설명한다. 그러나 여기서 설명되는 시스템 및 방법들은 그 적용에 있어서 뼈 충진 재료의 혼합에만 한정하는 것은 아님을 알 아야 한다. 본 발명의 시스템과 방법들은 의학 분야 내에서나 혹은 의학 분야 밖의 분야 모두에서 다양한 응용 기기용으로 적용할 수 있다.
또한, 여기서 설명하는 본 발명의 여러 가지 구성 부품들은 여러 실시예들이 자기 및/또는 전실 MRI 환경에서도 활용될 수 있도록 하는 비철계 및/또는 비금속 재료로 구성될 수도 있음을 알아야 한다.
I. 구성 부품들
도 1a는 재료 혼합 및 이송 시스템을 형성하기 위해 서로가 결합되어서 사용될 수 있는 하나의 키트(200)로서 배열된 구성 부품들을 도시하고 있다. 구성 부품들의 수와 구조는 변경될 수 있다. 도 1a에서, 키트(200)는, 혼합하기 위한 재료를 수용하는 수용부(12)와, 혼합 후 재료를 이송 또는 분배하기 위하여 수용부(12)를 수용하는 스탠드(14); 재료를 혼합하기 위하여 수용부(12) 안으로 삽입될 수 있는 혼합 요소(16); 혼합 요소(16)를 구동시키기 위한 작동기(18); 혼합된 재료를 수용부(12)로부터 밀어내기 위하여 수용부(12) 안으로 삽입되는 플런저(20); 수용부(12)로부터 밀려나온 혼합 재료를 분배시키는 분배기(22); 및 수용부(12) 내에 혼합을 위해 배치된 재료를 측정하기 위한 측정 장치(24)를 포함한다.
바람직하기로는, 구성 부품(12, 14, 16, 18, 20, 22, 24)은 실질적으로 강성인 금속, 플라스틱 또는 세라믹 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 구성 부품(12, 14, 16, 20, 22, 24)은 폴리프로필렌을 포함하고, 구성 부품(18)은 아세탈 호모폴리머[델린(DELRIN)(등록상표) 재료: 듀퐁 코포레이션에서 제조]나 혹은 투명 또는 유색 나일론을 포함한다. 구성 부품의 재료는 뼈 충진 재료와 접촉하더라도 악영향 을 미치지 않는 것이 바람직하고 그리고/또는 감마 방사선에 안정적인 것이 바람직하다.
물론, 모노머와 접촉했을 때에 제한된 시간 주기 동안에 유의적인 열화를 수반하지 않으면서도 그 모노머와의 접촉을 견뎌낼 수 있는 기타의 여러 가지 대안적인 재료도 사용할 수 있다.
A. 수용부
도 2a에 도시된 바와 같이, 수용부(12)는 근위 단부(30)와 원위 단부(32)를 갖는다. 수용부(12)는 또한 근위 단부(30)로부터 원위 단부(32)에 바람직하게 연장되는 내부 구멍(37)도 구비한다. 원위 단부(32)는 원위 팁(34)을 보유 지지하며, 그 원위 팁을 통해서는 뼈 충진 재료와 같은 재료가 분배된다.
수용부(12)는 서로 다른 사용 단계에서 혼합 요소(16)와 플런저(20)를 구분하여 수용하도록 하는 크기로 구성된다. 원위 팁(34)의 내부 표면은 사용 중에 혼합 요소(16)의 원위 팁(62)을 지지하도록 하는 크기로 구성되는데, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명한다. 근위 단부(30)는 혼합 요소(16)의 근위 단부(56)로 해제 가능하게 결합되는 작동기(18)에 수용부가 결합될 수 있도록 하기 위해 수용부(12)의 외부표면(33) 상에 한 세트의 탭(36)을 보지한다. 플런저(20)가 수용부(12) 안으로 삽입되면, 의사는 탭(36)을 파지하여서 수용부(12)와 플런저 (20)를 주사기처럼 작동시켜서 혼합 재료를 분배할 수 있게 되는데, 이에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
일 실시예에서, 수용부(12)는 약 70㎤(70cc)의 체적을 갖는다. 물론, 혼합 요소(16)의 크기와 기타 부속된 구성 부품들 및 혼합되는 충진 재료의 소망하는 양에 따라서 수용부(12)의 크기를 위와 다르게 하여 사용할 수 있다. 위와 다른 대표적인 크기로는 5cc, 10cc, 20cc 주사기 등이 있다. 수용부(12)의 외면은 수용부 (12) 내의 체적을 나타내는 눈금자(39)를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하기로는, 눈금자(39)는 수용부(12)의 원위 팁(34) 근처에서 시작되는 것이 좋다. 수용부 (12)는 수용부(12) 안에 놓인 혼합 재료가 혼합 중이나 이송하는 중에도 보일 수 있도록 투명 폴리프로필렌으로 제조하는 것이 바람직하다.
도 2b에 도시된 바와 같은 선택적인 실시예에서, 수용부(12)는 원위 단부(32)에 수용부 기부(base)(35)를 포함한다. 수용부 기부(35)는 일반적으로 반구형 형상이고 수용부(12)의 내부 구멍(37)을 지지한다. 수용부 기부(35)에서의 수용부(12)의 내부 구멍(37) 안에는, 이전의 실시예와 관련하여 이미 설명한 바 있는 혼합 요소(16)의 원위 팁(62)을 수용하며 견고하게 유지할 수 있도록 하는 크기로 형성된 중앙 목부(도시되지 않음)가 위치된다. 수용부 기부(35)는 바람직하게도 내부 구멍(37)을 안정되게 유지하며 상승시키며 혼합 재료를 보다 용이하게 분배 또는 이송할 수 있게 한다. 수용부 기부(35)는 수용부(12)의 기울어짐을 최소화하기 위한 중실 받침을 제공하는 크기로 형성된다. 수용부(12)에는 혼합된 뼈 충진 재료를 분배하기 위한 출구(34B)가 구비된다.
필요에 따라, 수용부(12)는 표준형 작동실 부속 진공 호스용 진공 부착장치 (31, 도 2b 참조)를 포함할 수 있는데, 이는 수용부(12) 안의 냄새를 배기하거나 그리고/또는 재료의 탈가스를 위한 것이다. 진공 호스는 수용부 기부(35)의 만입부 (31A)에 추가로 고정된다. 또한 필요에 따라, 수용부(12)는 뼈 충진 재료 공급 건용 카트리지를 형성하게 할 수도 있다.
