用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于從兩種起動組分混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)的真空混合系統，具體地涉及用于混合醫學骨水泥并存儲起動組分的真空混合系統。
[0002]本發明進一步涉及用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的方法。
[0003]因此，本發明的主題是用于存儲、混合、以及(如果適用的話)分配聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統。本發明進一步涉及用于將單體液體傳送到真空混合系統內的方法和用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的組分的方法。
【背景技術】
[0004]聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥是基于Charnley先生的前沿工作。PMMA骨水泥由液體單體組分和粉末組分構成。單體組分一般包含單體異丁烯酸甲酯和溶解在其中的催化劑(N，N-二甲基-P-甲苯胺)。也被稱為骨水泥粉末的粉末組分包括一種或更多種聚合物、不透射線劑和引發劑過氧化苯甲酰。基于異丁烯酸甲酯和共聚單體(例如苯乙烯、異丁烯酸鹽或類似單體)借助于聚合反應優選地通過懸浮聚合來產生粉末組分的聚合物。在混合粉末組分和單體組分期間，在異丁烯酸甲酯中的粉末組分的聚合物的膨脹產生能夠被塑性成形且是實際骨水泥的膠。在混合粉末組分和單體組分期間，催化劑N，N-二甲基-P-甲苯胺與過氧化二苯甲酰反應且同時形成自由基。因此形成的原子團觸發異丁烯酸甲酯的自由基聚合。一旦推進了異丁烯酸甲酯的聚合，則增加了水泥膠的粘性直到水泥膠固化。
[0005]異丁烯酸甲酯是在聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥中通常所用的單體。氧化還原引發劑系統通常由過氧化氫、催速劑和(如果適用的話)合適的還原劑構成。僅在氧化還原引發劑系統的所有成分均協調作用時形成自由基。為此，在單獨的起動組分中的氧化還原引發劑系統的成分被適當地設置成以致這樣不能觸發自由基聚合。只要其組分是足夠的，則在存儲期間起動組分是穩定的。僅當兩個起動組分被混合以產生水泥膠時，氧化還原引發劑系統的之前以兩團漿糊、液體或粉末被單獨存儲的組分相互反應從而形成自由基，這觸發了所述至少一個單體的自由基聚合。之后，自由基聚合導致形成聚合物同時消耗單體，其中水泥膠固化。
[0006]能夠借助于鏟在適當的混合攪拌機中混合水泥粉末和單體液體從而混合PMMA骨水泥。所述過程的一個缺點在于，因此形成的水泥膠中會存在空氣夾雜，并且這種空氣夾雜能夠導致之后骨水泥的不穩定。為此，優選的是在真空混合系統中混合骨水泥粉末和單體液體，因為在真空中混合能夠較大程度地從水泥膠去除空氣夾雜并且因此實現最佳的水泥品質。在真空中混合的骨水泥具有明顯減少的多孔性并且因此顯示出改進的機械性能。如下文獻已經公開了大量真空水泥膠合系統，其出于示例目的被列出:US 6,033, 105A、US5，624，184A、US 4，671，263A、US 4，973，168A、US 5，100，241A、WO 99/67015 Al、EP I 020167 A2、US 5，586，821A、EP I 016 452 A2、DE 36 40 279 Al、TO 94/26403 Al、EP I 005901 A2、US 5，344，232A。在因此列出的真空水泥膠合系統中，需要連接外部真空栗來產生負壓力。這些通常利用文氏管原理由壓縮空氣操作。操作真空栗所需的壓縮空氣由靜止壓縮空氣設施或者電力操作的壓縮機提供。此外，同樣可行的是使用電力操作的真空栗來產生真空。
[0007]其中水泥粉末和單體液體二者已經被包裝在混合系統的單獨隔室內并且僅正好在應用水泥之前在水泥膠合系統內彼此混合的水泥膠合系統是膠合系統的發展。所述全部被預先包裝的混合系統被如下文獻提出:EP O 692 229 AUDE 10 2009 031 178 B3、US5，997，544A、US 6, 709, 149 B1、DE 698 12 726 T2 和 US 5，588，745A。所述混合系統也需要外部真空源。在這樣的情況下，DE 10 2009 031 178 B3專利公開了通用真空混合裝置，其具有兩件式分配柱塞，其也能夠被用于根據本發明的真空混合裝置。
