CN108945827B - 在输送柱塞上具有中空筒体的骨水泥施加器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于由作为骨水泥膏团(54)的起始组分的单体液体(4)和水泥粉末(5)生产骨水泥膏团(54)并输送所混合的骨水泥膏团(54)的设备,它具有筒形内部空间的料筒(1),其中料筒(1)的内部空间在前侧除用于排出骨水泥膏团(54)的输送开口外封闭,其中在料筒(1)的内部空间中布置可沿输送开口的方向推动的输送柱塞(7),并且其中水泥粉末(5)在输送开口与输送柱塞(7)间布置在料筒(1)的内部空间中,其中输送柱塞(7)的面对输送开口的前侧布置中空筒体(9),其中所述中空筒体(9)在其面对输送开口的前表面开口并从输送柱塞(7)的前侧向料筒(1)的内部空间中延伸至少3mm。本发明还涉及一种用于使用该设备生产骨水泥膏团(54)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于由作为骨水泥(骨胶泥)的起始组分(母体组分)的单体液体(monomer liquid)和水泥粉末来生产骨水泥膏团并用于输送所混合的骨水泥膏团的设备。
本发明还涉及一种用于使用这种设备来生产骨水泥膏团、尤其是膏状聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法。
本发明尤其提供了一种用于分开(分别)储存聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的水泥粉末和单体液体以便随后将水泥粉末与单体液体混合以形成骨水泥膏团并用于输送所混合的骨水泥膏团的设备。根据本发明的设备优选是完全预装的注水泥系统。
背景技术
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥归功于约翰·查恩利先生所开展的开拓性工作(Charnley,J.:Anchorage of the femoral head prosthesis of the shaft of thefemur(股骨的骨体的股骨头假体的锚固).J.Bone Joint Surg.42(1960)28-30.)。常规聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥由粉状组分和液体单体组分组成(K.-D.Kühn:Knochenzemente für die Endoprothetik:Ein aktueller Vergleich derphysikalischen und chemischen Eigenschaften handelsüblicher PMMA-Zemente(用于骨修补的骨水泥:商售PMMA水泥的物理和化学性能的当前比较),Springer-Verlag BerlinHeidelberg New York,2001)。单体组分一般而言含有单体甲基丙烯酸甲酯和溶解于其中的活化剂(N,N-二甲基-对甲苯胺)。也被称为水泥粉末或骨水泥粉末的粉末组分包含一种或多种聚合物,它们基于甲基丙烯酸甲酯和共聚单体如苯乙烯、丙烯酸甲酯或类似单体通过聚合、优选悬浮聚合不透X射线物质和引发剂过氧化二苯甲酰来生产。粉末组分与单体组分混合通过粉末组分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的膨胀而产生可塑性变形的膏团,即骨水泥或骨水泥膏团。当粉末组分与单体组分混合时,活化剂N,N-二甲基-对甲苯胺与过氧化二苯甲酰反应而形成自由基。所形成的自由基引发甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合。随着甲基丙烯酸甲酯的聚合进行,骨水泥膏团的粘度增加直至其固化。
PMMA骨水泥可通过使水泥粉末与单体液体混合而使用刮板在适当的混合杯中被混合。这可能导致骨水泥膏团中夹杂气泡,其可能对固化的骨水泥的机械性能产生负面影响。
为了避免骨水泥膏团中夹杂空气,各种真空注水泥系统已被公开,其中举例而言述及如下一些:US 6,033,105 A、US 5,624,184 A、US 4,671,263 A、US 4,973,168 A、US5,100,241 A、WO 99/67015 A1、EP 1 020 167 A2、US 5,586,821 A、EP 1 016 452 A2、DE36 40 279 A1、WO 94/26403 A1、EP 1 005 901 A2、EP 1 886 647 A1、US 5,344,232A。
注水泥技术的进一步发展由这样的注水泥系统代表,在该系统中水泥粉末和单体液体两者都已经被包装在混合设备的分开的隔室中且仅就在应用水泥之前才在注水泥系统中混合在一起。此类封闭的完全预装的混合设备已在EP 0 692 229 A1、DE 10 2009 031178 B3、US 5,997,544 A、US 6,709,149 B1、DE 698 12 726 T2、EP 0 796 653 A2和US 5,588,745 A中被提出。
专利DE 10 2009 031 178 B3公开了一种形式为完全预装注水泥系统的储存和混合设备,其中产生骨水泥膏团所需的起始组分已经被储存在该储存和混合设备中并且可以在该储存和混合设备中被组合和混合。该储存和混合设备具有用于封闭水泥料筒的两部件式输送柱塞。在这种情况下,能透气的消毒柱塞和不能透气的密封柱塞的组合被使用。
在将水泥粉末与液体单体组分混合后,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥在它们的未固化膏体状态下被施加作为骨水泥膏团。在使用混合设备时,在粉末/液体水泥的情况下骨水泥膏团位于料筒中。在施加此类常规PMMA骨水泥时,在混合两种起始组分后,使用可手动操作的挤出设备将所形成的骨水泥膏团挤出。骨水泥膏团通过输送柱塞的移动而从料筒被推出。输送柱塞通常具有在30mm与40mm之间的直径并因此在外侧具有7.0cm2至12.5cm2的表面积,在挤出过程中挤出设备的推杆或杆作用在该表面积上。输送柱塞的移动优选通过可手动操作的机械挤出设备来实现。所述手动挤出设备通常实现在约1.5kN至3.5kN的范围内的挤出力。
这些简易的机械挤出设备特别将夹杆用于挤出目的,所述夹杆被可手动致动的摇臂驱动。手动驱动的挤出设备已经在世界范围内尝试和测试了数十年并且构成现有技术。这些挤出设备的一个优点在于,医疗用户经由所施加的手动力感知骨水泥膏团渗透到骨结构(松质骨)中时的阻力。
当使用任何迄今为止已知的完全预装注水泥系统时,医疗用户必须相继对设备以预定次序执行多个作业步骤,直到获得混合的骨水泥膏团并且能将其施加。作业步骤中的任何错误都可能引起混合设备的失效并因此导致手术过程的中断。因此需要医疗操作人员的高成本训练以避免发生用户误差。
WO 00/35506A1提出这样一种设备,在该设备中,聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥粉末被储存在料筒中,其中水泥粉末填充料筒的整个容积,并且水泥粉末的颗粒之间的空隙具有这样一个体积,该体积对应于在使用储存在料筒中的水泥粉末生产骨水泥膏团时所需的单体液体的体积。该设备构造成使得通过真空作用将单体液体从上方引入料筒中,其中为此目的向位于料筒的底部的真空端口应用真空。这样,单体液体通过水泥粉末被吸入,其中存在于水泥粉末颗粒之间的空隙中的空气被单体液体替代。免去了使用搅拌器对所形成的水泥膏团进行的彻底机械混合。