B. 스탠드
도 1a에 도시된 시스템에 있어서, 스탠드(14, 도 3참조)는 재료를 혼합하는 동안 수용부(12)를 지지한다. 스탠드(14)는 상부측(40)과 하부측(42)을 구비한다. 상부측(40)은 수용부(12)의 원위 단부(32)를 수용하여서 견고하게 지지하는 크기로 되어 있는 중앙 목부(44)를 구비한다. 목부(44)의 중앙에는 작은 챔버(46)가 위치하는데, 상기 중앙 챔버는 수용부(12)의 원위 팁(34)을 수용하는 크기로 구성된다. 스탠드(14)의 하부측(42)은 스탠드(14)가 처리 테이블과 같은 표면에 평탄하게 자리 잡을 수 있도록 하는 평탄면을 구비한다.
수용부(12)에는 수용부 기부(35)가 바로 결합되어 있으므로 도 1b에 도시된 시스템용의 별도의 스탠드(14)는 절대적으로 필요치 않다.
C. 혼합 요소
혼합 요소(16)는 다양하게 구성될 수 있는데, 그러한 각기 다른 대표적인 구성들이 도 7, 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 사용 시에, 혼합 요소(16)가 수용부 (12) 안에서 회전하게 되면 수용부 내에 수용된 재료가 혼합된다.
여기서 설명하고 있는 여러 가지의 구성에 있어서, 혼합 요소(16)는 상부측 (50)과 하부측(52)을 구비한다. 이들 실시예에 있어서, 상부측(50)과 하부측(52)은 혼합 요소(16)의 완전성을 유지하기 위한 보강재(stiffener)로서 작용하는 외향으로 연장되는 중앙 리브(51)를 구비한다. 혼합 요소(16)는 또한 하나 이상의 횡리브 (53)를 포함한다.
혼합 요소(16)는 근위 단부(56)와 원위 단부(57)를 구비한다. 원위 단부(57)는 수용부(12)의 원위 팁(34) 안으로 끼워 맞춰지는 편평한 팁(62)을 보지하는 것이 바람직하다. 혼합 요소(16)의 원위 팁(62)은 수용부(12)의 원위 팁(34) 내에 위치한 성분 재료들을 바람직하게 혼합시킨다. 원위 팁(62)은 또한 수용부(12)의 원위 팁(34) 내의 지지면으로서 바람직하게 작용하고, 이로써 혼합 요소(16)가 회전할 때에 수용부(12) 내에서 중심을 유지하게 할뿐만 아니라 혼합 요소(16)가 수용부(12) 내에서 좌우로 이동하는 것을 제한하게 된다. 원위 팁(62)은 또한 혼합 요소(16)와 작동기(18) 간의 견고한 결합을 유지하는 역할도 한다.
필요한 경우, 근위 단부(56)는 중실 원통형 팁(58)을 보지할 수 있지만, 작동기(18)로 장착시키기에 적합한 여러 가지 형상으로 할 수도 있다. 팁(58)은 작동기(18)에 결합되도록 구성되는데, 이에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다. 팁(58)은 작동기(18)로부터 나오는 회전력을 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 혼합 요소(16)로 전달하기에 용이한 가로대(60)를 구비한다. 가로대(60)는 또한 혼합 요소(16)를 작동기(18)의 키홈(89)에 대해서 제위치에 스냅식으로 결합시킴으로써 견고하게 결합시키는 작용을 하기도 한다. 또한 팁(58)은 추가의 강도와 안정성을 부여하기 위하여 도 9에 도시된 바와 같은 릿지(59)를 포함하기도 한다. 혼합 요소(16)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같은 하나 이상의 구멍(61, 63, 65, 67, 68, 69)을 갖는 것도 바람직하다. 구멍(61, 63, 65, 67, 68, 69)은 분말상 재료와 액상 모노머와 같은 선택된 성분 재료들을 서로 혼합하는 데 있어 도움을 주는 기 능을 한다. 구멍(61, 63, 65, 67, 68, 69)들은 혼합 요소(16)를 통해 혼합물 중 일부를 유동시키기에 충분히 큰 것이 바람직하고, 따라서 수용부(12) 내에서 혼합 요소(16)가 최소의 저항으로 회전하게 하여서 선택된 혼합 재료들의 혼합을 최대화시킨다. 만약 구멍(61, 63, 65, 67, 68, 69)들의 크기가 증가한다면, 회전에 대한 저항은 더 적어지는 것을 알 수 있다. 그러나, 충분한 혼합을 보장하기 위해서 혼합물 내의 혼합 요소(16)의 추가적인 회전을 동반할 필요가 있다. 더 큰 구멍들은 혼합 공정을 쉽게 하지만, 더 작은 구멍들은 성분 재료들이 혼합 요소(16)에 "치켜올라감(riding up)"을 초래할 수 있다. 이러한 경우에, 혼합 공정은 성분 재료들이 혼합물 내로 빠져 들어가도록 하기 위해서 순간적으로 정지되어야 한다.
바람직하게, 혼합 요소(16)는 수용부(12)의 내부를 실질적으로 가로질러 연장하도록 크기가 정해진다. 이러한 장치는 혼합 요소(16)가 회전하게 되면 분말 및 액체 성분 재료들을 수용부의 내부 벽으로부터 비벼 떨어뜨릴 수 있기 때문에 분말 및 액체 성분 재료의 혼합을 촉진할 수 있다. 수용부(12)의 측면 벽들과 혼합 요소(16) 사이의 실제 물리적 접촉은, 혼합 요소(16)와 수용부(12)의 측면 벽들이 매우 근접하여 있는 일 실시예에서, 절대적으로 필요하지는 않다.
도 8에서 도시된 실시예에서, 혼합 요소(16)는, 바람직하게 혼합 요소(16)의 원위 단부(57)를 향하여 연장하는 적어도 두 개의 큰 구멍(69)들의 뒤를 잇는, 혼합 요소(16)의 근위 단부(56) 가까이에서 시작하는 일련의 작고 균일하게 간격을 둔 구멍(65)들과, 원위 단부(57)에서 적어도 두개의 중간 크기인 구멍(67)들을 구비한다. 이러한 실시예는 혼합 공정을 보다 쉽게 하고 이미 설명한 바 있는 혼합물 의 "치켜올라감"을 최소화시킨다. 그러나, 이러한 실시예는 일반적으로 작동기(18)의 추가적인 회전을 요구한다. 이러한 실시예에서 작동기(18)의 약 5 내지 20 회전은 뼈 충진 재료의 경우에서 적당한 혼합을 보장하기에 충분하다.