[0008]如果真空混合系統被用于水泥膠合，則需要提供外部真空栗。所述真空栗是昂貴的并且在使用后需要被清潔。而且，需要用于將真空栗連接到真空混合系統的真空軟管。所述真空軟管需要與真空混合系統一同被包括。因此，在使用真空混合系統進行混合之前，真空栗需要在外科手術室(OR)內被設立并且必須被連接到能量源，例如壓縮空氣或者電力。然后，真空栗借助于真空軟管被連接到真空混合系統。所述安裝步驟占用了昂貴的OR時間并且潛在是易出錯的。至真空混合系統和外部能量源的真空栗和連接導管以及供應導管占用空間并且可能有姅倒的危險且阻礙的可能，而這會在外科手術期間干擾通常忙碌的手術。
[0009]通過EP I 886 647 Al已經提出了一個令人感興趣的概念。在此，水泥粉末被存儲在排空的藥筒中并且單體液體位于單獨的容器內。被保持負壓且被打開的藥筒導致單體液體被吸入藥筒內而沒有空氣進入。因此生成了沒有空氣夾雜的骨水泥膠。所述概念需要藥筒在使用之前的存儲期間以真空氣密方式保持閉合，以致未消毒空氣不能進入藥筒內。為此，藥筒必須以穩定氣密方式被密封。因此，一種相關缺陷在于，設計是非常精密的，并且在吸入單體之后不能夠由外部操作的混合系統來混合藥筒的內容物，這是因為混合桿或混合管的送進通道很難達到永久真空密封。
【發明內容】
[0010]因此，本發明的目標是克服現有技術的缺陷。具體地，將要克服具有外部真空源的公知真空混合系統的缺陷。本發明的目標具體地是研發一種真空混合系統，其中僅恰在水泥組分被混合之前產生負壓。裝置將是盡可能簡單的并且將允許相對于周圍大氣產生負壓，至少在水泥藥筒內產生負壓一次。而且，能夠有利的是，真空混合系統能夠將單體液體從單體容器傳送到被水泥粉末填充的藥筒內。而且，之后提供一種方法，其能夠在完全預先包裝的混合系統內進行單體傳送和真空混合。而且，將要研發的真空混合系統將主要由廉價的塑料制成。
[0011]而且，將要設計一種制造便宜且在混合醫學水泥和(如果適用的話)存儲起動組分時工作穩定的裝置以及用于混合骨水泥的方法，其中能夠使用簡單的手動操作來混合起動組分，如果可能的話不需要使用外部或者附加能量源且在混合材料內沒有空氣夾雜。
[0012]聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的主要組分(作為混合材料)將是粉末并且第二組分將是液體形式。優選地，將可能的是存儲在真空混合系統中彼此分離地存儲骨水泥的這兩種起動組分并且通過使用裝置使它們安全地結合。
[0013]本發明的目標通過用于混合聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的真空混合系統實現，該真空混合系統包括:具有用于混合骨水泥的可排空內部空間的至少一個藥筒；用于生成負壓的栗；以及將所述至少一個藥筒的所述內部空間連接到用于生成負壓的所述栗的連接導管，其中所述真空混合系統包括用于驅動所述栗的集成能量貯存器，其被或能夠被連接到所述栗并且具有存儲在其內的用于所述栗的至少一個栗送過程的能量，其中能夠通過消耗來自所述集成能量貯存器的能量在所述栗送過程期間借助于所述栗來生成負壓，以致所述負壓能夠被用于通過所述連接導管從所述至少一個藥筒的所述內部空間排空氣體。
[0014]目前，負壓將被理解為意味著相對于周圍大氣來說的比周圍大氣壓力小的壓力。
[0015]優選地，能夠提供被集成到真空混合系統的栗。
[0016]優選地，聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥是混合的且/或能夠由至少兩種組分生成。尤其優選地，一種組分是液體并且另一種組分是粉末。
[0017]優選地，本發明能夠使得所述至少一個藥筒的所述內部空間內的壓力通過所述栗送過程可減小了至少50%，優選地可減小了至少90%。
[0018]根據本發明，混合材料(具體的PMMA骨水泥)的起動組分已經存在于藥筒中。
[0019]根據本發明優選的是，裝置也尤其適用于存儲起動組分，尤其是當容器被插入到裝置內或者容器是裝置的固定部分時。
[0020]混合材料尤其優選的是骨水泥，具體地是PMMA骨水泥。
[0021]本發明的一種改進能夠正好很好地提供如下方案:氣體能夠借助于負壓通過連接導管從所述至少一個藥筒的內部空間被排空并且能夠借助于負壓從內部空間和液體容器之間的導管排空氣體，并且要與藥筒內的PMMA骨水泥的第一組分混合的液體能夠借助于負壓從液體容器抽吸到藥筒的內部空間內。
[0022]真空混合系統的一種改進提出了，栗包括氣密栗送空間，并且可移動柱塞或者可移動壁被提供在栗內以用作栗送空間的邊界，其中柱塞或者壁能夠借助于集成能量貯存器