该系统的一个缺点在于,与单体液体一起迅速膨胀的水泥粉末不能使用该设备混合,因为一旦单体液体已渗透到水泥粉末大约1至2cm迅速膨胀的水泥粉末颗粒便形成凝胶状屏障,且阻止单体液体迁移通过全部水泥粉末。常规水泥粉末另外出现一种现象,即水泥粉末颗粒由于不同的表面能量而仅被甲基丙烯酸甲酯不良地润湿。甲基丙烯酸甲酯由此仅相对缓慢地渗透到水泥粉末中。此外,不能排除一旦水泥粉末已经完全渗透单体液体便在真空作用下经由真空端口被吸出的风险。于是,可用于通过自由基聚合来固化的单体液体不足,或者混合比率并且因此骨水泥膏团的稠度被以非期望的方式改变。此外,问题是,夹杂在水泥粉末颗粒之间的空气不得不通过单体液体从上至下被置换,因为比重比单体液体低的空气由于重力而倾向于在水泥粉末中向上迁移,而不是沿真空端口的方向向下迁移。
还从粘合剂和密封剂的领域得知电动挤出设备。这些设备可通过一次电池和二次电池以及借助于位置固定的电源被驱动。这些设备可利用它们的有时非常明显的挤出力来挤出特别粘的膏状成分。然而,电动机的使用的一个缺点在于,它们包含非铁金属并且是昂贵的商品。在必须保持无菌的手术区域中,此类设备需要进行复杂的消毒或甚至可能需要更换。电气配线可能妨碍用户在手术时的移动。
此外,还提出了气动设备。这些设备需要固定或活动的压缩空气连接(US 2,446,501 A,DE 20 2005 010 206 U1)。为此,需要压缩空气软管,这可能妨碍用户的移动。
作为替代,也可以使用压缩气体料筒来提供压缩气体。为此,已经提出这样的设备,在该设备中通过一个阀来控制压缩气体的流入,通过第二阀来控制粘性成分的流量(US2004/0074927 A1,US 6,935,541 B1)。在这些设备的情况下,气体料筒集成在设备中。在这种连接到压缩气体或包含压缩气体料筒的系统中,始终需要压缩气源,在没有这种源的情况下这些系统不可使用。
非在先公开的DE 10 2016 121 607提出了一种具有容纳骨水泥粉末的料筒的完全预装注水泥系统。该料筒中设置有输送柱塞并且在料筒后方布置有容纳单体液体容器的托座。传递柱塞位于托座的背面上,可利用该传递柱塞挤压单体液体容器并且可将单体液体从托座压出到料筒中。
实际测试已经表明,使用这种设备生产的骨水泥膏团在使用合适的水泥粉末和合适的水泥粉末与单体液体的重量比率的情况下始终具有良好的稠度。如果爆裂的单体液体容器在单体转移期间被最大限度地压缩,则可重复地获得良好的水泥膏团。然而,某些组合可能导致在挤出过程结束时骨水泥膏团的稠度的不期望的改变,水泥粉末与单体液体之间的混合比已改变。在数微升的体积范围中,然而在挤出的水泥膏团的边缘处有时也可能出现一至数个小的单体泡沫。
出于本发明的目的,已发现这与单体液体容器的选择和稳定性以及单体液体在水泥粉末与料筒的内壁之间的渗透相关。在爆裂的单体液体容器不完全压缩的情况下—这可能例如通过选择具有很坚固的壁的单体液体容器而发生,单体液体的残留物即可在输送柱塞与传递柱塞之间残留在分裂的单体液体容器的碎片内,该残留物在骨水泥膏团的挤出结束时可能由于传递柱塞朝向输送柱塞的轴向移动而通过分裂的单体液体容器的随后持续压缩经输送管道离开。单体液体可沿料筒的内壁在水泥粉末与料筒的内壁之间蠕动,而不会在该过程中迅速与周围的水泥粉末混合在一起。
发明内容
因此,本发明的目的在于克服现有技术的缺点。具体而言,本发明的目的在于研发一种被提供并且适合于由起始组分混合骨水泥膏团并输送所混合的骨水泥膏团的设备,以及一种用于生产骨水泥膏团、特别是膏状聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法,其中,骨水泥膏团使用这种设备由水泥粉末和单体液体生产,该设备和方法克服了以前的设备和方法的缺点。本发明的目的在于防止所生产的骨水泥膏团中形成单体气泡。此外,本发明的目的在于以这样的方式改进这种设备,即甚至在单体液体容器未被完全压缩的情况下,在骨水泥膏团输送结束时,也主动防止单体液体从料筒的输送管道离开。利用根据本发明的设备和根据本发明的方法,因此目的在于确保,即使设备的结构非常简单和经济并且同时设备从挤出过程开始到结束的可使用性非常简单和不复杂,也可生产和施加均匀的骨水泥膏团。因此,目的在于以这样的方式改进非在先公开的DE 10 2016 121 607中记载的设备,即可以在不随机发生骨水泥膏团中夹杂少量单体的情况下重复地(可再现地)形成骨水泥膏团。
该设备旨在由简单的挤出设备驱动并且在过程中尽可能简单地操作。结构旨在是经济的,且因此设备由于卫生原因仅使用一次。许多或所有在设备中进行的过程,例如起始组分的混合、骨水泥膏团的输送以及任选地还有单体液体容器的打开和任选地还有料筒的打开,旨在使用尽可能最少的作业步骤并尽可能自动进行,且优选利用单个线性驱动器驱动。
因此,本发明的目的还在于研发一种用于混合骨水泥粉末和单体液体的设备。该设备的操纵旨在被最大限度地简化,以便基本上避免由不正确地执行的组装步骤而引起的用户误差。目的是为了医疗用户在从包装取出之后将设备连接到挤出设备,然后致动所述挤出设备。目的在于通过设备的结构来避免进一步的组装和作业步骤。该设备旨在优选还能实现水泥粉末和单体液体在相互隔离的隔室中的安全储存,以便排除水泥组分在设备的储存期间的不经意混合。该设备旨在允许使用环氧乙烷气体进行消毒。为此,储存在设备中的水泥粉末必须可被环氧乙烷接近(触及)。该设备旨在可借助于在手术期间被手动驱动的挤出设备启动,使得在该设备与挤出设备互锁或摩擦连接之后,通过致动挤出设备,该挤出设备的可轴向前移的杆作用在该设备上,任选地打开单体液体容器,并且然后在杆进一步移动时将单体液体转移到水泥粉末中。单体液体与水泥粉末的混合旨在不利用可从外部手动移动的混合器进行。水泥组分的混合旨在与骨水泥膏团的形成一起发生并且所混合的骨水泥膏团的挤出旨在与挤出设备的杆的向前移动一起进行。优选地,单体液体容器的打开和单体液体随后向水泥粉末中的转移旨在尽可能与挤出设备的杆的向前移动一起进行。
本发明的目的通过一种用于由作为骨水泥膏团的起始组分的单体液体和水泥粉末生产骨水泥膏团并用于输送所混合的骨水泥膏团的设备来实现,该设备具有料筒,该料筒具有筒形(柱形)内部空间,其中,料筒的内部空间除了用于排出骨水泥膏团的输送开口之外在前侧(正面)上被封闭,其中,在料筒的内部空间中布置有输送柱塞,该输送柱塞能被沿输送开口的方向推动,其中,水泥粉末布置在输送开口与输送柱塞之间料筒的内部空间中,其中,在输送柱塞的与输送开口面对的前侧布置有中空筒体,其中,该中空筒体在与输送开口面对的正面上开口并从输送柱塞的前侧向料筒的内部空间延伸至少3mm。
优选地可以设想输送柱塞相对于料筒的内部空间的内壁是紧的或密封的,特别是使用至少一个周向密封件密封。
根据本发明的设备优选地还设置用于储存水泥粉末并且优选地还用于储存单体液体。
可以设想输送开口布置在料筒的前侧中。优选地在料筒的前侧布置有或已经布置有限定输送开口的输送管道。
中空筒体布置在料筒的内部空间中。
中空筒体从输送柱塞沿料筒的前侧的方向并因此在料筒的内部空间中延伸的事实意味着,通过中空筒体在料筒的内部空间中限定了死体积。由于料筒的内部空间中保留了死体积,输送开口与输送柱塞之间保留了一定体积,当中空筒体压靠在料筒的内部空间的前侧上并且输送柱塞由此不能沿输送开口的方向进一步前移时,该体积被填充有水泥粉末与单体液体的混合物。
料筒、输送柱塞和中空筒体优选特别是使用注塑(注射模制)方法由热塑性材料制造。