도 7에서 도시된 실시예에서, 혼합 요소(16)는 리브(rib)(51)에 평행하게 위치되는 다수의 균일하게 간격을 둔 구멍(61)들을 구비하고, 혼합 요소(16)는 또한 원위 팁(tip)(62)에서 적어도 두 개의 구멍(63)들을 구비한다. 이러한 실시예는 적당한 뼈 충진 재료를 혼합시키기 위해서 작동기(18)의 약 5 내지 10 회전을 요구한다. 보다 적은 수의 회전이 이러한 실시예에 필요하지만, 이러한 실시예는 일반적으로 이미 설명한 실시예에서의 요구보다 작동자 대신으로 회전을 위하여 더 많은 강도를 요구한다. 부가적으로, 성분 재료가 혼합물 내로 빠져 들어가게 하는 혼합 공정 동안 때때로 정지될 필요가 있다.
도 9에서 도시된 실시예에서, 혼합 요소(16)는 원위 단부(57)를 향하여 연장하는 적어도 두 개의 큰 구멍(69)들의 뒤를 잇는, 혼합 요소(16)의 근위 단부(56) 가까이에서 시작하는 두개의 큰 구멍(68)을 구비한다. 이러한 실시예는 뼈 충진 재료를 적절히 혼합시키기 위해서 작동기(18)의 약 15 내지 20 회전을 요구한다. 도 9에서 도시된 바와 같이 혼합 요소(16)의 최소 표면 영역은 충분한 혼합 공정 이후에 혼합 요소가 수용부(12)로부터 제거될 때에 단지 작은 양의 뼈 충진 재료가 혼합 요소(16) 상에 존재하게 한다.
다른 선택적인 실시예에서, 혼합 요소(16)는 소정 개수의 다양한 크기 및 형상의 구멍(도시되지 않음)들을 포함할 수 있다.
D. 작동기
작동기(18)(도 4, 도 5a, 도 5b 참조)는 혼합 요소(16)를 구동시킨다. 바람직하게 작동기(18)는 델린(등록상표) 재료 또는 투명하거나 유색인 나일론으로 형성된다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 작동기(18)는 손바닥 크기인 원통형 형상이다.
작동기(18)에는 필요에 따라 사용자가 잡기 쉽도록 마디가 많거나 톱니 모양을 한 외부 표면(70)이 구비된다. 도 4a-4f는 작동기용의 여러 가지 선택적인 손잡이 디자인을 도시한다. 작동기(18)는 체결구, 접착제 또는 스냅 끼워맞춤부(snap-fit)를 포함하는 다양한 방식으로 함께 연결하기에 적합한 상부 절반부(72) 및 하부 절반부(74)(도 6a 및 도 6b 참조)를 구비한다.
작동기(18)의 상부 절반부(72)는 구동 부재로서의 기능을 하는 반면에, 작동기(18)의 하부 절반부(74)는 피동 부재이다. 상부 절반부(72)는 하부 절반부(74)에 대하여 회전한다.
작동기(18)의 상부 절반부(72)와 하부 절반부(74) 모두가 내부 측면부(76)와 외부 측면부(78)를 구비한다. 도 6a에서 도시된 바와 같이, 상부 절반부(72)의 내부 측면부(76)는 링 기어(73)를 포함한다. 하부 절반부(74)의 내부 측면부(76)는 링 기어(73)와 맞물리는 유성 기어 장치(84)를 포함한다.
유성 기어 장치(84)는 선 기어(sun gear)(86)와 하나 이상의 유성 기어(88)를 포함한다. 선 기어(86)는 나사(95)에 의해 작동기(18)의 하부 절반부(74)에 축방향으로 고정된다. 유성 기어(88)들은 나사(94)들에 의해 리테이너 링(92)에 고정 된다. 하나의 선택적인 실시예에서, 유성 기어(88)들은 두 개의 기어들을 포함하고, 각 기어는 선 기어(86)의 반대 측면들 상에 위치된다.
유성 기어(88)들의 이(tooth)는 링 기어(73)의 이와 맞물린다. 유성기어(88)들의 이는 선 기어(86)와 또한 맞물린다. 하부 절반부(74)에 대한 작동기(18)의 상부 절반부(72)의 회전은 링 기어(73)를 회전시킨다. 이것은 다음에 작동기(18)의 고정 하부 절반부(74) 내에서 유성 기어(88)들에 회전을 전달한다. 그 다음에 유성 기어(88)들의 회전은 작동기(18)의 하부 절반부(74) 내에서 선 기어(86)를 회전시킨다. 3개의 유성 기어(88)들이 있는 실시예에서, 링 기어(73)(즉, 작동기(18)의 상부 절반부(72))의 단일 회전은 작동기(18)의 하부 절반부(74) 내에서의 선 기어 (86)의 약 4 회전과 같다. 두 개의 유성 기어(88)들이 있는 실시예에서, 링 기어 (73)의 단일 회전은 선 기어(86)의 약 3 회전과 같다.
도 5a에서 도시된 바와 같이, 작동기(18)의 하부 절반부(74)의 외부 측면부 (78)는 혼합 요소(16)의 원통형 팁(58)을 수용하는 중앙 홈(slot)(96)을 구비한다. 선 기어(86)로부터 돌출하는 축(87)(도 6a 참조)은 홈(96) 내로 연장한다. 팁(58) 상의 가로대(crosspiece)(60)는 축(87) 상의 키홈(keyway)(89) 내로 끼워 맞춰져서 (도 5a 참조), 혼합 요소(16)를 선 기어(86)에 연결한다. 따라서, 선 기어(86)의 회전은 혼합 요소(16)에 회전을 전달한다.
추가적으로, 하부 절반부(74)의 외부 측면부(78)는 안정 구조체(98)(도 5a 참조)를 구비한다. 구조체(98)는 선 기어(86)에 의해 혼합 요소(16)를 회전시키는 동안 수용부(12)가 회전하지 못하도록 수용부(12)의 탭(tab)(36)과 접해있거나 및/ 또는 상기 탭을 구속한다. 안정 구조체(98)는 체결구(99)들에 의해 외부 측면부 (78)의 하부 절반부(74)에 고정된다. 필요에 따라, 작동기(18)는 수용부(12) 내의 독성 증기를 배출시키도록 표준 작동실 부속의 진공 호스용 부착 장치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
선택적인 실시예(도 6b 참조)에서, 작동기(18)의 상부 절반부(72)는 작동기 (18)의 내부 표면(71)(도 18 참조) 내에 적합한 일체형 링 기어(73)를 구비한다. 작동기(18)의 하부 절반부(74)는 링 기어(73)와 맞물리는 유성 기어 장치(84)를 구비한다. 유성 기어 장치(84)는 선 기어(86)와 다수의 유성 기어(88)들을 포함한다. 바람직하게, 유성 기어 장치(84)는 두 개의 유성 기어(88)들을 포함한다. 선 기어 (86)는 축(87)에 의해 작동기(18)의 하부 절반부(74)에 축방향으로 고정된다. 축 (87)은 상단에서 상부 절반부(72)와 스냅 끼워맞춤하기에 적합하며 혼합 요소(16)의 팁(58)을 저부에서 수용하기에 적합하다. 축(87)의 중간 단면은 적소에서 선 기어(86)를 유지하고 선 기어(86)에 의해 전달된 회전력을 받도록 네모지게 되어 있다.
