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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Mischen von Knochenzement.
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Zement,
der als guß-
bzw. formgebendes und Verpressungsmaterial zum Implantieren prothetischer
Vorrichtung in natürlichen
Knochen verwendet wird, ist hergestellt aus einem sehr feinen Zementpulver,
typischerweise Polymethacrylat, das mit einer Monomerflüssigkeit,
typischerweise Methylmetacrylat, gemischt wird, um ein fließfähiges Knochenzementgemisch
auszubilden. Ein physisches Mischen des trockenen Zementpulvers
und der Flüssigkeit
ist erforderlich zur Herstellung eines fließfähigen Zementes. Es ist nicht
ausreichend, lediglich die Flüssigkeit
in Kontakt mit dem Zementpulver zu bringen, da die Flüssigkeit
nicht gleichförmig
in das Pulver fließen
wird. Während
des Mischens sollte die Monomerflüssigkeit gleichmäßig über das
Gemisch verteilt werden, so daß das
Gemisch gleichförmig
ist und eine gleichförmige
Viskosität
besitzt, die konsistent mit den Spezifikationen des Herstellers
ist.
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Knochenzemente
werden gemischt unter Verwendung vorgepackter Mengen oder Dosen
an trockenem Knochenzementpulver und einer Monomerflüssigkeit,
die vorbereitet wurde durch den Hersteller des Zements. Die Mengen
an Pulver und Flüssigkeit
werden gemessen, um ein Zementgemisch vorzusehen, das gewünschte Eigenschaften
aufweist, wenn das Pulver und die Flüssigkeit gleichförmig miteinander vermischt
werden. Ein fehlerhaftes Mischen der Flüssigkeit und des Pulvers in
gleichförmiger
Weise miteinander bedeutet, daß ein
Teil des Gemisches einen Überschuß an Monomerflüssigkeit beinhaltet
und verläuft
und ein Teil des Gemisches einen Mangel an Monomerflüssigkeit
hat und viskoser ist als gewünscht
oder in einige Fällen,
daß unbenetztes,
trockenes Pulver zurückbleibt.
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Knochenzement
wird herkömmlicherweise
in einem geschlossenen Knochenzementmischer gemischt. Der Mischer
hat eine Mischkammer, eine Abdeckung zum Verschließen der
Kammer und ein Mischelement oder einen Rührer, der innerhalb der Mischkammer
bewegbar ist, um den pulverförmigen Knochenzement
und die Monomerflüssigkeit
physisch zusammenzumischen und einen fließfähigen Knochenzement auszubilden.
Der Zement wird gemischt durch Anordnen der erforderlichen Mengen an
Knochenzementpulver und Monomerflüssigkeit in der Mischkammer,
welche das Innere einer in dem Mischer sitzenden spritzenartigen
Patrone sein kann. Eine Abdeckung wird auf den oberen Bereich des Mischers
plaziert, um die Mischkammer zu verschließen. Die Abdeckung trägt ein Mischelement
oder einen Rührer,
der in das Zementpulver eingeführt
ist, wenn die Abdeckung auf der Mischkammer angeordnet ist. Zum
Zwecke des Entziehens von Gas kann das Innere der Kammer evakuiert
werden. Das Mischelement wird in der Kammer eine vorbestimmte Zeitspanne
lang manuell gedreht, um das Pulver und die Flüssigkeit zu mischen und einen
fließfähigen Knochenzement
auszubilden. Das Einführen
des Rührers
in das Knochenzementpulver, bevor die Monomerflüssigkeit auf das Pulver geschüttet wird, kompaktiert
bzw. verdichtet das Pulver und gestaltet ein gleichförmiges Durchmischen
schwierig.
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Vor
dem Mischen wird typischerweise Knochenzementpulver in die leere
Mischkammer geschüttet
und Monomerflüssigkeit
wird in die Kammer, oben auf das Pulver geschüttet. Alternativ kann die Monomerflüssigkeit
in die Mischkammer geschüttet werden,
bevor das Knochenzementpulver in die Kammer geschüttet wird.
Werden mehrere Dosen an Knochenzement gemischt, so können Pulver
und Monomerflüssigkeit
alternativ in den Mischer geschüttet
werden. Wenn das trockene Knochenzementpulver in die Mischkammer
geschüttet
wird, so bildet es einen Körper
mit einer Höhe
aus. Der Körper besteht
aus locker bzw. lose komprimierten Partikeln innerhalb der Kammer.
Vor dem physischen Mischen des Knochenzements, ist die Monomerflüssigkeit nicht
gleichförmig über die
Länge des
Pulverkörpers verteilt.
Wird die Flüssigkeit
oben auf das Pulver geschüttet,
so kann die Flüssigkeit
eine Flüssigkeitspfütze ausbilden,
die den oberen Bereich des Pulvers abdichtet und verhindert, daß darunterliegende
Luft zwischen Teilchen des Knochenzementpulvers aus dem Pulver herausströmt. Eingeschlossene
Luft kann Einschlüsse
in dem gemischten Knochenzement bilden.
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Die
Probleme bei einer ungleichmäßigen Monomerflüssigkeitverteilung,
wie sie gerade oben beschrieben wurden, können recht erheblich sein, dort
wo die Höhe
des Körpers
aus Knochenzementpulver größer ist
als dessen Durchmesser. Dies ist typischerweise der Fall, wenn der
Zement in einer großen,
schmalen Knochenzementpatrone des Typs gemischt wird, der dazu verwendet
wird, um gemischten Zement anwendungsseitig zu extrudieren. Aufgrund
dieses Problems verwenden einige herkömmliche Mischer eher breite,
schalenartige Mischkammern als schmale Patronen. In einer schalenartigen Mischkammer
gemischter Zement muß von
der schalenartigen Kammer zu einer Patrone befördert werden, zum Zwecke der
Extrusion zu einem vorbereiteten Anwendungsort. Der Transfer von
der schalenartigen Mischkammer zu einer Patrone kostet Zeit, ist mit
einem Verlust an Zement verbunden und, am schlimmsten, umfaßt die Wahrscheinlichkeit,
daß Lufteinschlüsse in dem
Körper
aus gemischtem Zement zurückbehalten
sind. Lufteinschlüsse
schwächen
Knochenzement.
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Nachdem
das Knochenzementpulver und die Flüssigkeit in die Mischkammer
geschüttet
wurden, werden die Bestandteile physisch miteinander durch Bewegen
des Rührers
in der Mischkammer, gemischt. Beim Mischen in einer Knochenzementpatrone
kann es jedoch schwierig sein, eine gleichförmige Verteilung an Monomerflüssigkeit
entlang der Höhe
des Körpers
zu erzielen. Dort, wo ein Überschuß an Monomerflüssigkeit
besteht, wird der gemischte Knochenzement weniger viskos sein als
der Herstellerstandard. Dort, wo ein Überschuß an Pulver besteht, wird das
resultierende Gemisch viskoser sein als der Standard und in der
Tat kann es Bereiche beinhalten, bei denen keine Monomerflüssigkeit
existiert.
