具有彈性驅(qū)動(dòng)式混合器的分配裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)的混合裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及一種包括這種類型的混合裝置的真空混合系統(tǒng)和一種用于混合水泥尤其是PMMA骨水泥的方法。
[0003]因此，本發(fā)明的主題是一種用于均化粉末-液體聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的水泥組分的混合裝置。本發(fā)明的另一主題是一種用于儲(chǔ)存、混合和分配聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的閉合型真空混合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)骨水泥基于Charnley先生的創(chuàng)舉。PMMA骨水泥由液體單體組分和粉末組分組成。單體組分一般包括單體、甲基丙烯酸甲酯和溶解在其中的活化劑。粉末組分也稱為骨水泥粉末，包括一個(gè)或者多個(gè)聚合物、不透射線劑和引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰。借由聚合作用，優(yōu)選地通過(guò)懸浮聚合作用，基于甲基丙烯酸甲酯和共聚用單體諸如苯乙烯、丙烯酸甲酯或者相似單體，來(lái)生產(chǎn)粉末組分的聚合物。在混合粉末組分和單體組分期間，粉末組分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的膨脹生成面團(tuán)，該面團(tuán)可以塑性成形，并且該面團(tuán)是實(shí)際的骨水泥。在混合粉末組分和單體組分期間，活化劑N，N- 二甲基對(duì)甲苯胺與過(guò)氧化二苯甲酰發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)形成自由基。由此形成的自由基觸發(fā)甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合作用。隨著甲基丙烯酸甲酯的聚合作用的進(jìn)行，水泥面團(tuán)的粘性增加，直到水泥面團(tuán)凝固。
[0005]可以通過(guò)在刮刀的協(xié)助下在合適的混合燒杯中混合水泥粉末和單體液體，來(lái)混合PMMA骨水泥。這種程序的一個(gè)缺點(diǎn)在于，在由此形成的水泥面團(tuán)中可能存在夾雜空氣，并且可以導(dǎo)致后來(lái)的骨水泥不穩(wěn)定。為此，優(yōu)選的是在真空混合系統(tǒng)中混合骨水泥粉末和單體液體，這是由于在真空下混合極大程度地從水泥面團(tuán)去除了夾雜空氣并且由此實(shí)現(xiàn)了最佳的水泥質(zhì)量。在真空下混合的骨水泥的孔隙率明顯減小，由此顯示出了提高的機(jī)械性質(zhì)。已經(jīng)公開了大量的真空注水泥系統(tǒng)，以下列舉僅出于示例之目的:US 6,033, 105 A, US
5,624, 184 A、US 4, 671, 263 A、US 4, 973, 168 A、US 5, 100, 241 A、TO 99/67015 A1、EP 1020 167 A2、US 5, 586, 821 A、EP 1 016 452 A2、DE 36 40 279 AUTO 94/26403 A1、EP 1005 901 A2、US 5，344，232 A。
[0006]注水泥系統(tǒng)是注水泥技術(shù)的一種發(fā)展，在注水泥系統(tǒng)中，水泥粉末和單體液體已經(jīng)包裝在混合系統(tǒng)的單獨(dú)隔間中并且僅在應(yīng)用水泥之前在注水泥系統(tǒng)中彼此混合。通過(guò)EP0 692 229 Al、DE 10 2009 031 178 B3、US 5, 997, 544 A、US 6,709，149 Bl、DE 698 12726 T2和US 5, 588, 745 A提出了所述全預(yù)包裝型混合系統(tǒng)。