유성 기어(88)들은 중공 기어 기둥(hollow gear posts)(93)들에 의해 작동기 (18)의 하부 절반부(74)에 고정된다. 리테이너 링(92)은 유성 기어(88)들의 중심 구멍을 통하여 끼워 맞추어지고 중공 기어 기둥(93) 내로 연장하는 유지 탭 (retention tabs)(90)들을 구비한다. 유지 탭(90)들은 리테이너 링(92)을 작동기 (18)의 하부 절반부(74)에 고정되게 맞물리도록 중공 기어 기둥(93)들을 통하여 아래쪽으로 연장하는 작은 슴베(tangs)들을 구비한다. 리테이너 링(92)은 또한 바람 직하게 유성 기어 장치(84)에 강도와 안정성을 제공하도록 아래쪽으로 연장하는 안정 다리(stabilizer feet)(97)들을 구비한다.
도 5b에서 도시된 바와 같이, 작동기(18)의 하부 절반부(74)의 외부 측면부 (78)는 수용부(12)의 삽입을 돕도록 일반적으로 직사각형인 안정 구조체(98B)를 구비한다. 안정 구조체(98B)의 직사각형 형상은 선 기어(86)에 의해 혼합 요소(16)에 연결되는 축(87)을 회전시키는 동안 수용부(12)가 회전하지 못하게 한다.
E. 플런저(plunger)
플런저(20)(도 14 및 도 16 참조)는 수용부(12)의 구멍 내로 끼워 맞춰진다. 수용부(12) 내에서 플런저(20)의 전진은 바람직하게 공기를 수용부(12)로부터 방출할 뿐만 아니라 재료를 수용부(12)로부터 분배한다.
도 19에서 도시된 바와 같이, 플런저(20)는 상기 플런저(20)와 혼합된 뼈 충진 재료 사이의 수용부(12) 내의 공기를 자동적으로 제거하는 밸브를 위하여 바람직하게 하나 이상의 구멍(103)을 포함한다. 플런저(20)는 혼합된 뼈 충진 재료와의 접촉에 의해 영향받지 않는, 비강성 재료에 제한되지 않지만, 비강성 재료를 포함하는 다양한 재료로 만들어진 밀봉부(101)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 플런저(20)는 상기 플런저(20)가 수용부(12)를 통해 전진할 때 공기가 빠져나가도록 하는 작은 볼 베어링(도시되지 않음)을 갖춘 밸브를 포함할 수 있다. 볼 베어링(도시되지 않음)은 뼈 충진 재료보다 밀도가 낮은 플라스틱 재료로 만들어질 수 있다. 플런저(20)가 점성이 있는 뼈 충진 재료와 접촉할 경우에, 볼 베어링은 폐쇄 위치로 힘을 받는다. 공기를 제거하는 것은 플런저(20)와 재료 사이의 직접 접촉을 가 능케 하며, 이것은 재료의 향상된 분배 제어를 제공한다.
F. 분배기
도 1a에서 도시된 장치에서, 분배기(22)는 수용부(12)의 원위 팁(34)에 끼워 맞추기에 적합한 노즐(100)을 포함한다(도 17 참조). 다른 실시예에서, 루어 (LUER)(등록상표) 부착구(fitting)(도시되지 않음)가 수용부(12)의 원위 팁(34)에 결합된다. 다른 실시예에서, 부착구(도시되지 않음)는 수용부(12)의 원위 팁(34)에 결합되며, 부착구는 5 cc 또는 10 cc 주사기의 몸체와 일치되기에 적합하다. 다른 실시예에서, 배관(tubing)(도시되지 않음)은 수용부(12)의 원위 팁(34)에 결합되며, 배관은 5 cc 또는 10 cc 주사기 몸체 내에서 끼워 맞춰지기에 적합하다.
도 1b에서 도시된 장치에서, 분배기(22)는 클립(clips)(도 20 참조)에 의해 수용부(12)의 원위 단부(32) 상으로 바람직하게 스냅 끼워맞춤한다. 분배기(22)는 접착제나 용접과 같은 다른 수단에 의해 또는 당업계에 알려진 다른 수단에 의해 수용부(12)에 또한 부착될 수 있다. 분배기(22)는 바람직하게 수용부(12)의 출구(34B)(도 2b 참조)와 일치된다. 꼭지(stopcock) 밸브(도시되지 않음), 또는 다른 형태의 적당한 밸브는 밸브 몸체(125) 내부에 위치될 수 있고 혼합된 재료를 위한 출구(127)를 구비한다. 분배기(22)는 밸브 몸체(125)의 단부에 위치된 하나 이상의 분배 핸들(123)을 구비할 수 있다. 도 20에서 도시된 바와 같이, 두 개의 분배 핸들(123)은 분배기(22)의 오른손 작동 또는 왼손 작동을 고려할 수 있다. 루어(등록상표) 부착구(129)는 주사기 또는 나사 결합된 뼈 충진 기구의 부착을 용이하게 하기 위해서 바람직하게 밸브 몸체 상에 결합된다. 물론, 많은 다양한 형태의 부착구 또는 배관들이 이송된 혼합 재료를 수용하는 기구의 형태에 따라 밸브 몸체(125) 상에 결합될 수 있다.
G. 측정 장치
측정 장치(24)(도 1a 참조)는 혼합용 수용부 내로 성분 재료들을 위치시키기 전에 성분 재료들을 측정하는 데 사용된다. 측정 장치(24)는 10 cc 측정 컵과 같은 고정된 크기일 수 있고, 눈금이 표시된 것일 수 있으며, 및/또는 혼합되기 전에 입자들을 감별하기 위하여 체를 포함할 수 있다.
H. 깔때기(funnel)
깔때기(10)는 혼합시킬 성분 재료들을 수용부(12) 내에 용이하게 위치시키거나 쏟아 넣는 데 사용된다(도 1b 참조).