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Es
ist recht wichtig, daß Monomerflüssigkeit gleichmäßig über das
Knochenzementgemisch verteilt wird. Knochenzement mit einem Überschuß an Monomerflüssigkeit
baut sich langsam auf und erfordert erhöhten Zeitbedarf im Operationsraum
und birgt das Risiko eines prothetischen Versatzes während eines
verzögerten
Aufbaus. Ein derartiger Zement hat auch reduzierte Stärke bzw.
Festigkeit. Des weiteren besteht während des verlängerten
Aufbauzeitraums ein Risiko dahingehend, daß Blut oder andere Körperflüssigkeit
verlaufenden Zement bei der ausgebildeten Knochenoberfläche an einem
Ort des Implantierens versetzt und dabei die Fixierung zwischen
dem gehärteten
Zement und dem Knochen geschwächt
wird.
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Knochenzement,
der mit einem zu geringen Anteil an Monomerflüssigkeit gemischt wurde, hat eine
hohe Viskosität
und er könnte
daher nicht richtig zum Ort der Anwendung strömen. Dieser Zement fließt nicht
vollständig
in die Unregelmäßigkeiten
einer vorbereiteten Knochenoberfläche zum Zwecke der Ausbildung
einer verläßlichen
Verbindung. Des weiteren baut sich Knochenzement mit zu wenig Monomerflüssigkeit
relativ schnell auf und reduziert die schon kurze Zeitspanne, die
dem Arzt zur Verfügung steht,
um einen Implantationsprozeß durchzuführen.
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Die
Implantation einer Knochenprothese unter Verwendung eines Knochenzementgemisches, bei
dem ein Teil des Knochenzements einen Überschuß an Monomerflüssigkeit
hat und relativ verlaufend ist und ein Teil des Knochenzements zu
wenig Monomerflüssigkeit
hat und relativ viskos ist, bewirkt zusätzliche Probleme bei der Operation,
da der Arzt nicht genau die richtige Zeitdauer zum Aufbau des Zements
und zum Ausbilden einer Verbindung vorhersehen kann zum Zwecke der
Befestigung eines implantierten prothetischen Elements an einer
vorbereiteten Anwendungsstelle eines natürlichen Knochens. Eine Einstellung
bzw. ein Aufbau muß erfolgen,
bevor irgendeine Belastung auf das prothetische Element ausgeübt wird.
Eine vorzeitige Belastung des implantierten Elements wird das sorgsam angeordnete
Element versetzen und die Fixierung beeinträchtigen. Beispielsweise belastet
das anfängliche
Sitzen einer prothetischen Hüftkugel
in der angrenzenden Hüftpfanne
den implantierten Stiel an der Kugel und muß verzögert werden, bis der Knochenzement,
der den Stiel in dem proximalen Ende des Femurs befestigt, sich
gesetzt hat. Wird der Knochenzement nicht gleichförmig gemischt,
so muß der Arzt
das Setzen der Kugel in der Pfanne um eine Zeitspanne verzögern, die
größer ist
als die angegebene Zeit zum Setzen des Zements. Ein ein prothetisches
Element implantierender Arzt, der Knochenzement verwendet, kann
sich dann nicht auf die vom Knochenzementhersteller angegebene Zeitangabe zum
Setzen verlassen. Die Angabe geht von einer gleichförmigen Mischung
des Zementes aus.
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Die
oben beschriebenen Probleme sind wohl bekannt. Ein herkömmliches
Verfahren zur Erzielung größerer Gleichförmigkeit
an Monomerflüssigkeitverteilung
unter Verwendung eines spritzenartigen Zylinders als Mischkammer
erfordert ein abwechselndes Eingießen von Zementpulver und Monomerflüssigkeit
in kleinen Mengen in die Kammer bis die zu mischenden Gesamtmengen
in die Kammer geschüttet wurden.
Das Pulver und die Flüssigkeit
werden dann gemischt. Wäh rend
dieses Verfahren eine verbesserte Gleichförmigkeit der Monomerflüssigkeitsverteilung
erzielen kann, hat es ernsthafte Nachteile. Erstens verbraucht es
wertvolle Extrazeit und führt über diese
Zeitdauer zu einem Gemisch, das nicht homogen ist im Sinne der Anfangszeit
ihres Mischens und folglich ihrer Einstellzeit. Zweitens kann die
aus diesem Verfahren resultierende Schichtung von Monomerflüssigkeit
Bereiche an locker gepacktem, Luft beinhaltendem, trockenem Pulver
isolieren, die nicht effektiv durch Anwendung von Vakuum während des Mischens
beseitigt werden können
und Lufteinschlüsse
in dem gemischten Zement ausbilden werden.
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Knochenzement
kann auch gemischt werden durch das Schütten von Knochenzementpulver aus
der Packung eines Herstellers in eine Mischkammer, eine Mischschale
oder eine Knochenzementpatrone. Der trockene, pulverförmige Knochenzement wird
in der Packung kompaktiert bzw. verdichtet. Beim Öffnen und
Ausschütten
expandieren die sehr feinen Partikel aus Knochenzement oder sie
flocken, um das Volumen des Knochenzementpulvers beachtlich zu vergrößern. Geflocktes
Knochenzementpulver kann eineinhalb Mal mehr Volumen einnehmen als
gesetztes Knochenzementpulver. Da Knochenzementpulver flockt wenn
es ausgeschüttet wird,
ist es üblich,
einen großen
Trichter zur Aufnahme des Pulvers und zur Führung des Knochenzementpulvers
in eine Mischkammer zu verwenden und übergroße Mischschalen vorzusehen.
Beim Schütten des
Zementpulvers ist es nahezu unmöglich,
eine Wolke an Pulverstaub zu vermeiden, die sich auf nahegelegenen
Instrumenten und Materialien absetzt. Dies ist ein wesentliches
Problem beim Mischen von Knochenzement, insbesondere weil das Pulver
stark abschleifend bzw. abtragend ist.