料筒的内部空间具有筒形的几何形状。筒形形状是可用以形成料筒的内部空间的最简单形状。筒形形状在几何上应理解为指具有任何期望底面区域的大体筒的形状,即不仅仅是具有圆形底面区域的筒体。因此,料筒的内部空间的内壁可通过具有任何期望底面区域、特别是具有不同底面区域—即也具有不是圆形或非圆的底面区域的筒体的筒体包络线来形成。然而,根据本发明,具有旋转对称且特别是圆形底面区域的筒形几何形状对于该内部空间而言是优选的,因为这最容易制造。
输送柱塞的前侧优选除了中空筒体之外是平坦的。
在根据本发明的设备中,可设想中空筒体的其外周面与料筒的内部空间的内壁间隔开最多0.5mm,优选地与料筒的内部空间的内壁间隔开最多0.1mm。
这确保了没有水泥粉末或仅少量对于单体液体而言难以到达并且将妨碍输送柱塞的移动的水泥粉末位于料筒的内部空间的内壁与中空筒体的外周面之间。
也可设想中空筒体至少在多个部位搁靠在料筒的内部空间的内壁上,优选以其外周面抵靠料筒的内部空间的内壁。
这确保了料筒的内部空间的内壁与中空筒体的外周面之间没有对于单体液体而言难以到达并且将妨碍输送柱塞的移动的水泥粉末。
还可设想,当中空筒体的正面搁靠在料筒的内部空间的前侧上时,该中空筒体阻止输送柱塞沿料筒的前侧的方向进一步移动,从而使输送柱塞与料筒的内部空间的前侧间隔开并且在料筒的内部空间中保留了死体积。
因此,确保了在中空筒体中围出的死体积在料筒中保留了所生产的骨水泥膏团的残留物,该残留物是不良地混合的或者在挤出过程结束时由于单体液体继续流入料筒的内部空间而具有变化的稠度。
此外,可设想中空筒体具有至少一个槽,优选至少一个平行于中空筒体的筒体轴线延伸的槽,特别优选至少一个从前侧到达输送柱塞的槽。
这样,中空筒体的配合可以更容易地适配于料筒的内壁,并且降低了输送柱塞的移动被中空筒体阻止的风险。作为平行于中空筒体的筒体轴线的路线的一个替代方案,所述至少一个槽也可呈螺旋形式在中空筒体的壁中延伸。
也可设想从输送柱塞的后侧到输送柱塞的前侧在输送柱塞中设置用于将单体液体引入料筒的内部空间的至少一个连接部,其中,该至少一个连接部可渗透单体液体和气体并且不可渗透水泥粉末,其中,该至少一个连接部从输送柱塞通入中空筒体内,或经中空筒体中的管线在中空筒体的正面通入料筒的内部空间内。
这样,单体液体在经过直通部并且在中空筒体内进入水泥粉末中时首先必须流经中空筒体内的水泥粉末,并且不能流经料筒的内壁处的水泥粉末并且由此到达输送开口处。当单体液体经中空筒体中的管线进入料筒的内部空间时,它在更靠近料筒的内部空间的中间的区域中流动,使得单体液体在此也可以沿输送柱塞的方向摊开并且更好地分布。通向料筒的内部空间的管线的嘴优选位于中空筒体的内周面的区域中。这样,确保了单体液体不能沿最短路径流到料筒的内部空间的内壁。所有这些措施都用于确保所生产的骨水泥膏团和从设备输送的骨水泥膏团更均匀,并且没有或尽可能少的单体液体被截留在骨水泥膏团中。
本发明的又一开发方案提出水泥粉末被容纳于、特别是被压入料筒的内部空间的由中空筒体围出的部分中。
由此可知,死体积将针对中空圆筒所围出的部分中的骨水泥膏体形成,其中没有别的东西。
此外,优选可以设想料筒的内部空间的由中空筒体限定的部分的大小为至少1cm3,优选至少3cm3。
这样,确保了围出的死体积足够大,以容纳在混合过程结束时出现的不同稠度的骨水泥膏团的残量,该残量不会被使用该设备输送和施加。这些死体积足以将可能在输送柱塞的区域中在料筒的内部空间中产生的骨水泥膏团的未完全混合的部分保持在料筒的内部空间中。由此,可以防止不可使用的不同组分和因此不同稠度的不良地混合的骨水泥膏团在输送过程结束时被输送。
根据本发明的又一优选开发方案,可以设想中空筒体从输送柱塞的前侧向料筒的内部空间中延伸至少5mm,优选向料筒的内部空间中延伸至少7.5mm,特别优选向料筒的内部空间中延伸至少10mm。
因此,一方面,由中空筒体围出的区域中的死体积增加,另一方面,水泥粉末与料筒的内壁之间的边界面的距离增加,在该距离上,在单体液体能够沿料筒的内壁流经已经出现的水泥粉末或骨水泥膏团的风险出现之前该单体液体必须移动通过水泥粉末。
此外,可以设想中空筒体的壁厚总计为至少1mm,优选至少1.5mm,特别优选至少2mm。
该措施还用于拉长单体液体在到达料筒的内壁之前行进的距离并由此实现所生产的骨水泥膏团的更大均匀性。另外,这样引起优选由塑料组成的中空筒体的充分稳定性,使得其在挤出过程结束时不会变形或过度变形。
此外,在本发明的一个也适于储存单体液体并因此提供完全预装系统的特别优选的实施例中,可以设想,该设备具有一托座(容器,承接部),单体液体、特别是容纳单体液体的单体液体容器被容纳于该托座中,其中料筒的后侧(背面)与该托座的前侧连接,优选地以料筒的内部空间与该托座的内部空间对齐的方式连接。
这样,该设备还适用于储存单体液体并且用于将单体液体与设备内的水泥粉末混合。因此,该设备是完全预装的注水泥系统。料筒和托座的对齐的内部空间确保了,首先传递柱塞可通过作用在该传递柱塞的后侧上的压力移动,然后该传递柱塞可用于通过沿输送开口的方向连同输送柱塞一起进一步推动该传递柱塞来驱动输送柱塞。
该托座优选地由热塑性材料制成,特别是使用注塑方法制成。
这样,该设备可被经济地制造为卫生的一次性产品。
在根据本发明的设备—其中单体液体布置在设备内的单体液体容器中,可以设想单体液体容器为玻璃安瓿、塑料安瓿、塑料膜安瓿或铝/塑复合物袋。这种单体液体容器可以储存单体液体特别长的时间。
在具有托座的设备中,还可以设想托座的内部空间和料筒的内部空间经由可渗透单体液体和气体但不可渗透水泥粉末的连接部连接在一起。
这样,确保了水泥粉末不会经该连接部渗透到托座的内部空间,在其中过早与单体液体反应,这则防止了单体液体转移到料筒的内部空间。该连接部特别优选布置在输送柱塞中。
还可以设想,托座具有筒形内部空间,单体液体、特别是容纳单体液体的单体液体容器布置在该内部空间中。
托座的内部空间具有筒形几何形状。这里,同样,筒形形状是可用以形成托座的内部空间的最简单形状。筒形形状在几何上应理解为指具有任何期望底面区域的大体筒形的形状,即不仅仅是具有圆形底面区域的筒体。
此外,可以设想,在托座中布置有可沿托座的纵向方向移动的传递柱塞,该传递柱塞可从托座的后侧沿着前侧的方向前移,其中在传递柱塞与输送柱塞之间布置有单体液体、特别是容纳单体液体的单体液体容器。托座的后侧与托座的前侧相对。
这样,提供了完全预装的注水泥系统,骨水泥膏团的所有起始组分、也即单体液体和水泥粉末被容纳于该系统中并且还可被储存。
除了可能存在的任何通气开口(参见下文)之外,传递柱塞在托座的后侧上液密地封闭该托座。
在这种情况下,可以设想,在传递柱塞的前侧上布置有至少一个突出点、边缘和/或切割边缘,以破坏单体液体容器。
通过在预定、空间上限定的位置施加限定的力,该位置的压力可在等同的力下升高,并且这样可以实现单体液体的限定破坏。这样,更容易重复破坏式打开单体液体容器的操作。
在具有传递柱塞的根据本发明的设备中,可以替代地或附加地设想,托座内的单体液体容器将通过传递柱塞沿托座的前侧的方向的移动而被开启,优选地裂开或撕开。
这样,确保了单体液体容器可通过传递柱塞的轴向线性移动而被开启。由此可使用具有仅一个作为轴向线性驱动器的杆的挤出设备来开启单体液体容器以及将单体液体压入料筒中并且还从料筒挤出骨水泥膏团。
在本发明的又一开发方案中,可以设想在托座的壁中布置至少一个通气开口,该通气开口将托座的内部空间与周围环境连接。
这样,可使用消毒气体将托座的内部空间消毒。
在这种情况下,可以设想所述至少一个通气开口因此靠近传递柱塞布置,使得在单体液体被容纳于其中并且布置于托座中的单体液体容器通过传递柱塞的移动被开启之前,该通气开口通过传递柱塞朝向托座的前侧的移动被封闭。