Ⅱ. 장치의 사용 설명
도 1a에서 도시된 실시예에서, 수용부(12), 스탠드(14), 혼합 요소(16), 작동기(18), 플런저(20), 분배기(22) 및 측정 장치, 게다가 혼합될 성분 재료는, 사용하기 위하여 함께 모아지거나, 키트(kit)(200)로부터 필요한 대로 꺼내진다. 의사나 보조자가 수용부(12)의 원위 단부를 스탠드(14)의 상부측(40)의 목 부분(neck)(44) 내로 삽입한다(도 10 참조). 바람직하게. 수용부(12)의 원위 팁(34)은 스탠드(14)의 상부측(40) 상에 위치된 작은 챔버(46) 내에서, 바람직하게 폐쇄된 원위 팁(34)의 밀봉을 유지한다.
도 10에서 도시된 바와 같이, 의사가 폴리(메틸 메타크릴레이트) 뼈 시멘트용 분말 성분 재료와 같은 혼합될 성분 재료를 측정하도록 측정 장치(24)를 사용할 수 있다. 분말 성분 재료는 수용부(12) 내로 쏟아 넣는다. 만약 수용부(12)가 수용부의 외부 표면(33) 상에 눈금 표시자(39)를 구비한다면, 성분 재료는 바람직한 수준에 도달할 때까지 수용부(12)에 추가될 수 있다. 분말 성분 재료가 수용부(12)에 추가된 후에, 뼈 시멘트용 액상 모노머와 같은 다른 성분 재료가 추가된다.
그 다음에 혼합 요소(16)와 작동기(18)가 얻어진다. 바람직하게, 혼합 요소(16)의 근위 단부(56)는 작동기(18)의 하부 절반부(74)의 외부 측면부(78) 상에 위치된 홈(96) 내로 삽입된다. 조립체는 이제 뒤집어지고 혼합 요소(16)의 원위 단부(57)는 수용부(12)의 근위 단부(30) 내로 삽입된다. 바람직하게, 혼합 요소(16)는 혼합 요소(16)의 원위 팁(62)이 수용부(12)의 원위 팁(34) 내로 연장하도록 삽입된다. 작동기(18)는 바람직하게 수용부(12)의 근위 단부(30) 상에 위치된 탭 (36)들과 맞물리므로, 작동기(18)의 하부 절반부(74)는 수용부(12)에 대하여 고정되어 유지한다.
의사는 이제 한 손으로 작동기(18)의 상부 절반부(72)를 잡고, 반면에 다른 한 손으로는 스탠드(14), 수용부(12) 또는 스탠드(14) 및 수용부(12)를 붙잡는다(도 13 참조). 이어서 작동기(18)의 상부 절반부(72)는 수용부(12)에 대하여 먼저 시계방향으로 이어서 반시계방향으로, (또는 반대로), 예를 들어 반회전(half-turn)에 의해, 앞뒤로 회전된다. 선택적으로, 이것을 앞뒤로 이동시키는 것과 함께, 작동기(18)는 단일 방향으로 회전될 수 있다. 바람직하게, 작동기(18)는 혼합물을 적절하게 혼합시키기에 충분한 시간으로 회전된다.
혼합물이 적절하게 혼합된 이후에, 작동기(18)와 혼합 요소(16)는 수용부 (12)로부터 제거되어서 떨어져 놓여진다. 바람직하다면, 혼합 요소(16)는 상기 요소(16)에 둘러붙는 혼합물을 제거하기 위해서 수용부(12)의 상단부에 대해 문지를 수 있으며, 바람직하게 이러한 혼합물을 수용부(12)로 되돌린다. 다음에, 플런저 (20)는 수용부(12)의 근위 단부(30) 내로 삽입된다(도 14 참조). 바람직하게, 스탠드(14)는 플런저(20)를 삽입하고 조립체를 뒤집는 단계 이전에 수용부(12)로부터 제거될 수 없다. 이러한 경우에, 뼈 충진 혼합물의 경우에서와 같이, 혼합물은 수용부(12)의 원위 팁(34)에서 구멍 밖으로 쉽게 유동할 수 있다.
스탠드(14)가 수용부(12)로부터 제거된 후에, 공기는 주사기로부터 공기를 제거하는 통상의 방식으로 플런저(20)를 전진시킴으로써 수용부(12)의 원위 팁(34)로부터 방출될 수 있다. 혼합물은 플런저(20)를 전진시킴으로써 수용부(12)로부터 직접 분배될 수 있다. 바람직하다면, 분배기(22)는 수용부(12)의 원위 팁(34) 상으로 끼워 맞춰진다. 일 실시예에서, 만약 분배기(22)가 노즐(100)이 있다면, 혼합물은 노즐(100)을 통해 분배된다. 다른 실시예에서, 만약 수용부(12)의 원위 팁(34)이 루어라는 상표명의 부착구에 결합된다면, 루어라는 상표명의 부착구는 미국 특허 제6,241,734호(참고로 본 명세서에 포함됨)에서 개시된 바와 같이 뼈 충진 기구와 일치될 수 있다. 루어(등록상표) 부착구가 수용부(12)의 원위 팁(34) 내에 결합될 때에, 이러한 조합은 다수의 뼈 충진 기구의 직접 충진을 고려한다. 다른 실시예에서, 만약 수용부(12)의 원위 팁(34)이 5 cc 또는 10 cc 주사기의 주사기 몸체와 일치하는 부착구에 결합한다면, 주사기는 수용부(12)에서 혼합물로 충진될 수 있다. 다른 실시예에서, 수용부(12)의 원위 팁(34)은 5 cc 또는 10 cc 주사기 몸체 내에서 끼워맞춤되는 배관을 결합할 수 있으며, 따라서 주사기를 플런저 단부로부터 다시 충진되게 한다. 이러한 실시예에서, 배관은 주사기의 플런저 구멍을 통하여 삽입된다. 주사기는 그 원위 팁으로부터 그 근위 단부까지 충진되고, 배관은 주사기가 바람직한 레벨까지 충진될 때에 회수된다.