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Bei
herkömmlichen
Knochenzementmischern wird das Mischelement oder der Rührer in
die Mischkammer eingesetzt, nachdem das Knochenzementpulver und
die Monomerflüssigkeit
in der Kammer angeordnet wurden. Ist das Mischen be endet, so wird
der Rührer
aus dem Zement herausgezogen. Unvermeidbar wird Zement am Rührer beim
Herausziehen anhaften und dabei vergeudet. Üblicherweise ist das Gemisch
ausreichend steif bzw. fest, so daß das Herausziehen des Rührers Luft
beinhaltende Ausnehmungen in dem im Mischer verbleibendem Zement
hinterläßt. Diese
Ausnehmungen können Lufteinschlüsse ausbilden.
Das Herausziehen des Rüherers
aus dem Zement setzt einen großen
Oberflächenbereich
an Zement der Raumluft aus und führt zum
unerwünschten
Freisetzten von wesentlichen Mengen an Monomerflüssigkeitsdampf in die Luft. Herkömmliche
Knochenzementmischer können
nicht mehr als einmal verwendet werden und werden nach dem Gebrauch
ausgesondert, was zu einem wesentlichen Kostenaufwand pro Verwendung,
sowie einer beachtlichen Menge an vergeudetem Zement, führt.
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Das
Mischen von Knochenzement ist des weiteren verkompliziert, da es
zwei Arten von kommerziell verfügbarem
Knochenzementpulver gibt. Ein erster Typ Knochenzementpulver wird
hergestellt aus kleinen Kügelchen
an Knochenzement und feinen Fragmenten aus Grundknochenzementpulver.
Die Fragmente sind kleiner als die Kügelchen und nehmen Zwischenräume zwischen
den Kügelchen
ein. Bei diesem Typ Knochenzementpulver, der als Kügelchen
und Fragmentpulver bezeichnet wird, durchdringt die Monomerflüssigkeit
das Pulver nicht vollständig
bzw. in dieses ein. Beispielsweise würde ein Volumen an Monomerflüssigkeit,
das auf den oberen Bereich einer oder mehrerer Dosen an kugelförmigem und
fragementartigem Knochenzementpulver in einer Patrone geschüttet würde, eine
kurze Distanz in das Pulver eindringen, die am oberen Bereich des Pulvers
angrenzenden Fragmente benetzen, wobei der Rest an Monomerflüssigkeit
eine Flüssigkeitspfütze am oberen
Bereich des Pulvers ausbilden würde.
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Ein
zweiter Typ Knochenzementpulver umfaßt ausschließlich Knochenzementkügelchen
ohne Fragmente in den Zwischenräumen
zwischen den Kügelchen.
Bei diesem Typ Pulver, das als "Nurkügelchenpulver" bezeichnet wird,
erlauben die offenen Zwischenräume
zwischen den Kügelchen
eine Strömung
der Monomerflüssigkeit
in das Pulver.
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Ein
effektives Mischen des Knochenzements erfordert, daß der Mischer
die Knochenzementflüssigkeit über das
Knochenzementpulver verteilen kann. Spezielle Mischer können erforderlich
sein in Abhängigkeit
davon, ob der Knochenzement gemischt werden soll aus einem Kügelchen-
und fragmentartigen Pulver oder aus einem Pulver vom Typ nur mit
Kügelchen.
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Aus
der
US 47 58 096 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen von Knochenzement in
Vakuum bekannt, wobei ein Mischbehälter in einem weiteren Behälter aufgenommen
ist, um dem Mischbehälter
einen besseren Halt beim Mischen zu verleihen. Der gemischte Knochenzement
wird über einen
Kolben, der im Mischbehälter
bewegbar ist, ausgeführt.
Dabei ist der Mischbehälter
an einer Vakuumquelle angeschlossen, die Vakuum in seinem Inneren
während
des Mischens erzeugt.
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Die
US 51 00 241 A offenbart
ein ähnliches System
zum Mischen von Knochenzement. Hier befindet sich eine kleinere
Mischpatrone in einem größeren Behälter und über ein
angelegtes Vakuum wird ein nahezu vollständiger Übertrag eines Monomers bewerkstelligt.
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Schließlich offenbart
die
US 53 95 167 A noch
einen Knochenzementmischer, bei dem Pulver und Flüssigkeit
durch einen rotierenden Rührer
vermischt und vorhandene Gase durch Anlegen eines Vakuums abgeführt werden.
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Ziel
der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes
Verfahren vorzusehen, um Monomerflüssigkeit gleichförmig entlang
der Höhe
eines Körpers
aus gemischtem Knochenzement zu verteilen.
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Dieses
Ziel wird erfindungsgemäß durch Verfahren
mit den Merkmalen der Ansprüche
1 und 14 erreicht, sowie durch Vorrichtungen mit den Merkmalen der
Ansprüche
25, 45 und 55. Vorteilhafte Weiterbildungen der Verfahren und der
Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird die
Monomerflüssigkeit über den
Knochenzement derart verteilt, daß der gemischte Zement im wesentlichen
gleichförmige Viskosität hat und
frei von Lufteinschlüssen
ist.
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Der
Zement wird vorzugsweise in einer hohen, schmalen Knochenzementpatrone
gemischt. Vorzugsweise wird diese Patrone dem Benutzer schon mit
trockenem, kompaktierten Knochenzementpulver gefüllt, angeliefert und mit einem
im Inneren befindlichen Rührelement.
Das Knochenzementpulver wird dann evakuiert. Ein schmaler Strom
an Monomerflüssigkeit
mit hoher Geschwindigkeit wird dann nach unten eingeströmt in den
oberen Bereich der Knochenzementsäule und er durchdringt die Höhe der Säule. Monomerflüssigkeit
von dem Strom trifft dann auf dem Knochenzementpulver auf und wird
in dem den Strom umgebenden Pulver absorbiert und bildet einen Zylinder
aus monomerreichem, den Strom umgebenden Pulver. Das Knochenzementpulver,
das von der monomerreichen Säule
entfernter liegt, bleibt trocken. Die Monomerflüssigkeit in dem Zylinder wird
im wesentlichen gleichförmig
entlang der Höhe
der Säule
verteilt. Nach dem Einströmen
der Monomerflüssigkeit
in die Säule
werden das Knochenzementpulver und die Monomerflüssigkeit gemischt, um einen
Knochenzement mit einer im wesentlichen gleichförmigen Viskosität zu bilden.
Die Patrone wird dann in einem herkömmlichen Knochenzementspritzapparat
angeordnet zum Zwecke einer Extrusion zu einer Anwendungsstelle
hin.
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Das
Mischen der Monomerflüssigkeit
und des Knochenzementes wird durchgeführt durch relative Drehung
des Patronenkörpers
und des ungemischten Knochenzementes und eines Rührers in der Patrone. Der Rührer kann
gegenüber
einer Drehung festgehalten sein, während die Patrone gedreht wird.
