[发明专利]用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从两种起动组分混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥（PMMA骨水泥）的真空混合系统，具体地涉及用于混合医学骨水泥并存储起动组分的真空混合系统。

本发明进一步涉及用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法。

因此，本发明的主题是用于存储、混合、以及（如果适用的话）分配聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系统。本发明进一步涉及用于将单体液体传送到真空混合系统内的方法和用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的组分的方法。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥是基于Charnley先生的前沿工作。PMMA骨水泥由液体单体组分和粉末组分构成。单体组分一般包含单体异丁烯酸甲酯和溶解在其中的催化剂（N,N-二甲基-p-甲苯胺）。也被称为骨水泥粉末的粉末组分包括一种或更多种聚合物、不透射线剂和引发剂过氧化苯甲酰。基于异丁烯酸甲酯和共聚单体（例如苯乙烯、异丁烯酸盐或类似单体）借助于聚合反应优选地通过悬浮聚合来产生粉末组分的聚合物。在混合粉末组分和单体组分期间，在异丁烯酸甲酯中的粉末组分的聚合物的膨胀产生能够被塑性成形且是实际骨水泥的胶。在混合粉末组分和单体组分期间，催化剂N,N-二甲基-p-甲苯胺与过氧化二苯甲酰反应且同时形成自由基。因此形成的原子团触发异丁烯酸甲酯的自由基聚合。一旦推进了异丁烯酸甲酯的聚合，则增加了水泥胶的粘性直到水泥胶固化。

异丁烯酸甲酯是在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥中通常所用的单体。氧化还原引发剂系统通常由过氧化氢、催速剂和（如果适用的话）合适的还原剂构成。仅在氧化还原引发剂系统的所有成分均协调作用时形成自由基。为此，在单独的起动组分中的氧化还原引发剂系统的成分被适当地设置成以致这样不能触发自由基聚合。只要其组分是足够的，则在存储期间起动组分是稳定的。仅当两个起动组分被混合以产生水泥胶时，氧化还原引发剂系统的之前以两团浆糊、液体或粉末被单独存储的组分相互反应从而形成自由基，这触发了所述至少一个单体的自由基聚合。之后，自由基聚合导致形成聚合物同时消耗单体，其中水泥胶固化。

能够借助于铲在适当的混合搅拌机中混合水泥粉末和单体液体从而混合PMMA骨水泥。所述过程的一个缺点在于，因此形成的水泥胶中会存在空气夹杂，并且这种空气夹杂能够导致之后骨水泥的不稳定。为此，优选的是在真空混合系统中混合骨水泥粉末和单体液体，因为在真空中混合能够较大程度地从水泥胶去除空气夹杂并且因此实现最佳的水泥品质。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。如下文献已经公开了大量真空水泥胶合系统，其出于示例目的被列出：US 6,033,105A、US 5,624,184A、US 4,671,263A、US 4,973,168A、US 5,100,241A、WO 99/67015 A1、EP 1 020 167 A2、US 5,586,821A、EP 1 016 452 A2、DE 36 40 279 A1、WO 94/26403 A1、EP 1 005 901 A2、US 5,344,232A。在因此列出的真空水泥胶合系统中，需要连接外部真空泵来产生负压力。这些通常利用文氏管原理由压缩空气操作。操作真空泵所需的压缩空气由静止压缩空气设施或者电力操作的压缩机提供。此外，同样可行的是使用电力操作的真空泵来产生真空。

其中水泥粉末和单体液体二者已经被包装在混合系统的单独隔室内并且仅正好在应用水泥之前在水泥胶合系统内彼此混合的水泥胶合系统是胶合系统的发展。所述全部被预先包装的混合系统被如下文献提出：EP 0 692 229 A1、DE 10 2009 031 178 B3、US 5,997,544A、US 6,709,149 B1、DE 698 12 726 T2和US 5,588,745A。所述混合系统也需要外部真空源。在这样的情况下，DE 10 2009 031 178 B3专利公开了通用真空混合装置，其具有两件式分配柱塞，其也能够被用于根据本发明的真空混合装置。

如果真空混合系统被用于水泥胶合，则需要提供外部真空泵。所述真空泵是昂贵的并且在使用后需要被清洁。而且，需要用于将真空泵连接到真空混合系统的真空软管。所述真空软管需要与真空混合系统一同被包括。因此，在使用真空混合系统进行混合之前，真空泵需要在外科手术室（OR）内被设立并且必须被连接到能量源，例如压缩空气或者电力。然后，真空泵借助于真空软管被连接到真空混合系统。所述安装步骤占用了昂贵的OR时间并且潜在是易出错的。至真空混合系统和外部能量源的真空泵和连接导管以及供应导管占用空间并且可能有绊倒的危险且阻碍的可能，而这会在外科手术期间干扰通常忙碌的手术。