도 1b에서 도시된 장치는 향상된 사용의 용이함과 보다 적은 수의 단계로 구성되는 부가적인 특징들을 포함한다. 수용부(12)는 폐쇄 위치에서 키트(200) 내에 분배기(22)와 함께 포장된다. 혼합될 재료뿐만 아니라 밀봉된 키트(200)로부터 장치 부품들(수용부(12), 혼합 요소(16), 작동기(18), 플런저(20) 및 깔때기(10))을 모은 후에, 의사 또는 보조자는 수용부(12)의 근위 단부(30) 내에서 깔때기(10)를 위치시키고 분말 성분 재료를 수용부(12) 내로 쏟아 넣는다. 바람직하다면, (방사선 불투과성 혼합물을 만드는) 살균 바륨 황산염(sterile barium sulfate) 또는 (감염을 방지하는) 항생 물질(antibiotics)과 같은 추가적인 분말 성분 재료들은 액상 모노머를 추가하기 전에 수용부(12)로 추가될 수 있다. 혼합 요소(16)와 작동기(18)는 이미 설명한 바와 같이 함께 연결되고 수용부(12) 내로 삽입된다. 작동기 (18)는 수용부(12)의 근위 단부(30) 상의 탭(36)들과 맞물리도록 위치된다. 의사 또는 보조자는 이제 이미 설명한 바와 같이 재료를 혼합하기 위해서 작동기(18)를 회전시킨다. 수용부(12) 내의 모노머 가스는 바람직하게 진공 호스 부착물(31)에 의해 수용부(12)로부터 배출된다. 혼합물이 적절하게 혼합된 이후에, 작동기(18)와 혼합 요소(16)는 수용부(12)로부터 제거되고 떨어져 놓여진다. 다음에, 플런저(20)는 수용부(12)의 근위 단부(30) 내로 삽입된다. 공기는 플런저(20) 내의 구멍(103) 들을 통해 장치로부터 자동적으로 제거될 수 있다. 이어서 잔류 공기/모노머 혼합물은 진공 호스 부착물(31)에 의해 수용부(12)의 내부 구멍(37)으로부터 배출될 수 있고, 또한 모노머 가스에 의사 또는 보조자의 노출을 감소시킬 수 있다. 혼합물은 이제 이송될 준비가 된다. 바람직하게, 혼합된 재료는 미국 특허 제6,241,734호에서 개시된 바와 같이 뼈 충진 기구로 직접 이송된다. 이러한 단계는 미국 특허 제6,241,734호의 기구를 번갈아 충진하도록 사용될 수 있는 주사기와 같은 다른 장치로 재료를 이송할 필요가 없다. 혼합물은 플런저(20)가 아래로 밀쳐짐에 의해 개방된 분배기(22)를 통해 직접 분배될 수 있다. 선택적으로, 혼합물의 유동은 꼭지 밸브(도시되지 않음)를 열고 닫기 위해서 분배 핸들(123)을 회전시킴으로서 제어될 수 있다.
만약 추가적인 뼈 충진 재료의 혼합물이 바람직하거나, 또는 추가적인 뼈 충진 재료가 초기 혼합물이 경화 및/또는 사용 불가능하게 된 이후에 요구된다면, (뼈 충진 재료를 구비하는) 사용된 혼합 요소(16)는 작동기(18)로부터 제거되어서 새로운 혼합 요소(16)로 대체될 수 있고, 작동기(18)가 추가적인 일단의 뼈 충진 재료를 혼합하는 데 사용되도록 허용한다. 이러한 경우에, 키트(200)는 여러 단의 뼈 충진 재료를 혼합하기 위해서 다수의 수용부(12)들, 스탠드(14)들, 혼합 요소(16)들, 플런저들 및 분배기(22)들과 함께 단일 작동기(18)와 측정 장치(24)를 포함할 수 있다.
Ⅲ. 밀봉된 시멘트 혼합 및 이송 장치
외과용 재료로부터 발생된 독성 가스 및/또는 증기들의 방출이 어떠한 이유 로 바람직하지 못한 경우에는, 뼈 시멘트와 같은 의학 재료의 준비 및/또는 운반을 위하여 밀봉된 혼합 및 이송 장치를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, PMMA 뼈 시멘트의 액상 모노머 성분 재료로부터 발생된 독성 가스 및/또는 증기는 매우 불쾌한 냄새를 가질 수 있으며, 이들 독성 증기의 흡입은 환자뿐만 아니라 다양한 수술실의 직원에게 상당한 건강상 위험을 줄 수 있다.
PMMA 분말 및 액상 모노머 성분 재료들을 포함하는 뼈 시멘트의 경우에, 액상 모노머는 일반적으로 사용하기 전에 유리 병 또는 앰플 내에서 밀봉된 반면에 분말은 플라스틱 자루 내에 담겨져 있다. 이러한 포장의 한 예로 들 수 있는 것은 하우메디카 코포레이션(Howmedica corporation)에서 상용으로 입수 가능한 심플렉스피(SimplexP)(등록상표) PMMA 뼈 시멘트이다. 이러한 뼈 시멘트의 분말 성분 재료는 일반적으로 비활성 물질이고 (충분히 안정되지 못한 상태로 만들지 않는다면) 부유되기 쉽지 않은 반면에, 액상 모노머 성분 재료는 매우 낮은 증기압을 가지며 공기와 접촉하면 쉽게 증기화된다.
일단 액상 모노머를 내포하는 유리 앰플이 개방되면(일반적으로 유리 앰플 상의 깨지기 쉬운 캡이 절단됨으로써), 액상 모노머는 대기에 노출되어서 즉시 증기화되기 시작한다. 또한 혼합 공정 동안에, 액상 모노머는 계속 증기화되고 액체/분말 혼합물로부터 기체를 제거한다. 일단 혼합이 완료되면, 모노머는 밀봉된 환경 (주사기 또는 다른 밀봉된 분배 장치와 같은) 내에 내포될 때까지 또는 혼합물이 환자의 몸체 내에서 위치될 때까지 액체/분말 혼합물로부터 계속하여 기체를 제거한다. 혼합물이 혼합 및 운반 동작의 실질적으로 모든 단계들 동안에 밀봉된 환경 내에 내포되지 않는다면, 상당한 양의 증기화된 모노머가 혼합 및 뼈 시멘트 분배 동안 수술실로 방출될 수 있다.
도 22 및 도 23은 수술실 환경으로의 증기화된 모노머의 방출을 바람직하게 최소화시키는 선택적인 실시예의 시멘트 혼합 및 이송 장치를 도시한다. 이러한 실시예에서, 수용부(12)는 모노머 분배 몸체(400)에 결합된다. 모노머 분배 몸체 (400)는 유지 클립(405), 공급 루멘(supply lumen)(425) 및 배출 루멘(vent lumen) (430)을 포함한다. 바람직하게, 분배 몸체는 수용부 벽 내의 하나 이상의 구멍(도시되지 않음)를 통해 수용부(12)의 내부와 통해 있는 공급 루멘(425) 및 배출 루멘 (430)을 갖춘 수용부(12)에 고정된다. 분배 몸체(400)는 클립, 접착제, 용접들을 포함하는 다양한 방식들로 또는 당업계에 알려진 다른 방법들에 의해 수용부에 고정될 수 있다.