这样,当在单体液体容器通过传递柱塞的运动而被开启—即例如被托座的内部空间的传递柱塞压碎、破碎或撕开—之前所述至少一个通气开口通过传递柱塞朝向托座的前侧移动而被封闭时,单体液体不能从托座的内部空间泄漏。
优选地可以设想,托座和料筒通过管状容器形成一个部件(形成一体)。
该结构是最简单和可最经济地实现的结构。
还可以设想,在设备的后侧上布置有用于紧固挤出设备的紧固装置,输送柱塞可由被紧固的挤出设备沿输送开口的方向推动。
该设备可通过可前移的杆连接并与其一起紧固到挤出设备上。
可以设想水泥粉末搁靠在输送柱塞的前侧上,特别是其整个表面上,其中,水泥粉末优选地被压入料筒的内部空间中。
这防止了相对大量的被夹杂气体残留在料筒中,在单体液体与水泥粉末混合时该残留可能导致在骨水泥膏团中夹杂气体。对于密集包装或优选被压紧的水泥粉末不会发生这种情况,因为单体液体很好地润湿水泥粉末的颗粒,并且单体液体的表面张力然后不允许水泥粉末的颗粒之间的任何气体夹杂物,或至少任何不相关的夹杂气体。
此外,可以设想,输送开口在其前侧上通过封闭件封闭、特别是通过插塞封闭,其中,当输送开口开启时骨水泥膏团可经输送开口从料筒被挤出,并且其中,封闭件优选地可渗透气体并且不可渗透水泥粉末。
这样,料筒可容易地用来储存水泥粉末。封闭件可被打开。如果该封闭件可渗透气体并且不可渗透水泥粉末,则可通过经封闭件排空料筒的内部空间,并用诸如环氧乙烷的消毒气体进行冲洗来将料筒的内部空间和水泥粉末消毒。
优选地,该封闭件是可渗透气体并且不可渗透水泥粉末的过滤器,特别是多孔过滤器。
在具有封闭件的设备中,可以设想,封闭件在与料筒的内部空间面对的后侧上具有缺口(凹陷部),水泥粉末的最前部部分(最初部分)被容纳于该缺口中。
这样,实现了可使用封闭件除去被容纳于缺口中的骨水泥膏团的前部部分。单体液体最终在从后侧被压入水泥粉末中时到达该部分中。这样,骨水泥膏团的没有被彻底混合的部分因而可使用封闭件除去。
封闭件优选地与输送柱塞一起形成料筒封闭系统,该料筒封闭系统可通过沿输送开口的方向施加在输送柱塞上的轴向压力被开启。
此外,可以设想在料筒的前侧上布置输送管道,其中,骨水泥膏团可经输送开口挤出。
这样,该设备可容易地用于向难以接近的部位施加骨水泥膏团。
为此还可以设想,料筒的内部空间中的水泥粉末的水泥颗粒之间的空隙的体积相对于水泥粉末的总体积在22体积%至40体积%的范围内。水泥粉末的总体积优选地与由输送柱塞限定并且由料筒的前侧的输送开口中的封闭件限定的料筒的内部空间的容积一致。
根据本发明的优选设备的特征也可以在于,料筒的内部空间的截面积总计为最多16cm2,优选地最多5cm2。
同样还可以设想,料筒的内径小于50mm,优选地小于20mm。
小的内径使得筒的内部空间的截面如此小,以至于即使在骨水泥膏团的流动方向上设置有其它妨碍流动的管线如软管、施加管或静态混合器,粘的骨水泥膏团也可借助于手动挤出设备从料筒被挤出。
可进一步设想,设备中的单体液体的体积、特别是设备中的单体液体容器中的单体液体的体积至少与料筒中的水泥粉末颗粒之间的空气填充空隙的体积一样大,优选地至少与料筒的内部空间与单体液体被容纳于其中的托座的内部空间之间的液体管线的体积加上料筒中的水泥粉末颗粒之间的空气填充空隙的体积一样大。
这样,可确保所有水泥粉末可由单体液体润湿并且由此产生均质的骨水泥膏团。
可进一步设想,中空筒体与输送柱塞或与输送柱塞的搁靠在料筒的内壁上的部分形成一个部件。
这样,中空筒体和输送柱塞被用作一体式构件,因此降低了生产成本。设备的部件(料筒、中空筒体、输送柱塞)可通过注塑由塑料制成。
通过本发明解决的目的还通过一种用于生产骨水泥膏团、特别是膏状的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥膏团的方法来实现,其中,骨水泥膏团使用根据前述权利要求中任一项所述的设备由水泥粉末和单体液体生产,该方法的特征在于以下顺序的步骤:
a)将设备插入挤出设备中,该挤出设备具有可轴向前移的杆,并且将单体液体压入料筒的内部空间,使得单体液体与水泥粉末混合,其中,单体液体在到达料筒的内壁之前在中空筒体周围流动,
b)利用杆使输送柱塞沿料筒的输送开口的方向前移,其中,由来自料筒的水泥粉末和单体液体组成的混合物通过输送柱塞的移动而作为骨水泥膏团被从设备排出,以及
c)中空筒体的正面与料筒的内部空间的前侧相遇(交汇),其中,输送柱塞沿输送开口的方向的进一步移动被中空筒体阻止,并且残余量的水泥粉末与单体液体的混合物残留在料筒的内部空间的由中空筒体限定的部分中。
这里可以设想,在步骤a)中,经输送柱塞中的不可渗透水泥粉末但可渗透气体和单体液体的至少一个连接部将单体液体压入料筒中,或经该连接部或中空筒体中的至少一条管线通过利用挤出设备的杆驱动的传递柱塞的移动而被压入料筒中。
这样,确保了单体液体的流动方向与用以从料筒排出骨水泥膏团的输送柱塞的移动方向相同。这具有单个单向驱动器既可用于压入单体液体又可用于挤出骨水泥膏团的优点。这样,常规挤出设备如手动料筒枪可用于根据本发明的方法。
可进一步设想,在步骤a)中,首先将该设备插入挤出设备中,然后利用杆使传递柱塞沿料筒的方向前移,该传递柱塞在布置于料筒的后侧上的托座中可移动地安装在该托座内,其中,通过传递柱塞的移动,其中容纳了单体液体的单体液体容器开启,并且单体液体被从托座压出并进入料筒中,其中,水泥粉末与料筒的内部空间中的单体液体混合。
这样,该方法也适合于起始组分的前期储存。该方法由此可使用紧凑的完全预装注水泥系统在任何时间使用。
在这种情况下,可以设想,在传递柱塞前移时,裂开或撕开或爆开的单体液体容器被一起推动,同时气体经连接部从托座被推入料筒中并被向外推动通过料筒中的水泥粉末。
此外,可以设想,在步骤b)中,料筒的前侧的输送开口中的封闭件、特别是多孔过滤器通过作用在水泥粉末与单体液体的混合物上的压力被移动或推出,其中,优选然后从输送开口移除封闭件,并且特别优选此后将施加管或输送管道延伸部紧固在料筒的前侧上。
这可防止容纳于料筒中的水泥粉末能够从料筒滴出或该粉末被从外部污染。同时,可使用诸如环氧乙烷的消毒气体将料筒的内含物消毒。
本发明基于以下出乎意料的发现:利用输送柱塞的前侧的中空筒体,在单体液体到达料筒的内壁之前可以引导或允许单体液体在被压入料筒的内部空间中的水泥粉末中时以更大的距离流经水泥粉末,并且由此可防止或减少单体液体泡沫的形成或单体液体夹杂在所形成的骨水泥膏团中。这样,生产了更均质的骨水泥膏团。此外,已经发现,通过将少量在料筒中出现的水泥粉末与单体液体的混合物的残留物保持在料筒的内部空间中,在挤出过程结束时不可能输送不同稠度的骨水泥膏团,因为残留的骨水泥膏团被保持在料筒中并且输送开口被封闭。
根据本发明的优选设备在其作为完全预装注水泥系统的又一开发方案中具有以下显著优点:骨水泥膏团的两种起始组分被储存在封闭的注水泥系统中,并且起始组分的混合在封闭的设备中进行。这意味着设备不必由用户填充。医疗用户不会与骨水泥的各种起始组分发生接触。气味滋扰由此保持最小。该设备的一个特定优点还在于以下事实:单体液体单纯通过使手动挤出设备的杆向前移动而被压入水泥粉末中。在这种情况下,水泥粉末颗粒之间存在的空气被单体液体驱替。不需要使用混合叶片的混合杆进行手动混合就可产生均质的骨水泥膏团。这意味着不再需要容易出错的手动混合。设备的操作被最大限度地简化。该系统是随时可用的系统。
根据本发明的设备和方法的优点基本上基于以下事实:以这样的方式利用手动操作的挤出设备的本身已知的直线向前移动,即,通过杆的直线向前移动的力的连续作用,首先开启单体液体容器,然后压缩单体液体容器,借此单体液体从单体液体容器离开并且被压入密实的水泥粉末中,其中,水泥粉末颗粒之间存在的空气通过压入的单体液体移位,并且在通过单体液体润湿水泥粉末颗粒之后,产生了骨水泥膏团。这一点的先决条件是水泥粉末的使用,该水泥粉末是这样的,即它非常容易被单体液体润湿并且能够通过毛细作用来吸收后者。