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Der
Rührer
kann in dem Patronenkolben montiert und während des Mischens stationär mit dem
Kolben gehalten sein. Wird die Patrone in einem Zementspritzapparat
angeordnet, so wird der Kolben an dem Rührer vorbei bewegt, um den
gleichförmig gemischten
Zement mit reduziertem Abfall zu extrudieren. Der Zement wird direkt
von der Patrone extrudiert, in der er ohne Lufteinschlüsse gemischt
wurde. Abdichtungen an dem Kolben verhindern ein Lecken des Zements
während
des Mischens und des Extrudierens des gemischten Zements.
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Vor
dem Mischen wird Monomerflüssigkeit
in eine am oberen Bereich des Mischers angeordnete Monomerkammer
geschüttet
und die Monomerkammer wird unverzüglich durch einen Deckel abgedeckt.
Der Deckel wird während
des Einströmens
der Monomerflüssigkeit
in den Knochenzement und während
des Mischens geschlossen gehalten. Monomergase werden über das
Vakuumsystem aus dem Mischer evakuiert bzw. herausgesogen, das dazu verwendet
wird, um Luft aus dem Mischer zu ziehen. Ein Entweichen von Monomerflüssigkeitsdämpfen, das
während
des Mischens des Knochenzements in einer offenen Schale oder Kammer
auftritt, ist vermieden.
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Der
Mischer umfaßt
einen manuellen Antrieb zum Drehen der Patrone relativ zu dem in
der Patrone gehaltenen, fixen Rührer.
Die Monomerkammer ist oberhalb eines scheibenförmigen Abschnittes des Antriebes
angeordnet, der in Eingriff steht mit dem oberen Bereich eines Kragens
an der Patrone zum Zwecke der Drehung der Patrone. Eine Öffnung ist
in der Scheibe unterhalb der Düse
vorgesehen zum Ausbilden des Monomerstroms. Auf diese Weise gelangt
die Monomerflüssigkeit
frei durch die Öffnung
in der Scheibe und in die evakuierte Zementpulversäule in der
Patrone. Der Mischer beinhaltet auch ein Ventil zum automatischen Freigeben
von Monomerflüssigkeit
wenn der Deckel am oberen Bereich des Monomerbehälters geschlossen ist, sieht
dabei eine unverzügliche
Abgabe an Monomerflüssigkeit
in das Knochenzementpulver vor, vereinfacht Mischvorgänge und
reduziert die erforderliche Zeit zum Mischen einer Charge an Zement.
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Die
Knochenzementpatronen, die dazu verwendet werden, um Zement in dem
offenbarten Mischer zu mischen, umfassen einen zylindrischen Körper, einen
speziellen Kolben an einem Ende des Körpers, einen an dem anderen
Ende des Körpers montierten
Verlängerungskragen,
wobei ein Rührer im
Inneren des zylindrischen Körpers
und des Kragens angeordnet und in Schlitzen in dem Kolben montiert
ist. Eine geeignete Anzahl an Dosen kompaktierten Knochenzementpulvers
wird in die Patrone geladen und bei Atmosphärendruck durch den Hersteller
in der Patrone abgedichtet bzw. versiegelt. Eine Abdichtung wird
an der Lippe an dem oberen Bereich des Kragens angehaftet, um das
trockene Pulver in der Patrone zu beinhalten. Die Abdichtung ist
vorzugsweise aus einem Bogen aus durchlässigem Material ausgebildet,
das gestattet, daß der Druck
der Luft innerhalb der Patrone sich einstellt auf den Druck der
Luft außerhalb
der Patrone.
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Der
den Rührer
tragende Kolben beinhaltet Lippendichtungen, die sich um einen zweiarmigen Rührer erstrecken
und eine Lippendichtung, die sich um den Umfang des Kolbens erstreckt
und in Eingriff steht mit dem Inneren des zylindrischen Körpers. Diese
Dichtungen verhindern ein Lecken des Knochenzements. Eine Kappe
ist vorzugsweise über
das Ende des Körpers
bei dem Kolben gepaßt,
um den Kolben vor dem Mischen zu schützen.
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Der
Mischer ist wiederverwendbar und kann wiederholt verwendet werden,
um Chargen an Knochenzement in Knochenzementpatronen zu mischen.
Das Zementpulver, die Monomer flüssigkeit und
der gemischte Zement sind jederzeit innerhalb einer Patrone beinhaltet.
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Die
Einsatzmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung sind nicht auf Knochenzement beschränkt, sondern
gelten auch beispielsweise für
Dental- oder anderen ähnlichen
Zement.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind im Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Knochenzementmischers;
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2 eine
vertikale Schnittansicht durch den in 1 gezeigten
Mischer;
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3 bis 6 Schnittansichten,
jeweils entlang der Linien 3-3 bis 6-6 der 2;
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7 eine
Ansicht von oben auf den in 1 gezeigten
Mischer;
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8 eine
vergrößerte Ansicht
des Abschnitts A der 2;
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9 eine
vergrößerte Ansicht
des Abschnitts B der 2;
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10 eine
Ansicht von oben auf den Mischer mit geschlossenem Monomerkammerdeckel;
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11 eine
vertikale Schnittansicht des Mischers in Darstellung der Abgabe
an Monomerflüssigkeit
in das Knochenzementpulver in einer in dem Mischer montierten Patrone;
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12 eine
vergrößerte Ansicht
des Abschnitts C der 11;
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13 eine
Seitenansicht eines Rührers;
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14 eine
Ansicht, teilweise weggebrochen, eines Knochenzementspritzgerätes, das
gemischten Knochenzement von einer Knochenzementpatrone abgibt,
und
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15 eine
Schnittansicht einer vorgefüllten Knochenzementpatrone.
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Ein
Knochenzementmischer 10 umfaßt ein Patronengehäuse 12 und
eine Abdeckung 14, die entfernbar an der Oberseite des
Gehäuses
befestigt ist. Das Patronengehäuse 12 und
die Abdeckung 14 sind vorzugsweise aus thermoplastischem
Kunstharz gegossen, der transparent sein kann, obgleich andere Materialien
je nach Wunsch verwendet werden können. Das Patronengehäuse 12 umfaßt eine
zylindrische Wand 16 mit einer geschlossenen Bodenwand 18.
Das Gehäuse
und die Abdeckung definieren eine geschlossene, zylindrische Mischkammer 20 oberhalb
der Bodenwand 18, die im oberen Bereich des Gehäuses offen
ist. Ein Vakuumstutzen 22 ist an der Seite des Gehäuses quer
zur Kammer 20 angeordnet und öffnet sich in einen inneren
Durchgang 24, der sich zum Oberen des Gehäuses hin
erstreckt und mit der Kammer 20 kommuniziert. Eine äußere Umfangslippe 26 erstreckt
sich um das Gehäuse 12 und
zwar einen kurzen Abstand unterhalb des oberen Bereichs des Gehäuses. Die
Lippe 26 trägt
einen nach oben weisenden umfangsmäßigen Dichtungsring 28.