도 23에서 도시된 바와 같이, 고정 밀봉부(448)는 바람직하게 기밀 방식으로 수용부(12)의 상부 구멍과 맞물려지고, 바람직하게 수술실 환경으로부터 수용부 (12)를 밀봉한다. 슬라이딩 밀봉부(sliding seal)(450)는 바람직하게 고정 밀봉부 (448) 아래에 그리고 수용부(12) 내에서 위치된다. 이들 밀봉부(448, 450)들은 라텍스 고무를 포함하는 여러 가지 알려진 밀봉 재료들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 밀봉부(448)들은 수용부 내용물과 대기 사이에 실질적으로 기밀 밀봉을 유지하는 동안 혼합 요소(16)와 축(87)의 회전을 허용할 수 있다. 게다가, 슬라이딩 밀봉부(450)는 바람직하게 수용부(12) 내에서 종방향으로 이동될 수 있다. 바람직하다면, 슬라이딩 밀봉부는 혼합 요소(16)와 실질적으로 기밀 밀봉을 유지하는 동안 혼 합 요소(16)의 중앙 축선을 따라 슬라이딩 밀봉부(450)가 활주하도록 허용하는 내부 홈 또는 구멍(도시되지 않음)을 결합시킬 수 있다.
뼈 시멘트 혼합물을 준비하기 위해서, 측정된 양의 분말 PMMA 성분 재료는 수용부(12) 내로 도입된다. 이어서 혼합 요소와 작동기는 수용부(12)를 밀봉되게 맞물리는 밀봉부(448, 450)와 함께 수용부에 부착된다. 액상 모노머를 내포하는 밀봉된 유리 앰플(435)은 봉쇄 튜브(containment tube)(410) 내로 삽입된다. 캡(cap) (420)은 상기 튜브(410) 상에 위치되어서, 봉쇄 튜브를 밀봉시켜서 밀봉한다.
이어서, 캡(420)은 앰플(435) 상으로 죄어지고, 바람직하게 절단 요소(415)에 대해 앰플(435)에 힘을 가하여 앰플(435)을 부러뜨린다. 액상 모노머는 바람직하게 봉쇄 튜브 내로 유동하여서 공급 루멘(425)을 통하여 수용부(12) 내에서 분말 성분 재료와 접촉할 수 있다. 배출 루멘(430)은 바람직하게 봉쇄 튜브에서 형성될 수 있는 어떠한 진공을 제거한다.
액체 및 분말 성분 재료들은 이제 이미 설명한 방식으로 혼합된다. 일단 혼합이 완료되면, 플런저(460)가 작동기(18) 및 고정 밀봉부(448) 내의 구멍들(도시되지 않음)을 통해 삽입될 수 있으며, 그에 의해 슬라이딩 밀봉부(450)가 수용부 (12) 내에서 혼합물을 향하여 나아갈 수 있다. 바람직하다면, 슬라이딩 밀봉부 (450)는 공기가 슬라이딩 밀봉부를 지나 유동하게 하는 라비린토스(labyrinth) 밀봉부 또는 다른 장치를 결합시킬 수 있다. 바람직하게, 슬라이딩 밀봉부(450)를 지나 유동하는 어떤 공기 및/또는 증기화된 모노머는 고정 밀봉부(448)에 의해 봉쇄될 수 있다. PMMA 혼합물과 접촉하면, 슬라이딩 밀봉부(450)는 바람직하게 혼합물 을 가압할 수 있고, 이어서 이미 설명한 방식으로 분배될 수 있다.
이러한 실시예에 따라서, PMMA 혼합물은 상당한 양의 모노머 가스를 방출시키지 않고 혼합 및 분배 장치로부터 분배될 수 있다. 일단 분배가 완료되면, 전체 밀봉 장치는 안전하게 처리될 수 있다.
도 24a, 도 24b, 도 25 및 도 26은 이미 설명한 밀봉된 혼합 및 이송 장치와 함께 유용한 혼합 요소의 다양한 실시예들을 도시한다. 이들 혼합 요소들은 특히 슬라이딩 밀봉부(450)의 전진과 PMMA 혼합물의 분배를 촉진하기 위해서 혼합이 완료된 후에 붕괴되거나 및/또는 접을 수 있는 데 아주 적합하다. 보다 특정하게, 도 24a 및 도 24b는 혼합 요소의 회전에 대응하여 PMMA 성분 재료들을 혼합시키며, 압축될 때에는 슬라이딩 밀봉부(450)의 전진과 PMMA 혼합물의 분배를 허용하도록 아코디언과 같은(accordion-like) 방식으로 바람직하게 접혀지는 일련의 단면(460)들을 포함하는 혼합 요소(16)의 도면을 도시한다. 도 25는 혼합 요소(16)의 회전에 대응하여 PMMA 성분 재료들을 혼합시키며, 압축될 때에는 슬라이딩 밀봉부(450)의 전진과 PMMA 혼합물의 분배를 허용하도록 스프링과 같은 방식으로 바람직하게 압축하는 나선형 단면을 포함한다. 도 26은 유사한 방식으로 동작하는 다수의 나선형 단면들을 포함하는 혼합 요소(16)를 도시한다.
본 발명의 특징들은 첨부된 청구항에서 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 특징을 구체화하는 유동성 재료를 혼합하고 분배하는 시스템의 구성 부품들을 수용하는 키트의 여러 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 수용부의 여러 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 1a에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 스탠드의 사시도이다.
도 4는 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템의 일부를 형성할 수 있는 작동기의 측방 사시도이다.
도 4a 내지 도 4f는 작동기 손잡이 다자인에 있어서의 또 다른 실시예들의 측방 사시도이다.
도 5a는 도 4에 도시된 작동기의 저면도이다.
도 5b는 작동기의 또 다른 실시예의 저면도이다.
도 6a는 도 4에 도시된 작동기의 분해 사시도이다.
도 6b는 작동기의 또 다른 실시예의 분해 사시도이다.
도 7은 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 혼합 요소의 일 실시예의 사시도이다.
도 8은 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 혼합 요소의 다른 실시예의 사시도이다.
