[发明专利]用于混合骨水泥的设备和用于混合骨水泥的方法以及该设备的用途

说明书

技术领域

 本发明涉及用于混合骨水泥的设备，尤其是PMMA骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥）。 

背景技术

 传统的PMMA骨水泥数十年来为人所知并且是基于Charnley先生的独创性工作（Charnley, J.： 股骨骨体的股骨头假体的锚定。J.Bone Joint Surg. 42 (1960) 28-30). PMMA骨水泥的基本结构从那时起保持不变。 PMMA骨水泥由液体单体成分和粉末成分组成。 单体成分通常包含单体、甲基丙烯酸甲酯和溶解在其中的活化剂（N,N-二甲基-p-对甲苯胺）。 粉末成分由一种或多种聚合物、射线遮光剂和引发剂过氧化二苯甲酰组成，所述聚合物由基于甲基丙烯酸甲酯和共聚单体例如苯乙烯、异丁烯酸盐或类似单体的聚合反应优选是悬浮聚合反应制成。 混合粉末成分和单体成分，通过粉末成分的聚合物在甲基丙烯酸甲酯中的膨胀生成了可被可塑性成形的面团。 当粉末成分和单体成分被混合时，活化剂N,N-二甲基-p-对甲苯胺与过氧化二苯甲酰反应，过氧化二苯甲酰分解并形成自由基。 由此形成的自由基触发了甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反应。 在进行甲基丙烯酸甲酯的聚合反应时，水泥面团的粘性不断增加直到水泥面团变成固体并由此固化。

 聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥可通过在抹刀的帮助下在合适的混合烧杯中混合水泥粉末和单体液体而被混合。 这个程序是不利的，因为在由此形成的水泥面团中会存在被包含的空气并且空气此后会使骨水泥不稳定。 由此原因，优选的是在真空混合系统中混合骨水泥分粉末和单体液体，因为在真空中混合将在很大程度上从水泥面团中去除被包含的空气并因此实现了最优的水泥质量。（Breusch, S.J. et al.: Der Stand der Zementiertechnik in Deutschland, Z. Orthop. 1999, 137： 101-07). 在真空中混合的骨水泥具有明显减少的多孔性并且因此显示出改进的机械性能。 已经公开了大量的真空水泥接合系统，处于示例性的目的，下面列举了一些： US 4,671,263, US 5,624186, US 6,033,105, EP 0 692 229 A1, EP 1 005 901 A2, EP 1 020 167 A2。

 真空水泥接合系统是改进系统，其中水泥粉末和单体液体都已预包装在混合系统的单独的舱室中，并且仅在应用该水泥接合系统中的水泥之前才将它们彼此混合（US 5,997,544, EP 0 692 229 A1, US 6,709,149）。 

 除了混合系统通过电马达驱动以外，目前所使用的水泥接合系统通过对混合杆的手动致动来混合液体水泥成分和粉末状成分，该混合杆具有混合机构，例如混合轮或混合叶片。 手动驱动混合的混合结果很大程度上依赖于个人如何执行混合过程。 人员所用的力量、垂直混合运动的数量、混合运动的旋转角度、混合机构沿筒头部和筒底板的方向上的最大倾斜、和整体混合时间都在水泥面团的均匀性方面影响混合结果。 在不同的医疗使用者之间水泥质量因此可能变化很大。 因此期望的是具有均匀水泥面团的可再生产式生产，由此水泥质量应该完全与个人医疗使用者无关，由此可以实现最佳的水泥接合结果。

发明内容

 本发明基于开发一种设备的目的，该设备尽可能地简单并且可被用于通过均匀混合液体骨水泥成分和粉末状骨水泥成分来可靠地生产骨水泥面团并且该面团具有可再生产的质量。

 该目的由权利要求1实现。本发明的范围包括一种用于骨水泥自动混合的设备，该设备具有位于柱塞空间中的柱塞，该柱塞将柱塞空间分成第一柱塞空间部分和第二柱塞空间部分，并且该柱塞包括阻挡机构，该阻挡机构在柱塞回转点处被切换。 设备还包括位于第一柱塞空间部分中的气体出口，被布置在柱塞和第一柱塞空间部分中的与柱塞相对的壁之间的弹性恢复结构元件例如弹簧元件，位于第二柱塞空间部分中的气体馈送部、和连接到该柱塞的混合设施。

 本发明基于如下基本原理－通过负压或超压、真空或压缩气体在柱塞空间中移动柱塞，由此柱塞空间被连接到筒封闭。 柱塞借助旋转接头以强制配合或非强制配合式的方式被连接到轴向可移动的杆，使得该杆可独立于柱塞的旋转执行绕轴线的运动。 柱塞包含阻挡机构，该阻挡机构具有可透气通道，该可透气通道将柱塞上方的空间连接到柱塞下方的空间。 在封闭的状态中，阻挡机构以气密的方式关闭所述通道。 阻挡机构在柱塞的回转点被从封闭状态切换到打开状态，并且在另一回转点从打开状态被切换到封闭状态。 真空或压缩气体被用于使柱塞移动，使得柱塞在柱塞空间内前后移动并由此使得杆执行旋转运动。 设置在杆上的混合机构混合骨水泥。