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Ein
zylindrischer Patronenausrichtring 30 erstreckt sich von
dem Zentrum der Bodenwand 18 nach oben. Ein integraler
Ausrichtdiebel bzw. -schlüssel 32 ist
an einer Seite des Rings 30 vorgesehen. Siehe 6 und 9.
Ein ring förmiger
Patronentragering 34 erstreckt sich von der Bodenwand 18 nach
oben und zwar eine kurze Länge
von der Wand 16 nach innen. Vier vertikale Ausrichtrippen 36 sind
um die Innenseite der Wand 16 herum beabstandet und erstrecken
sich von der Bodenwand 18 zu dem oberen Bereich der Kammer 20.
Die Höhe
der Rippen 36 ist beim oberen Bereich der Kammer 20 reduziert,
um einen unten beschriebenen Verlängerungskragen aufzunehmen
und dessen Drehung zuzulassen. Ein vergrößertes umfängliches Bodenteil 38 erstreckt
sich um den Boden des Gehäuses 12,
so daß eine
stabile Positionierung des Mischers 10 auf einer Tragefläche vereinfacht
ist.
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Die
Abdeckung 14 umfaßt
eine durchgehende umfängliche
vertikale Wand 40, die ein paar teilzylindrische Abschnitte 42 und 44 hat.
Der untere Teil der Wand 40 hat eine enge Gleitpassung über der teilzylindrischen
Wand 16 auf einer Seite des Gehäuses 12 und der teilzylindrischen
Wand 46 auf der anderen Seite des Gehäuses. Ein breiter Umfangsflansch 48 erstreckt
sich um den Boden der Wand 40 und greift in den Dichtungsring 28 ein,
um eine feste Abdichtung zwischen dem Gehäuse und der Abdeckung 14 auszubilden.
Der Flansch 48 ist breiter als die Lippe 26, um
eine manuelle Montage der Abdeckung 14 auf dem Gehäuse und
eine vollständige Entfernung
der Abdeckung 14 zum Öffnen
des Mischers 10 zu vereinfachen. Die Abdeckung 14 verschließt den oberen
Bereich des Mischers 10 und verhindert, daß Umgebungsluft
in die Mischkammer 20 strömt, wenn die Abdeckung 14 auf
dem Gehäuse montiert
ist. Auf diese Weise kann der Druck in der Kammer 20 durch
Abziehen von Luft durch den Stutzen 22 reduziert werden.
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Die
Abdeckung umfaßt
eine vorzugsweise transparente Monomerkammer bzw. einen -Behälter 50,
die oberhalb der Mischkammer 20 angeordnet ist. Die Monomerkammer 50 ist
an der Außenseite
der Abdeckung 14 offen. Ein Auslaßdurchgang 52 am Boden
der Kammer 50 erstreckt sich nach unten zur Düse 54.
Die Düse 54 liegt
oben und zielt nach unten zur Kammer 20. Wie in 8 gezeigt,
ist der untere Abschnitt 56 des Durchgangs 52 im
Durchmesser vergrößert zum
Zwecke der Aufnahme der Düse 54.
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Der
Auslaßdurchgang 52 wird
durch ein in 8 gezeigtes Monomerflüssigkeitsventil 58 geöffnet und
geschlossen. Das Ventil umfaßt
einen Ventilsitz 60, der an dem oberen Ende des Abschnitts 56 angeordnet
ist und ein längliches
Ventilteil 62, das in dem Durchgang 52 sitzt und
hat eine obere Stange 64 mit einem Ende, das einen kurzen
Abstand unterhalb des oberen Bereichs 66 der Monomerkammer angeordnet
ist. Der Durchmesser der Ventilstange 64 ist geringer als
der Durchmesser des Durchgangs 52, um einen Strom an Monomerflüssigkeit
nach unten durch den Durchgang 52 zu ermöglichen.
Ein erweiterter Ventilkopf 68 an dem unteren Ende der Stange 64 ist
normalerweise durch eine Feder 70 gegen den Sitz 60 gehalten,
die in dem erweiterten unteren Abschnitt 56 zwischen der
Düse und
dem Kopf 68 angeordnet ist. Der obere Abschnitt der Stange 64 oberhalb
des Durchgangs 52 ist frei getragen in einer vertikalen
Nut 72 in dem Rand der Wand 74, die sich in die
Kammer 50 erstreckt.
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Die
Abdeckung 14 umfaßt
einen Deckel 76 für
die Monomerkammer, mit einem umfangsmäßigen Dichtring 78 zum Abdichten
gegenüber
dem oberen Bereich des Monomerbehälters. Ein hohler Montagehalter 80 ist
integral mit dem Deckel 76 ausgebildet und erstreckt sich
von dem Deckel 76 nach unten in den vertikalen Durchgang 82,
der sich an dem oberen Bereich der Abdeckung 14 öffnet. Eine
Feder 84 ist in dem Durchgang 82 beinhaltet und
erstreckt sich von dem Boden des Durchgangs 82 zu dem oberen Bereich
einer Ausnehmung in dem Boden des Halters 80 um den Deckel 76 nach
oben vorzuspannen. Ist der Deckel 76 offen, so hält die Feder 84 die Schulter 86 am
oberen Bereich des Halters 80 gegen ein Ende 88 des
Kurbelarms 90. In dieser Stellung erstreckt sich eine gebogene
Ausnehmung 92 am Ende des Kurbelarms 90 teilweise
um das obere Ende des Halters 80, um den Kurbelarm 90 gegenüber einer Drehung
zu sperren.
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Eine
flache Vertiefung 94 im oberen Bereich des Deckels 76 vereinfacht
eine digitale Drehung und ein Niederdrücken des Deckels 76.
Eine Lippe 96 erstreckt sich um den Deckel 76 und
umfaßt
eine innere Abschrägung,
um das Ausrichten des Deckels 76 mit dem oberen Bereich
der Monomerkammer 50 zu vereinfachen, wenn der Deckel 76 auf
die Kammer 50 heruntergelassen ist. Der verschlossene Deckel 76 ist
unterhalb des Kurbelarms 90 angeordnet, um den Arm 90 für eine Drehung
freizusetzen.
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Die
Abdeckung 14 umfaßt
einen manuellen Rührantrieb 98 zum
Drehen einer Knochenzementpatrone und eines Verlängerungskragens in der Kammer 20.