该设备可被用作卫生的一次性产品,因为它可在很大程度上由塑料制成并且因为所有包括内部空间的部件和水泥粉末都可借助于环氧乙烷消毒。
根据本发明的设备的特征在于,如果在料筒头部的方向上或在料筒的前侧的方向上在输送柱塞上安装有具有至少3.0mm的轴向高度和至少1.0mm的壁厚的中空筒体,则有效地防止了挤出的水泥膏团中出现单体泡沫。这样,当中空筒体内位于输送柱塞的前侧的单体液体被引入或压入料筒的内部空间内的水泥粉末中时,该单体液体在中空筒体内至少在4.0mm的距离上被引入水泥粉末中。这有效地防止了单体液体的一部分在单体液体的压入期间在所形成的水泥膏团或水泥粉末与料筒壁之间移动并形成单体泡沫。
根据本发明的用于储存、混合和输送聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的设备的一个示例例如可以具有:
a)中空筒形容器,其具有布置在料筒的端部处以用于与挤出设备连接的连接元件;
b)料筒头部,其在前侧终止中空筒形容器,其中,在该料筒头部中作为输送开口布置有用于容纳输送管道的直通部,其中,至少一个直通部使料筒头部的外侧以可渗透气体的方式与料筒头部的内侧连接,
c)输送管道,
d)封闭件,其可在料筒头部中轴向移动并且可渗透气体但不可渗透粉末颗粒,其中,该封闭件具有直通部,该直通部从底部延伸到顶部并且在顶部以可渗透液体的方式与输送管道连接,
e)传递柱塞,其可轴向移动地布置在容器中并且以不可渗透液体的方式封闭料筒底部,
f)输送柱塞,其以可在封闭件与传递柱塞之间轴向移动的方式布置在容器中,其中,该输送柱塞具有位于两个端面之间的至少一个可渗透液体并且不可渗透粉末颗粒的连接部,
g)至少一个单体液体容器,其在输送柱塞与传递柱塞之间布置在该容器中,
h)内部空间(料筒的内部空间),水泥粉末布置在该内部空间中,其中,该内部空间由容器的内壁、封闭件和输送柱塞限定,其中
i)在输送柱塞上在与料筒头部面对的端面处布置有中空筒体,其外周向表面搁靠在料筒内壁上,其中,该中空筒体具有至少3.0mm、优选至少5.0mm的在轴向上的高度和至少1.0mm的壁厚。
在这种情况下,该容器包括作为容器的前部部分的所述料筒和作为容器的后部部分的所述托座,水泥粉末布置在该料筒中,单体液体容器布置在该托座中。
根据本发明的方法可以例如使用用于将水泥粉末与单体液体混合的示例性设备来实施,从而形成骨水泥膏团,该方法具有以下相继的步骤:
a)将挤出设备与容器的连接元件连接;
b)使挤出设备的杆前移;
c)使传递柱塞沿料筒头部的方向移位;
d)使所述至少一个单体液体容器在输送柱塞与传递柱塞之间被压缩;
e)爆开或撕开单体液体容器;
f)将爆开或撕开的单体液体容器推拢,并将空气从托座的内部空间排出,利用传递柱塞经输送柱塞的至少一个连接部将单体液体排出到料筒的内部空间中的水泥粉末中;
g)将单体液体容器进一步推拢,并利用传递柱塞经输送柱塞中的可渗透液体的连接部排出单体液体,并且将单体液体经中空筒体引入料筒的内部空间中的水泥粉末中,
h)将单体液体分散在水泥粉末中,同时从水泥粉末颗粒之间的空隙驱替空气;
i)利用单体液体润湿水泥粉末;
j)经可渗透气体的封闭件从水泥粉末排出空气,
k)通过单体液体使水泥粉末颗粒膨胀,并且通过催化剂与引发剂的反应来引发单体液体的自由基聚合;
l)由水泥粉末和单体液体形成骨水泥膏团;
m)通过被沿料筒头部的方向轴向地挤压的骨水泥膏团轴向施加压力来开启输送开口中的封闭件;
n)由于输送柱塞和传递柱塞的向前移动而经输送开口挤出骨水泥膏团;以及
o)使输送柱塞沿料筒头部的方向轴向移动,直至中空筒体与料筒头部相遇并阻止输送柱塞的进一步移动。
当中空筒体阻止输送柱塞的进一步移动时,混合物或骨水泥膏团的残留物留在料筒的内部空间中由中空筒体限定的空间中。
该方法的一个示例性变型的特征在于包括下列步骤,这些步骤在上述方法的步骤l)之后:
l1)从输送开口排出封闭件,以及
k2)使封闭件从输送开口或输送管道掉出。
附图说明
下面将参考九个示意性描述的附图来说明本发明的又一些示例性实施例,但不由此限制本发明。在附图中:
图1示出用于储存和混合单体液体和水泥粉末的根据本发明的示例性设备的示意性截面图;
图2示出根据图1的设备的示意性侧视图;
图3示出连接了挤出设备的根据图1和2的设备的上下示出的四幅示意性截面图,以示出根据本发明的方法的次序;
图4示出贯穿具有前移的多孔过滤器的根据图1至3的本发明的设备的前部部分的、形式为放大的细节的示意性截面图;
图5示出具有施加管和输送管道延伸部的根据本发明的设备的部件的示意性透视图;
图6示出根据图5的具有施加管和输送管道延伸部的设备的示意性透视截面图;
图7示出在单体液体的压入期间的根据图3的自顶部起的第二幅图的设备的、形式为放大的细节的示意性截面图;
图8示出在骨水泥膏团的向前挤压期间的根据图3的自顶部起的第三幅图的设备的、形式为放大的细节的示意性截面图;以及
图9示出在骨水泥膏团的输送期间的根据图3的自顶部起的最后一幅图的设备的、形式为放大的细节的示意性截面图。
具体实施方式
图1至9示出根据本发明的设备的图示。图1-3以及5和6示出根据本发明的示例性设备的各种示意性概图。图4和7-9示出贯穿根据本发明的设备的不同区域的形式为放大的细节的作为详图的示意性截面图。
根据本发明的设备主要包括塑料的管状容器,该管状容器形成作为前部(图1和2中在顶部,图3、4、7-9中在左侧,图5中在右上部,图6中在左下部)部分的具有筒形内部空间的料筒1,并且形成作为后部部分的托座2,该托座用于作为单体液体容器的玻璃安瓿3。代替玻璃安瓿3,也可直截了当地使用可裂开的塑料安瓿,或在变更小的情况下也可使用由金属涂覆塑料组成的可撕开的膜袋来代替玻璃安瓿3。
该设备的后侧在图1和2中处于底部,在图3的图示中处于右侧,在图5中处于左下侧,在图6中处于右上侧。在图1、3和6的截面图中容器的管状形状特别明显。料筒1的内部空间和托座2的内部空间两者都为具有圆形基部区域的筒形。在这方面,料筒1的内部空间的直径与托座2的内部空间的直径具有相同的大小并且是对齐的。具有托座2和料筒1的该容器优选地使用注塑技术由塑料制成。因此,托座2具有玻璃安瓿3已被放入其中的筒形内部空间。玻璃安瓿3容纳单体液体4。在图1中,设备被示出上下翻转,使得重力向上作用并且单体液体4集中在玻璃安瓿3的上部部分中。水泥粉末5已被倾倒到或优选地压入料筒1的内部空间中。单体液体4和水泥粉末5形成能使用该设备生产的PMMA骨水泥的起始组分。由于玻璃安瓿3,单体液体4能在托座2中并由此在该设备中储存很长时间。水泥粉末5同样能长时间储存在该设备中。该设备因此适合于储存作为PMMA骨水泥的骨水泥膏团的起始组分的单体液体4和水泥粉末5。然而,该设备还适合于并且设置用于由起始组分混合骨水泥膏团并用于输送所混合的骨水泥膏团。
在托座2中布置有塑料的传递柱塞6,该传递柱塞能在该托座2的筒形内部空间中沿纵向方向移动。该传递柱塞6布置在托座2的后侧区域中。玻璃安瓿3可使用传递柱塞6在托座2中被压缩并在该过程中碎裂,因为传递柱塞6沿前侧的方向、即沿料筒1的方向被推动。传递柱塞6在其前侧上具有刮片(刮擦件),使用该刮片从托座2的内壁刮去玻璃安瓿3的碎片。为此,这些刮片横向地搁靠在托座的内部空间的内壁上。