[0007]專利DE 10 2009 031 178 B3公開了一種具有用于關(guān)閉水泥筒的兩部分式分配柱塞的閉合式真空混合系統(tǒng)。在本上下文中，使用了可透氣的滅菌柱塞和不可透氣的密封柱塞的組合。通過(guò)移動(dòng)附接至混合桿的混合葉片，在混合空間中混合起始組分。通過(guò)手動(dòng)推、拉和旋轉(zhuǎn)混合的進(jìn)出，來(lái)引起所述運(yùn)動(dòng)，據(jù)此，混合桿通過(guò)套管引導(dǎo)出混合空間并且終止于可手動(dòng)操作的手柄中。閉合式真空混合系統(tǒng)的該原理在由Heraeus Medical GmbH制造并且配銷的閉合式注水泥系統(tǒng)PALACOS? PRO中實(shí)施。
[0008]在目前認(rèn)為是常規(guī)的真空混合系統(tǒng)中，通過(guò)混合可手動(dòng)操作的裝置，來(lái)引起該混合。混合結(jié)果僅僅在一定程度上可重現(xiàn)，這取決于用戶的個(gè)體影響，諸如，由于不同的混合強(qiáng)度和混合時(shí)間產(chǎn)生的不同能量輸入。這意味著，水泥性質(zhì)可能存在變化。而且，混合PMMA骨水泥往往要求一些工作投入，在手術(shù)期間通常繁忙的例程中，這可能會(huì)是一種障礙。骨水泥混合不足可以導(dǎo)致注水泥的骨骼和假體的連接劣化，這無(wú)疑是不可取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。具體地，提供一種用于聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的混合裝置，其中，將水泥粉末與單體液體混合的過(guò)程可以再現(xiàn)地進(jìn)行，獨(dú)立于醫(yī)學(xué)用戶?；旌涎b置將獨(dú)立于外部能量源工作。而且，將開發(fā)一種具有集成有混合裝置的閉合式真空混合系統(tǒng)。該真空混合系統(tǒng)將包含儲(chǔ)存有水泥粉末的水泥筒以及單體液體所在的單獨(dú)儲(chǔ)存容器。因此，單體液體與水泥粉末單獨(dú)儲(chǔ)存。在混合兩種水泥組分即水泥粉末和單體液體之前和之后，排除醫(yī)學(xué)用戶對(duì)所述組分的任何接觸。因此，應(yīng)該打開儲(chǔ)存容器，并且應(yīng)該在閉合系統(tǒng)中傳送單體。水泥粉末也不得接觸醫(yī)學(xué)用戶。另外，該裝置應(yīng)該盡可能地易于使用，并且應(yīng)該仍然產(chǎn)生良好混合的骨水泥面團(tuán)。
[0010]通過(guò)一種用于聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)的混合裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，該混合裝置包括:
混合空間，其用于混合PMMA骨水泥；
至少一個(gè)混合元件，其按照可以旋轉(zhuǎn)的方式支撐在混合空間中；
齒輪，借由該齒輪，可以驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)混合元件旋轉(zhuǎn)；
至少一個(gè)可彈性變形的儲(chǔ)能元件，其連接至齒輪，從而使得齒輪可以被來(lái)自儲(chǔ)能元件的彈性能量驅(qū)動(dòng)，并且使得在從儲(chǔ)能元件釋放彈性能量時(shí)至少一個(gè)混合元件可以借由齒輪在混合空間中旋轉(zhuǎn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，如果可彈性變形的儲(chǔ)能元件包括用于借由至少一個(gè)混合元件進(jìn)行PMMA骨水泥的起始組分的單個(gè)混合過(guò)程的能量，便足夠了。
[0012]PMMA骨水泥優(yōu)選地由兩種組分混合而成，據(jù)此，第一組分為粉末或者糊劑，并且第二組分為流體，優(yōu)選地是液體，尤其優(yōu)選地是水泥粉末和單體液體。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的混合裝置可以使至少一個(gè)混合元件設(shè)置在按照可以旋轉(zhuǎn)的方式被支撐的攪拌軸上，并且可以使用于齒輪驅(qū)動(dòng)攪拌軸的旋轉(zhuǎn)，據(jù)此，攪拌軸優(yōu)選地通過(guò)氣密或者壓密套管從混合空間引導(dǎo)出來(lái)并且連接至在混合空間外面的齒輪。
[0014]攪拌軸尤其適合于傳送來(lái)自可彈性變形的儲(chǔ)能元件的能量，這是由于其允許尤其高效地傳送旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而且，這種類型的攪拌軸可以尤其良好地被支撐并且被密封在通往混合空間的通道處。