Der Antrieb umfaßt
den Arm 90 und eine Antriebswelle 100, die an
dem Arm 90 montiert ist und sich nach unten durch einen
zylindrischen Durchgang 101 von dem oberen Bereich zu dem
Boden der Abdeckung 14 erstreckt. Ein Handgriff 102 ist an
dem äußeren Ende
des Arms 90, von der Welle 100 entfernt, vorgesehen,
um eine Drehung des Armes 90 und Betätigung des Antriebs zu vereinfachen. Ein
an dem Boden der Abdeckung angeordnetes Antriebsrad 104 ist
an dem unteren Ende der Welle 100 montiert und greift in
das angetriebene Rad 106 ein. Das Rad 106 ist
drehbar an einer Welle 108 an dem Boden der Abdeckung montiert.
Eine Antriebsscheibe 110 erstreckt sich von dem unteren
Ende des angetriebenen Rads 106 nach außen. Ein abgeschrägter Abgleichring 112 erstreckt
sich um die untere Seite der Scheibe 110 und weist zur
Kammer 20, wenn die Abdeckung auf dem Gehäuse, wie
in 2 gezeigt, montiert ist. Mehrere nach innen abgewinkelte Abgleichrippen 114 sind
in Abständen
um den Ring 112 vorgesehen, um das Zentrieren des Rings 112 auf
dem oberen Bereich eines Verlängerungskragens
einer Knochenzementpatrone zu vereinfachen, die in der Kammer 20 positioniert
ist. Ein Paar diametral gegenüberliegende
Antriebsvorsprünge 116 erstreckt
sich von dem äußeren Rand
der Scheibe 110 außerhalb
des Rings 112 nach unten, um in Eingriff zu stehen mit äußeren Rippen
an dem Verlängerungskragen
und um eine drehbare Verbindung zwischen dem Antrieb 98 und
einer Patrone in der Kammer 20 auszubilden.
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Die
Scheibe 110 ist zwischen der Düse 54 und der Mischkammer 20 angeordnet.
Vier nierenförmige Öffnungen 118 erstrecken
sich durch die Scheibe 110, und zwar an voneinander beabstandeten
Orten um die Scheibe 110. Falls es gewünscht wird, so können die Öffnungen 118 die
Form radialer Aussparungen annehmen, die sich von dem Umfang der Scheibe 110 aus
nach innen erstrecken. Ist der Handgriff 102 in der in
den 2 und 10 gezeigten Stellung gesperrt,
wobei der Handgriff 102 sich von der Monomerkammer 50 weg
erstreckt, so ist eine Öffnung 118 unterhalb
der Düse 54 angeordnet und
gestattet einem Strom an Monomerflüssigkeit von der Düse, durch
die Öffnung 118 und
in Knochenzementpulver in einer Patrone in Kammer 20, zu strömen.
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Ein
Zapfen 91 erstreckt sich in einem Abstand unterhalb des
Deckels 76. Wenn der Deckel über der Monomerkammer positioniert
und in die in 11 gezeigte, geschlossene Stellung
abgesenkt ist, so gelangt der Zapfen 91 in Eingriff mit
dem oberen Ende 64 der Ventilstange 62, um die
Stange abzusenken und das Ventil 58 zu öffnen. Eine konkav-konvexe
Aufnehmung 93 ist in der Seite des Deckels 76 oberhalb
des Halters 80 vorgesehen. Wenn der Deckel 76 abgesenkt
ist, um den oberen Bereich des Behältnisses zu verschließen, gleitet
die Ausnehmung 93 nach unten, entlang des angrenzenden Endes
des Kurbelarmes 90 und fluchtet mit dem oberen Bereich
des Behälters.
Der geschlossene Deckel ist unterhalb des Kurbelarmes 90,
so daß der
Kurbelarm 90 zum Zwecke manueller Drehung entsperrt ist. Siehe 10 und 11.
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Der
Knochenzementmischer 10 mischt Knochenzement in einer in 15 gezeigten,
speziellen Knochenzementpatrone 120. Die Patrone 120 umfaßt einen
plastischen zylindrischen Körper 122,
einen Kolben 124, der das untere Ende des Körpers 122 verschließt, einen
Verlängerungskragen 126,
einen Rührer 142 und
eine Säule
aus Knochenzementpulver 164. Montagegewinde sind an der äußeren Oberfläche des
oberen Endes des Körpers 122 vorgesehen
und greifen gewindemäßig ein
in die Innengewinde am Kragen 126, der am oberen Ende des Körpers 122 montiert
ist. Wie von oben gesehen, ist der Kragen 126 gewindemäßig angebracht
am Körper 122 durch
Drehung in Richtung im Uhrzeigersinn. Der Kragen 126 umfaßt eine
innere Umfangslippe 127, welche den oberen Bereich des
Körpers 122 umgibt
und erstreckt sich eine kurze Länge
nach unten, in das Innere des Körpers.
Die Lippe 127 führt Pulver
in die Patrone und verhindert ein Lecken aus dem zusammengesetzten
Körper 122 und
Kragen 126. Ein paar diametral gegenüberliegende, externe Antriebsrippen 128 sind
an dem oberen Bereich des Kragens 126 vorgesehen, wie dies
in den 2 und 4 gezeigt ist.
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Der
Kolben 124 umfaßt
eine Scheibe 130, die zum Inneren des Körpers 122 weist und
einen zylindrischen Rand 132, der sich einen kurzen Abstand unterhalb
der Scheibe 130 erstreckt. Der Kolben 124 ist
vorzugsweise aus gegossenem, thermoplastischem Kunstharz ausgebildet.
Eine mit dem Kolben 124 integrale, zylindrische Dichtlippe 134 erstreckt sich
um den Rand 132 und ist mit dem unteren Ende des Randes 132 verbunden,
wie dies in 9 gezeigt ist. Wenn der Kolben 124 in
den Körper 122 eingepaßt ist,
so ist die Dichtlippe 134 radial nach außen vorgespannt
gegen den Körper 122,
um ein Lecken aus der Patrone zu verhindern. Eine integrale Verstärkungswand 136,
radiale Wände 138 und
ein zentrales, zylindrisches Verschlußstück 140 sind auf der unteren
Oberfläche
der Scheibe 130 ausgebildet. Wenn die Knochenzementpatrone
in der Kammer 20 positioniert ist, so paßt das Verschlußstück 140 in den
Ring 30.