在料筒1的内部空间中在其后侧(图1和2中在底部,图3、4和7-9中在右侧)布置有塑料的输送柱塞7。在托座2的后侧设置有紧固装置8,可使用所述紧固装置将该托座2连接到挤出设备43(图1和2中不可见,但可参见图3)。紧固装置8优选适合并且设置用于形成卡口封闭件(卡销式封闭件)8。可从托座2的后侧自由接近的该传递柱塞6由此能利用挤出设备43沿料筒1的前侧的方向前移。
输送柱塞7在其前侧具有中空筒体9,该中空筒体用于延长单体液体4必须经水泥粉末流过直至其到达料筒1的内壁的距离。另外,中空筒体9用于将输送柱塞7与位于料筒1的内部空间的前侧的输送开口间隔开,并且当输送柱塞7或中空筒体9被最大限度地推靠在料筒1的内部空间的前侧上时在输送柱塞7与料筒1的内部空间的前侧之间形成死体积。在本例中,中空筒体9是旋转对称的并以管段的方式成形。然而,中空筒体9也可具有平行于中空筒体9的筒体轴线延伸的纵向切口。中空筒体9在前侧是平坦的。该中空筒体9在与输送开口面对的正面开口。
在托座2的内部空间中,设置有由泡沫形成的支承件12,该支承件用作运输保护装置并且用作玻璃安瓿3的冲击保护装置。这样,它可防止玻璃安瓿3在振动或冲击的情况下不经意地破裂。该泡沫且因此该支承件12是可渗透气体的。
料筒1和托座2作为共同的塑料部件一体地实施。托座2和料筒1经由输送柱塞7中的连接部14以可渗透单体液体4的方式连接在一起。贯穿输送柱塞7的该连接部14经由不可渗透水泥粉末5但可渗透单体液体4的多孔过滤器16通向料筒1的内部空间中。
在通向连接部14的口部处,在输送柱塞7中布置有过滤器18,通过该过滤器,玻璃安瓿3的碎片能被保持在后部。作为过滤器18的替代方案或作为过滤器18的附加方案,也可以设置筛网。
在托座2的壁中设置有多个通气开口20,可借助于诸如环氧乙烷的消毒气体经这些通气开口对托座2的内部空间消毒。支承件12同样可渗透气体并且因此不封闭通气开口20。通气开口20紧邻传递柱塞6布置,以使得当传递柱塞6沿料筒1的方向前移时,该传递柱塞6在通气开口20的直接前方被推动并且因此直接封闭通气开口20。这防止了当托座2中的玻璃安瓿3已开启时单体液体4能够经通气开口20逸出。
筒形的传递柱塞6具有与料筒2的内部空间的筒形几何形状匹配的外周,并且经由两个周向密封件26以液密方式相对于托座2的内壁密封。输送柱塞7同样经由两个周向密封件28以液密方式相对于料筒1的内壁密封。这些密封件26、28用于防止单体液体4或骨水泥逸出,由此防止对周围环境(手术室和用户)的污染。为此,密封件26、28可由橡胶组成。
料筒1的内部空间在前侧通向输送管道34,该输送管道限定料筒1的输送开口。输送管道34在其基部处具有外螺纹。在该输送管道34的内部布置有作为用于料筒1的封闭件的多孔过滤器36。该多孔过滤器36不可渗透水泥粉末5,但可渗透气体。在多孔过滤器36的后侧上设置有缺口37。水泥粉末5也被容纳于该缺口37中。罩帽38紧固在输送管道34的外螺纹处,其中,该罩帽38的前部部分填充有发泡聚苯乙烯或泡沫40。在罩帽38上设置有两个翼板42,使得该罩帽38能以翼形螺钉的方式被用手从输送管道34方便地旋下。罩帽38具有横向开口39。由于这种结构,可使用环氧乙烷对料筒1的内部空间和水泥粉末5消毒,这是因为罩帽38中的开口39、发泡聚苯乙烯或泡沫40、多孔过滤器36以及水泥粉末5的粉末颗粒之间的空隙可渗透空气。同时,当传递柱塞6被沿托座2的方向挤压时,空气可经水泥粉末5、多孔过滤器36、发泡聚苯乙烯或泡沫40以及罩帽38中的开口39从托座2排出。罩帽38连同发泡聚苯乙烯或泡沫40和多孔过滤器36一起形成用于料筒1的输送开口或用于输送管道34的封闭件。
水泥粉末5被封装在料筒1中,因为所有开口39和连接部14均借助于多孔过滤器16、36以不可渗透水泥粉末5的方式封闭。在这方面,料筒1的内含物可通过抽空并使用环氧乙烷冲洗而被消毒。这使得该设备还适合于水泥粉末5的长期储存。
除了该设备以外,图5和6还示出用于该设备的施加管66和输送管道70,其可作为代替罩帽38的相应替代物被旋到输送管道34上。为此,施加管66和输送管道70具有与输送管道34的外螺纹匹配的内螺纹。输送管道延伸部70可使用封闭件72封闭。封闭件72终止于手柄74中,当封闭件72位于输送管道延伸部70中时,可使用该手柄74将输送管道延伸部70手动旋拧到输送管道34上。另外,即使输送管道延伸部70被牢固地与输送管道34旋在一起,手柄74也可被容易地用于移除封闭输送管道延伸部70的与料筒1面对的侧面的封闭件72。
图3示出上下示出的根据图1和2的根据本发明的设备的四幅示意性截面图,以图示根据本发明的方法的次序。此外,图4示出了图3的第三幅图的放大细节,图7示出了图3的自顶部起的第二幅图的放大细节,图8示出了图3的自顶部起的第四幅图的放大细节,图9示出了图3的最底部图示的放大细节。
在方法开始时,该设备处于初始状态,并且也如图1中所示。在该状态下,该设备被插入挤出设备43—例如常规的可手动驱动的料筒枪中。该状况在图3的最顶部图示中被示出。挤出设备43包括可线性前移的杆44。仅示出挤出设备43的前部部分。该挤出设备43还包括用于手动驱动挤出设备43的杆44的手柄和摇臂(图中不可见),这与常规手动驱动的挤出设备的情况一样。所述设备利用紧固装置8紧固在挤出设备43上(见图3中最顶部的图示)。在杆44的末端处设置有平坦的盘(圆盘)46,以驱动传递柱塞6。当挤出设备43的杆44被推入托座2中时,该杆44与该盘46一起被推到传递柱塞6上。为此,挤出设备43经由配对的紧固装置48与托座2的后侧连接,使得盘46在杆44前移时推到传递柱塞6上并且使它沿料筒1的方向前移。为此,杆44被安装成可相对于轴承50而且由此相对于配对的紧固装置48并因此相对于托座2线性移动。
挤出设备43被操作,并且在该过程中杆44以及—借助于该杆44—传递柱塞6沿料筒1的方向前移。在传递柱塞6的移动开始时,后者封闭通气开口20。支承件12被压缩并且传递柱塞6与玻璃安瓿3的头部相遇。由于玻璃安瓿3在前侧搁靠在输送柱塞7上并且托座2的内部空间变得越来越小,所以玻璃安瓿3破裂。单体液体4从玻璃安瓿3离开并进入托座2的内部空间中。当水泥粉末5是干的、即尚未被单体液体4润湿时,输送柱塞7不能被推动或者不能被玻璃安瓿3沿多孔过滤器36的方向推动,因为干的水泥粉末5不能流动并且阻碍了输送柱塞7的移动。这种状况在图3中自顶部起的第二幅图中和图7中的放大细节图中被示出。来自托座2的残留空气从该设备经过滤器18、连接部14、多孔过滤器16、水泥粉末5的颗粒之间的空隙、多孔过滤器36、泡沫40被压出并且从罩帽38中的开口39出来。
最后,玻璃安瓿3的所有残留物都是小的碎片52,这些碎片被过滤器18保持并且保留在该管状容器中。单体液体4经过滤器18、连接部14和多孔过滤器16被压入水泥粉末5中,并且在其中开始与水泥粉末5反应,使得由混合物54形成骨水泥膏团54。在这种情况下,单体液体4不能直接从多孔过滤器16流出到料筒1的内壁,因为该内壁被中空筒体9完全或—在开槽的中空筒体9的情况下—大部分遮掩。这样,单体液体4被迫开辟经过水泥粉末5的路径。这样能防止单体液体气泡或单体液体蓄积,并且比在不使用中空筒体9的情况下混合成更均质的骨水泥膏团54。
单体液体4的量被选择为使得水泥粉末5被单体液体4润湿直至料筒1的最前点、即直至多孔过滤器36中的缺口37中。这种状况在图3中从顶部起的第三幅图中和根据图8的详图中被示出。只要已产生混合物54,多孔过滤器36就通过由于分配柱塞7上的压力而施加在混合物54上的压力被向前驱动,并且压缩泡沫40。当多孔过滤器36随后向前滑动时,用户可以透过罩帽38中的开口39从外部看到它。这种状况在图4中被详细示出。为此,多孔过滤器36优选地具有与泡沫40不同的颜色和/或亮度。例如,泡沫40可以是白色的,而多孔过滤器36是红色的。