도 9는 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 혼합 요소의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 10은 도 3에 도시된 스탠드 안으로 삽입된 도 2에 도시된 수용부의 사시도로서, 수용부에 성분 재료가 추가된 것을 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 4에 도시된 작동기의 하부 절반부의 외부 측면 안으로 삽입된 도 8에 도시된 혼합 요소의 근위 단부의 사시도이다.
도 12는 도 13에 조립된 상태로 역시 도시된 바와 같은 작동기, 혼합 요소, 수용부, 및 스탠드 조립체의 분해도이다.
도 13은 도 12에 도시된 조립체의 사시도로서, 조작자의 한 손으로는 작동기가 파지되어서 수동으로 회전되는 것과 다른 손으로는 수용부가 파지된 것을 도시하며, 작동기의 회전이 수용부 안의 재료를 혼합하는 역할을 하는 것을 도시하는 것이다.
도 14는 재료가 수용부 안에서 혼합된 후에 플런저가 수용부 안으로 삽입되는 것을 도시하는 사시도이다.
도 15는 재료가 수용부로부터 분배되기 전에 스탠드가 수용부로부터 제거되는 것을 도시하는 사시도이다.
도 16은 현재 분배할 준비가 되어 있는 재료를 수용하고 있는 수용부 안으로 삽입된 플런저의 사시도이다.
도 17은 수용부 안에서 혼합된 재료가 수용부로부터 분배되는 것을 도시하는 사시도이다.
도 18은 도 1b에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 작동기의 상부 절반부의 저면도이다.
도 19는 공기 제거 밸브용의 개방 상태를 도시하는 플런저 조립체의 사시도이다.
도 20은 도 2b의 수용부를 고정시키기 위한 조립체를 구비하는 분배기 밸브의 일 실시예의 사시도이다.
도 21은 선택적으로 부착된 진공 라인을 구비하는 도 2b의 수용부의 사시도이다.
도 22는 도 21의 수용부의 부분 절단도이다.
도 23은 도 21의 수용부의 또 다른 부분 절단도이다.
도 24a는 도 21의 수용부 안에서 사용하기 위하여 위치된 접이식 혼합 요소의 일 실시예의 사시도이다.
도 24b는 도 24a의 접이식 혼합 요소의 측면도이다.
도 25는 도 21의 수용부 안에서 사용하기 위하여 위치된 접이식 혼합 요소의 다른 실시예의 사시도이다.
도 26은 수용부 안에서 사용하기 위하여 위치된 접이식 혼합 요소의 또 다른 실시예의 사시도이다.

Claims (6)

  1. 하나 이상의 뼈 충진 기구를 제공하고;
    제1 단부 영역 및 제1 단부 영역으로부터 대향하여 이격된 제2 단부 영역을 포함하고 혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용하기 위한 수용부, 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용부 내에서 혼합시키고 상기 재료들의 혼합 후 수용부로부터 후퇴시킬 수 있는 혼합 요소, 수용부의 측벽 상에 형성되어 있고 뼈 충진 기구와 일치되는 부착구를 포함하는 분배기를 포함하는 혼합 기구를 제공하고;
    혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용부 내에 위치시키고;
    수용부 내에서 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 혼합하고;
    상기 부착구에 뼈 충진 기구를 연결하고;
    뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 뼈 충진 기구로 분배시키는 것을 포함하는 방법.
  2. (i) 복수개의 뼈 충진 기구를 제공하는 단계;
    (ii) 제1 단부 영역 및 제1 단부 영역으로부터 대향하여 이격된 제2 단부 영역을 포함하고 혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용하기 위한 수용부, 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용부 내에서 혼합시키고 상기 재료들의 혼합 후 수용부로부터 후퇴시킬 수 있는 혼합 요소, 수용부의 측벽 상에 형성되어 있고 뼈 충진 기구 각각과 일치되는 부착구를 포함하는 분배기를 포함하는 혼합 기구를 제공하는 단계;
    (iii) 혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용부 내에 위치시키는 단계;
    (iv) 수용부 내에서 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 혼합하는 단계;
    (v) 상기 부착구에 뼈 충진 기구 중 하나를 연결하는 단계;
    (vi) 뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 뼈 충진 기구로 분배시키는 단계;
    (vii) 원하는 수의 복수개의 뼈 충진 기구가 뼈 충진 재료를 수용할 때까지 상기 (v) 및 (vi) 단계를 반복하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 수용하기 위한 수용부;
    사용 중 세워져 있는 상태의 수용부를 지지하고 사용 중 수용부의 기울어짐을 방지하기 위한 크기 및 형상의 기부(base);
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부 내로 삽입되어 수용부 내의 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 혼합시킬 수 있는 크기 및 형상이고, 또한 상기 성분 재료들의 혼합 후 수용부로부터 후퇴시킬 수 있는 크기인 혼합 요소;
    혼합 요소의 후퇴 후 수용부 내로 삽입되고, 수용부를 통해 전진하여 세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부로부터 뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 분배할 수 있는 크기 및 형상의 플런저 요소
    를 포함하는 키트.
  4. 제3항의 키트를 제공하고;
    기부에 수용부를 연결하고;
    기부 상에 세워져 있는 상태로 수용부를 위치시키고;
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부 내로 혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료를 위치시키고;
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부 내로 혼합 요소를 삽입하고;
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 혼합 요소를 작동시켜서 수용부 내에서 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 혼합하고;
    수용부로부터 혼합 요소를 후퇴시키고;
    혼합 요소가 후퇴된 후에 수용부 내로 플런저 요소를 삽입하고;
    수용부를 통해 플런저 요소를 전진시켜서, 세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부로부터 뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 분배시키는 것을 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 뼈 충진 기구로 분배시키는 것을 더 포함하는 방법.
  6. 뼈 충진 기구를 제공하고;
    제3항의 키트를 제공하고;
    기부에 수용부를 연결하고;
    기부 상에 세워져 있는 상태로 수용부를 위치시키고;
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부 내로 혼합되지 않은 상태의 뼈 충진 재료를 위치시키고;
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부 내로 혼합 요소를 삽입하고;
    세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 혼합 요소를 작동시켜서 수용부 내에서 뼈 충진 재료의 성분 재료들을 혼합하고;
    수용부로부터 혼합 요소를 후퇴시키고;
    혼합 요소가 후퇴된 후에 수용부 내로 플런저 요소를 삽입하고;
    수용부를 통해 플런저 요소를 전진시켜서, 세워져 있는 상태의 수용부를 기부가 지지하는 동안 수용부로부터 뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 분배시키고;
    뼈 충진 재료의 혼합된 성분 재료들을 뼈 충진 기구로 분배시키는 것을 포함하는 방법.
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