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Wie
in 6 gezeigt, erstrecken sich die inneren Enden aller
radialen Wände 138 bis
auf eine über
die kreisförmige
Wand 136 nach innen, und liefern einen vergrößerten Umfangsspalt
oder eine Nut 137 in der Wand 136, der sich zu
beiden Seiten der vorverkürzten
Wand erstreckt. Wenn die Patrone mit dem Kolben an Ort und Stelle
in die Kammer 20 eingeführt
wird, so paßt
der Ausrichtdiebel bzw. -schlüssel 32 in
die Nut 137, um den Kolben und den an dem Kolben montierten
U-förmigen
Rührer 142 in
einer bekannten umfangsmäßigen Stellung
zu orientieren.
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Der
U-förmige
Rührer 142 hat
zwei längliche, parallele
und voneinander beabstandete Mischarme 144 und 146 und
eine Brücke 148,
welche die oberen Enden der Arme 144, 146 verbindet.
Die unteren freien Enden der Arme 144, 146 erstrecken
sich durch Schlitze 150 und 152 in dem Kolben.
Wie in der 4 gezeigt, ist der Arm 144 an
der Innenwand des Körpers 122 angrenzend
angeordnet und der Arm 146 ist um einen Abstand weiter
als der Arm 144 in den Körper hinein angeordnet. Beide
Arme 144, 146 erstrecken sich entlang der Länge der
Knochenzementpatrone 120 und in den Verlängerungskragen 126 um
eine ausreichende Distanz, um sicherzustellen, daß die Arme 144, 146 das
gesamte Knochenzementpulver in der Patrone 120 und dem
Kragen mischen. Die Brücke 148 ist
in dem Kragen oberhalb des Pulvers 164 angeordnet. Der
Rührer 142 ist
vorzugsweise stanzgeformt aus Blechstreifenmaterial gleichförmiger Dicke.
Die Arme 144, 146 sind in transversalem Querschnitt
gekrümmt – wie dies
in 4 dargestellt ist –, um das Mischen zu vereinfachen.
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Integrale
Dichtlippen 154 und 156 ragen oberhalb der Kolbenscheibe 130 hervor
und umgeben die Schlitze 150 und 152. Die Dichtungen
stehen eng mit den Armen 144 und 146 in Eingriff,
um zu verhindern, daß Material
während
des Knochenzementmischens und der Extrusion von Knochenzement aus dem
Mischer an dem Armen 144, 146 vorbei und aus der
Patrone 120 leckt. Der Kolben 124 gleitet frei
und ohne Lecken entlang der Arme 144 und 146 während der
Extrusion von gemischtem Knochenzement aus der Patrone 120.
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Knochenzement
wird durch Hersteller im Rahmen von vorgepackten Mengen oder Dosen
vermarktet, die von Verwendern zusammengemischt werden, um eine
Einzeldosis an Knochenzement herzustellen. Typischerweise wird feines
Polymethacrylat-Pulver in 40g Dosen verpackt und Monomerflüssigkeit
aus flüssigem
Methylmethacrylat wird in Glasampullen in 20 mm Dosen abgedichtet.
Der Mischer 10 kann dazu verwendet werden, um eine, zwei
oder drei Dosen an Knochenzementpulver und Monomerflüssigkeit
in Abhängigkeit
von dem für
eine spezielle Anwendung erforderlichen Zementvolumen zu mischen.
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Die
Patrone 120 mit dem Kolben 124, dem Rührer 142 und
dem Kragen 126 an Ort und Stelle, wird mit einem geeigneten
Element bzw. der Menge an Dosen mit kompaktiertem Knochenzementpulver von
einem Hersteller gefüllt
und dann abgedichtet zum Zwecke der Abgabe bzw. des Verschiffens
an einen Verwender. Eine, zwei oder drei Dosen Knochenzementpulver
werden in die Patrone 120 eingebracht. Das Knochenzementpulver
kann entweder vom Kügelchen-
und Fragmenttyppulver oder vom nur Kügelchentyppulver sein. 11 stellt
das Niveau einer Säule
mit drei Dosen an Knochenzementpulver 164 in der Patrone 120 dar.
Nachdem die Patrone 120 mit Knochenzementpulver gefüllt wurde, wird
eine Dichtung 174 am oberen Ende des Kragens 126 angebracht,
um den Knochenzement innerhalb der Patrone 120 zu beinhalten.
Die Dichtung 174 kann eine Lasche haben, die dazu verwendet
wird, die Dichtung 174 von der Patrone unmittelbar vor dem
Mischen des Knochenzementpulvers, zu entfernen. Die Patrone 120 wird
bei Atmosphärendruck
abgedichtet. Die Dichtung 174 ist vorzugsweise permeabel
bzw. durchlässig,
um sicherzustellen, daß das Innere
der Patrone 120 unabhängig
von Druckänderungen
auf Umgebungstemperatur gehalten ist. Dieses Merkmal ist wichtig,
da gefüllte,
abgedichtete Patronen vom Herstellungsort zum Verwender mittels Flugzeugen
transportiert werden und während
des Fluges einem reduzierten Druck ausgesetzt sein können. Eine
Schutzkappe 176 ist über
das untere Ende der Patrone 120 gepaßt, um den Kolben 124 zu schützen.
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Der
Betrieb des Knochenzementmischers 10 wird nun beschrieben.
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Vor
dem Mischen von Knochenzement wird die Abdeckung 14 von
dem Gehäuse 12 entfernt. Eine
mit einer geeigneten Anzahl an Dosen mit Knochenzement geladene
Knochenzementpatrone 120 wird vorbereitet, um in den Mischer 10 eingeführt zu werden,
indem die Dichtung 174 am oberen Bereich des Kragens sowie
die den Kolben 124 abdeckende Kappe 176 entfernt
werden. Die Patrone 120 ist aufrecht gehalten und wie in 2 gezeigt,
in die Kammer 20 gesetzt. Die Rippen 36 führen die
Patrone 120 an Ort und Stelle in der Kammer 20 und
auf das Bodenteil 38. Ruht die Kolbennut 137 auf
dem Ausrichtdiebel bzw. -schlüssel 32,
so wird die Patrone 120 gedreht, bis die Nut und der Diebel
bzw. Schlüssel
fluchten und der Patrone 120 gestatten, an Ort zu Stelle
zu fallen, wobei der Tragering 34 die Patrone 120 kontaktiert.
Auf diese Weise ist die Patrone 120 sauber in das Gehäuse 12 gesetzt,
ohne daß der
Kolben 124 versetzt wurde. Die Kolbennut 137 wird
nun um den Ausrichtdiebel 32 gepaßt und hält den Kolben 124 und
den Rührer 142 an
Ort und Stelle, so daß sie
sich nicht mit dem Patronenkörper 122 drehen.
Die Rührerarme 144, 146 und
-Brücke 148 sind in
fixer Stellung von der Düse 54 weggehalten,
um einen ununterbrochenen Strom an Monomerflüssigkeit zu erlauben, der von
der Düse 54 durch
die Scheibe 110 und in das Pulver in der Patrone 120,
strömt.