在该状态下,罩帽38与多孔过滤器36和泡沫40一起被旋下,取而代之地,将形式为施加管66或形式为输送管道延伸部70的扩展输送开口旋拧到输送管道34上(还见图5和图6)。当罩帽38被旋下时,位于多孔过滤器38的缺口37中的混合物54或骨水泥膏团54的最前部部分与罩帽38和多孔过滤器36一起被除去。这样,骨水泥膏团54的可能被不良混合的部分被除去,并且因此实现了可利用的骨水泥膏团54的更大均质度。
通过使杆44进一步前移,布置在其前部的传递柱塞6、碎玻璃52和输送柱塞7被驱动。骨水泥膏团54于是经由施加管66从料筒1被输送。为此,输送柱塞7利用杆44沿输送管道34的方向前移(在这方面还参见图3中自顶部起的第四幅图和图9的详图)。骨水泥膏团54从料筒1的内部空间经输送管道34和施加管66排出,并且可以在此被施加或理论上用于进一步处理。
最后,中空筒体9与料筒头部或料筒1的内部空间的前侧相遇。由于输送柱塞7在挤出过程结束时被阻止,所以可能发生来自玻璃安瓿3的碎玻璃和碎片52被作用在所述碎玻璃和碎片52上的升高的压力进一步压缩,并且在该过程中单体液体4的又一些残留物从输送柱塞7与传递柱塞6之间的空隙被压出而进入料筒1的前部部分中。这可能引起骨水泥膏团54的组分的变化,因为混合物54中的液态单体液体4的比例增加。当骨水泥膏团54已经在很大程度上起反应时,也可能发生单体液体4强行从骨水泥膏团54通过。中空筒体9具有3mm、优选地5mm或更大的高度,从而通过由此形成的距离确保了当输送柱塞7已被手动驱动的挤出设备43尽可能向前挤压时,该输送柱塞7的前侧与料筒1的内部空间的前侧间隔开。这在料筒1的内部空间中并且具体而言在由中空筒体9限定的区域中形成了无法从料筒1经输送开口和输送管道34排出的死体积。
骨水泥膏团54的可选地含有过大比例的单体液体4的部分此时位于该死体积中。即使随后继续施加更大压力,也无法从死体积将更多骨水泥膏团54从设备挤出。这种结构确保了由于可变的组分而具有不同稠度的骨水泥膏团不能使用该设备施加。
开口39还用作可视标记,当设备随时可用时可以借助于该视觉标记进行识别。当多孔过滤器36由于骨水泥膏团54的压力而被向前推动并且在该过程中压缩罩帽38中的发泡聚苯乙烯40时,多孔过滤器36变得透过开口39可见。这允许用户识别出骨水泥膏团54以充分混合状态存在于料筒1中并且因此随时可用。此时,用户可以旋下带有多孔过滤器36的罩帽38,并将施加管66或输送管道延伸部70旋拧到输送管道34上。然后可利用杆44经由传递柱塞6驱动输送柱塞7,并且由此经施加管66或输送管道延伸部70从料筒1排出骨水泥膏团54。
以上描述以及权利要求、附图和示例性实施例中公开的本发明的特征可以单独地和以任何期望的组合来以各种实施例来实现本发明的本质。
附图标记列表
1 料筒
2 托座
3 安瓿
4 单体液体
5 水泥粉末
6 传递柱塞
7 输送柱塞
8 紧固装置/卡口封闭件
9 中空筒体
12 支承件
14 连接部
16 多孔过滤器
18 过滤器
20 通气开口
26 密封件
28 密封件
34 输送管道
36 多孔过滤器
37 缺口
38 罩帽
39 开口
40 泡沫
42 翼板
43 挤出设备/料筒枪
44 杆
46 盘
48 配对的紧固装置/卡口封闭件
50 轴承
52 碎片
54 骨水泥膏团/混合物
66 施加管
70 输送管道延伸部
72 封闭件
74 手柄
Claims (41)
1.一种用于从作为骨水泥膏团(54)的起始组分的单体液体(4)和水泥粉末(5)生产骨水泥膏团(54)并且用于输送所混合的骨水泥膏团(54)的设备,所述设备具有:
料筒(1),该料筒具有筒形内部空间,其中所述料筒(1)的内部空间在前侧除了用于排出骨水泥膏团(54)的输送开口之外是封闭的,其中在所述料筒(1)的内部空间中布置有能被沿所述输送开口的方向推动的输送柱塞(7),其中所述水泥粉末(5)布置在在所述输送开口与所述输送柱塞(7)之间的所述料筒(1)的内部空间中,其中
在所述输送柱塞(7)的与所述输送开口面对的前侧布置有中空筒体(9),其中该中空筒体(9)在与所述输送开口面对的前表面开口,并且从所述输送柱塞(7)的前侧向所述料筒(1)的内部空间中延伸至少3mm,
其中,在所述输送柱塞(7)中设置有从所述输送柱塞(7)的后侧到所述输送柱塞(7)的前侧的至少一个连接部(14),以用于将所述单体液体(4)引入所述料筒(1)的内部空间中,其中所述至少一个连接部(14)能渗透单体液体(4)和气体并且不能渗透水泥粉末(5),其中所述至少一个连接部(14)从所述输送柱塞(7)通向所述中空筒体(9)的内部,或经所述中空筒体(9)的前表面上的所述中空筒体(9)中的管线通向所述料筒(1)的内部空间中。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)的外周面与所述料筒(1)的内部空间的内壁间隔开最多0.5mm。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)的外周面与所述料筒(1)的内部空间的内壁间隔开最多0.1mm。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)至少在多个部位搁靠在所述料筒(1)的内部空间的内壁上。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)以该中空筒体的外周面抵靠所述料筒(1)的内部空间的内壁。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
当所述中空筒体(9)的前表面搁靠在所述料筒(1)的内部空间的前侧上时,所述中空筒体(9)阻止所述输送柱塞(7)沿所述料筒(1)的前侧的方向进一步移动,使得所述输送柱塞(7)与所述料筒(1)的内部空间的前侧间隔开,并且在所述料筒(1)的内部空间中保留了死体积。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)具有至少一个槽。
8.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,
所述至少一个槽平行于所述中空筒体(9)的筒体轴线延伸。
9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,
所述至少一个槽从所述前侧到达所述输送柱塞(7)。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
水泥粉末(5)被容纳在所述料筒(1)的内部空间的被所述中空筒体(9)围出的部分中。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
水泥粉末(5)被压入所述料筒(1)的内部空间的被所述中空筒体(9)围出的部分中。
12.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述料筒(1)的内部空间的被所述中空筒体(9)限定的部分具有大小为至少1cm3的体积。
13.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)从所述输送柱塞(7)的前侧向所述料筒(1)的内部空间中延伸至少5mm。
14.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)从所述输送柱塞(7)的前侧向所述料筒(1)的内部空间中延伸至少10mm。