[0015]本發(fā)明可以使齒輪按照形狀配合或者力阻滯的方式連接至攪拌軸。這利用低能量損失實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定且魯棒的驅(qū)動(dòng)。
[0016]也可以提供具有攪拌軸的混合裝置，從而使得攪拌軸是中空的并且形成用于PMMA骨水泥的液體起始組分的導(dǎo)管，優(yōu)選地，用于作為PMMA骨水泥的液體起始組分的單體液體的導(dǎo)管。在本上下文中，攪拌軸的內(nèi)部是中空的。
[0017]結(jié)果，可以將液體起始組分引導(dǎo)入混合空間的內(nèi)部。具體地，在攪拌軸的周期性線性軸向運(yùn)動(dòng)期間，可以獲得在其他起始組分中(尤其是在水泥粉末中)的液體和/或流體起始組分(尤其是單體液體)在混合空間中的更好分布。
[0018]本發(fā)明的改進(jìn)之處提出該至少一個(gè)混合元件為多個(gè)混合葉片，據(jù)此，混合葉片延伸進(jìn)入混合空間以在混合葉片在混合空間中旋轉(zhuǎn)期間徑向于旋轉(zhuǎn)軸線，并且相對(duì)于與旋轉(zhuǎn)軸線垂直的平面傾斜。
[0019]混合葉片尤其適用于在內(nèi)部空間中混合，這是由于可以毫不費(fèi)力地使用它們并且在切穿PMMA骨水泥面團(tuán)時(shí)幾乎無(wú)阻力地獲得良好的混合效果。
[0020]在本上下文中，本發(fā)明可以使混合葉片附接或者可附接至攪拌軸，據(jù)此，混合葉片設(shè)置在攪拌軸上彼此軸向偏移。
[0021 ] 結(jié)果，獲得PMMA骨水泥在混合空間的整個(gè)軸向長(zhǎng)度上的良好混合。
[0022]進(jìn)而，本發(fā)明可以使混合葉片借由接頭附接至攪拌軸，從而使得可以將混合葉片緊靠攪拌軸放置。
[0023]結(jié)果，附接有混合葉片的攪拌軸更加容易插入混合空間中和/或從混合空間縮回。
[0024]也可以恰當(dāng)?shù)靥峁┗旌涎b置，從而使得混合葉片以可拆卸的方式附接至攪拌軸，從而使得可以在將攪拌軸拉出混合空間的同時(shí)使混合葉片從攪拌軸分開，尤其是斷裂。
[0025]在這種情況下，混合葉片停留在混合空間中。結(jié)果，可以順暢地從混合空間移出和/或拉出攪拌軸，而無(wú)混合葉片阻止或者妨礙該過(guò)程。具體地，也可以將攪拌軸拉出用于攪拌軸的套管，使其進(jìn)入混合空間中。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的混合裝置的改進(jìn)之處可以使齒輪和/或可彈性變形的儲(chǔ)能元件借由至少一個(gè)可拆卸的機(jī)械鎖鎖止，從而防止從儲(chǔ)能元件釋放能量，據(jù)此，至少一個(gè)機(jī)械鎖優(yōu)選地為安全閂和/或安全銷。
[0027]結(jié)果，混合裝置的觸發(fā)和應(yīng)用可以變得尤其簡(jiǎn)單和人性化。機(jī)械鎖防止從彈性儲(chǔ)能元件意外釋放彈性能量。一旦拆除機(jī)械鎖，便從儲(chǔ)能元件釋放彈性能量。
[0028]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明可以使齒輪是嵌齒輪齒輪或者摩擦輪齒輪或者動(dòng)力傳動(dòng)齒輪。
[0029]由于它們的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且廉價(jià)并且對(duì)錯(cuò)誤不敏感，所以，所述齒輪尤其適用于設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的混合裝置。
[0030]而且，本發(fā)明可以使可彈性變形的儲(chǔ)能元件是連接至齒輪的彈簧元件，據(jù)此，齒輪可以由張緊的彈簧元件的彈力驅(qū)動(dòng)，據(jù)此，彈簧元件優(yōu)選的是被張緊或者可以被張緊的彈簧元件，尤其優(yōu)選地是金屬?gòu)椈桑踔粮觾?yōu)選地是鋼腳彈簧、鋼板彈簧或者鋼圈彈簧。
[0031]所述彈簧元件允許實(shí)施尤其簡(jiǎn)單且廉價(jià)的設(shè)計(jì)，這是由于它們尤其適用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，經(jīng)發(fā)現(xiàn)，假設(shè)該彈