15.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)的壁厚为至少1mm。
16.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)的壁厚为至少2mm。
17.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
该设备具有托座(2),所述单体液体(4)被容纳于所述托座中,其中所述料筒(1)的后侧与所述托座(2)的前侧连接。
18.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
该设备具有托座(2),容纳所述单体液体(4)的单体液体容器(3)被容纳于所述托座中,其中所述料筒(1)的后侧与所述托座(2)的前侧连接。
19.根据权利要求17所述的设备,其特征在于,
所述料筒(1)的后侧与所述托座(2)的前侧以使所述料筒(1)的内部空间与所述托座(2)的内部空间对齐的方式连接。
20.根据权利要求17所述的设备,其特征在于,
所述托座(2)的内部空间和所述料筒(1)的内部空间通过所述连接部(14)连接在一起。
21.根据权利要求20所述的设备,其特征在于,
所述托座(2)具有所述单体液体(4)布置在其中的筒形的内部空间。
22.根据权利要求20所述的设备,其特征在于,
所述托座(2)具有容纳所述单体液体(4)的单体液体容器(3)布置在其中的筒形的内部空间。
23.根据权利要求17所述的设备,其特征在于,
在所述托座(2)中布置有能沿所述托座(2)的纵向方向移动的传递柱塞(6),该传递柱塞(6)能从所述托座(2)的与所述托座(2)的前侧相对的后侧沿所述托座(2)的前侧的方向前移,其中所述单体液体(4)布置在所述传递柱塞(6)与所述输送柱塞(7)之间。
24.根据权利要求18所述的设备,其特征在于,
在所述托座(2)中布置有能沿所述托座(2)的纵向方向移动的传递柱塞(6),该传递柱塞(6)能从所述托座(2)的与所述托座(2)的前侧相对的后侧沿所述托座(2)的前侧的方向前移,其中所述单体液体容器(3)布置在所述传递柱塞(6)与所述输送柱塞(7)之间。
25.根据权利要求23所述的设备,其特征在于,
在所述托座(2)的壁中布置有至少一个通气开口(20),该通气开口将所述托座(2)的内部空间与周围环境连接。
26.根据权利要求25所述的设备,其特征在于,
所述至少一个通气开口(20)布置成靠近所述传递柱塞(6),以便在所述单体液体(4)被容纳于其中并且布置在所述托座(2)中的单体液体容器(3)通过所述传递柱塞(6)的移动被开启之前,该通气开口通过所述传递柱塞(6)沿所述托座(2)的前侧的方向的移动被封闭。
27.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
在该设备的后侧上布置有用于紧固挤出设备(43)的紧固装置(8),通过被紧固的该挤出设备(43)能将所述输送柱塞(7)沿所述输送开口的方向推动。
28.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述输送开口在该输送开口的前侧通过封闭件(36)封闭,其中当所述输送开口开启时,所述骨水泥膏团(54)能通过所述输送开口从所述料筒(1)挤出。
29.根据权利要求28所述的设备,其特征在于,
所述输送开口在该输送开口的前侧通过插塞(36)封闭。
30.根据权利要求28所述的设备,其特征在于,
所述封闭件(36)能渗透气体并且不能渗透所述水泥粉末(5)。
31.根据权利要求28所述的设备,其特征在于,
所述封闭件(36)在与所述料筒(1)的内部空间面对的后侧上具有缺口(37),所述水泥粉末(5)的最前部部分被容纳于所述缺口中。
32.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
在所述料筒(1)的前侧上布置有输送管道(34),其中所述骨水泥膏团(54)能通过所述输送管道(34)挤出。
33.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述料筒(1)的内部空间的截面积最大为16cm2。
34.根据权利要求1-5中任一项所述的设备,其特征在于,
所述中空筒体(9)与所述输送柱塞(7)或与所述输送柱塞(7)的搁靠在所述料筒(1)的内壁上的部分形成一个部件。
35.一种用于生产骨水泥膏团(54)的方法,其中所述骨水泥膏团(54)使用根据前述权利要求中任一项所述的设备由水泥粉末(5)和单体液体(4)制成,其特征在于,该方法包括以下顺序的步骤:
a)将所述设备插入挤出设备(43)中,所述挤出设备(43)具有能轴向前移的杆(44),并且将所述单体液体(4)推入所述料筒(1)的内部空间中,以使得所述单体液体(4)与所述水泥粉末(5)混合,其中所述单体液体(4)在到达所述料筒(1)的内壁之前在所述中空筒体(9)的周围流动,
b)利用所述杆(44)使所述输送柱塞(7)沿所述料筒(1)的输送开口的方向前移,其中通过所述输送柱塞(7)的移动将来自所述料筒(1)的由所述水泥粉末(5)和所述单体液体(4)组成的混合物作为骨水泥膏团(54)从所述设备排出,以及
c)所述中空筒体(9)的前表面与所述料筒(1)的内部空间的前侧相遇,其中所述输送柱塞(7)沿所述输送开口的方向的进一步移动被所述中空筒体(9)阻止,并且所述水泥粉末(5)与所述单体液体(4)的混合物的残余量保留在所述料筒(1)的内部空间的由所述中空筒体(9)限定的部分中。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于,
在步骤a)中,经所述输送柱塞(7)中的不能渗透所述水泥粉末(5)但能渗透气体和所述单体液体(4)的至少一个连接部(14)将所述单体液体(4)压入所述料筒(1)中,或者经所述连接部(14)和所述中空筒体(9)中的至少一条管线将所述单体液体压入所述料筒(1)中。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,
通过传递柱塞(6)的移动将所述单体液体(4)压入所述料筒(1)中,该传递柱塞被所述挤出设备(43)的杆(44)驱动。
38.根据权利要求35或36所述的方法,其特征在于,
在步骤a)中,首先将所述设备插入所述挤出设备(43)中,然后利用所述杆(44)使传递柱塞(6)沿所述料筒(1)的方向前移,该传递柱塞在布置于所述料筒(1)的后侧上的托座(2)的后侧以可移动的方式安装在所述托座(2)内,其中通过所述传递柱塞(6)的移动,单体液体容器(3)被开启,该单体液体容器中容纳了所述单体液体(4),并且所述单体液体(4)被从所述托座(2)压出并进入所述料筒(1)中,其中所述水泥粉末(5)在所述料筒(1)的内部空间中与所述单体液体(4)混合。
39.根据权利要求35或36所述的方法,其特征在于,
在步骤b)中,通过作用在所述水泥粉末(5)与所述单体液体(4)的混合物(54)上的压力来移动或推出位于所述料筒(1)的前侧的输送开口中的封闭件(36)。
40.根据权利要求39所述的方法,其特征在于,
所述封闭件是多孔过滤器(36)。
41.根据权利要求39所述的方法,其特征在于,
然后从所述输送开口移除所述封闭件(36),并且此后将施加管(66)或输送管道延伸部(70)紧固在所述料筒(1)的前侧上。
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