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Nachdem
die Patrone 120 in das Gehäuse 12 eingesetzt
wurde, wird die Abdeckung 14 auf dem Gehäuse 12 befestigt.
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Der
Deckel 76 und die Kurbel 90 werden in der in 2 und 7 gezeigten
Stellung gesperrt. Die Scheibe 110 ist gegenüber einer
Drehung gehalten, und zwar mit einer Öffnung 118 unterhalb
der Düse 54 und
mit Antriebsvorsprüngen 116 in
kurzen, entgegen dem Uhrzeigersinn gerichteten Abständen von
den Rippen 128. Der Durchmesser des Rades 106 beläuft sich
auf die Hälfte
des Durchmessers des Rades 104, was sicherstellt, daß eine Öffnung 180 richtig
angeordnet ist, wenn der Handgriff 90 an Ort und Stelle
verriegelt und sich von der Monomerkammer 50 weg, erstreckt.
Vier Öffnungen 118 sind
in der Scheibe 110 offenbart. In der Praxis muß lediglich eine
einzige, unterhalb der Düse 54 angeordnete Öffnung 118 vorgesehen
werden.
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Das
Anbringen der Abdeckung 14 auf dem Gehäuse 12 bewegt die
Montagescheibe 110 auf den oberen Bereich des Kragens 126.
Dies wird vereinfacht durch Rippen 36, welche die Patrone 120 und den
Kragen 126 in ungefährer
Ausrichtung zu der Scheibe 110 halten. Der abgeschrägte Ring 112 wird in
einem kurzen Abstand in den Kragen 126 eingesetzt. Die
Elemente 114 führen
den Ring 112 in den Kragen 126.
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Mit
der Abdeckung 14 an Ort und Stelle, greift der Flansch 48 in
die Dichtung 28 ein und das Innere der Mischkammer 20 ist
dichtend verschlossen. Der Stutzen 22 wird dann mit einer
Vakuumquelle über
ein Rohr 158 verbunden, um die Mischkammer zu evakuieren
und in dem Knochenzementpulver eingeschlossene Luft zu entfernen.
Während
des Evakuierens des Mischers 10 wird die geeignete Anzahl
bzw. Menge an Dosen mit monomerer Flüssigkeit zum Mischen mit dem
Knochenzementpulver in der Patrone 120 in die offene Monomerkammer 50 geschüttet. Die
Feder 70 hält
das Ventil 58 geschlossen, um Monomerflüssigkeit 188 davon
abzuhalten, in den Mischer 10 zu strömen.
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Einer
Druckminderung in dem Mischer 10 um etwa 82,737 kPa (12
psi) folgend, wird der Deckel 76 um 180 Grad aus der Stellung
der 7 in die Stellung der 10 gedreht,
und zwar entweder durch Ergreifen der Ränder des Deckels 76 oder
durch digitalen Eingriff in die Vertiefung 94. Der Deckel 76 wird
dann niedergedrückt
in die Stellung der 11, in welcher die Dichtung 78 in
Eingriff gelangt mit dem oberen Bereich der Monomerkammer 50 und schließt den oberen
Bereich der Kammer 50 ab. Der Zapfen 91 greift
in die Ventilstange 62 ein und senkt diese ab zum Zwecke
des Öffnens
des Ventils 58. Das Verschließen des Deckels 76 führt zu einem
Einschluß bzw.
einer Aufnahme eines Luftvolumens bei Atmosphärendruck in Raum 160 am
oberen Bereich der Kammer 50, oberhalb des Monomers in
der Kammer 50 und verhindert das Entweichen monomeren Flüssigkeitsdampfes.
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Wird
das Ventil 58 geöffnet,
so läßt der Druckabfall über der
Düse 54,
im wesentlichen –82,737
kPa (–12
psi), rasch Monomerflüssigkeit
den Durchgang 52 nach unten strömen und aus dem Strömungsdurchgang 166 in
die Düse 54 in
einem Strom 162 kleinen Durchmessers und hoher Geschwindigkeit.
Der vertikale Strom 162 strömt durch die fluchtende Öffnung 118 in
der Scheibe 110 und nach unten in die evakuierte Knochenzementsäule 164 in
der Patrone und dem Verlängerungskragen 126.
Der Durchmesser des Monomerstroms 162 oberhalb des Pulvers
divergiert lediglich gering von dem Durchmesser des Durchgangs 52 in
der Düse 54;
siehe hierzu 11 und 12. Der
Monomerstrom durchdringt die Höhe
der Knochenzementsäule
und wird in dem Knochenzementpulver in der Säule, absorbiert. Knochenzementflüssigkeit
staut sich nicht auf dem oberen Bereich des Knochenzementpulvers.
Monomerflüssigkeit
wird innerhalb des Knochenzementpulvers relativ gleichförmig entlang
der Höhe
der Säule
absorbiert. Eine gleichförmige
Verteilung monomerer Flüssigkeit
entlang der Säule
vereinfacht das Mischen der Monomerflüssigkeit in das Knochenzementpulver.
Während
des Mischens ist es nicht erforderlich, Monomerflüssigkeit
vertikal zu versetzen, um einen gleichförmigen Knochenzement herzustellen.
Die den Mischer 10 bedienende Person kann den Pegel an
Monomerflüssigkeit
in der Kammer 50 durch die transparente Seitenwand der
Abdeckung 14 beobachten und bestimmen, wann die gesamte
Monomerflüssigkeit
in das Zementpulver geströmt
ist.
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Das
vordere Ende des Monomerstromes 172 trifft das Knochenzementpulver
in der Säule 164 und wird
in dem Pulver absorbiert. Das befeuchtete Pulver schrumpft seitlich
von dem Monomerstrom weg, um einen zylindrischen Durchgang oder
Behälter 168 zu
bilden, welcher den Strom umgibt und einen größeren Durchmesser als der Strom
hat. Der Behälter erstreckt
sich entlang der Länge
des Stromes. Ein Zylinder 170 aus befeuchtetem Knochenzementpulver – reich
an Monomerflüssigkeit – umgibt
den Durchgang 168. Das Pulver in der Säule, das vom Zylinder 170 entfernt
liegt, bleibt trocken. Das Pulver löst sich in der Monomerflüssigkeit,
wenn Monomerflüssigkeit
nach außen
schießt
in die evakuierte Umgebung und das trockene Pulver.
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Nachdem
die gesamte Monomerflüssigkeit in
das Knochenzementpulver geströmt
ist, wird die in der Kammer 50 bei geschlossenem Deckel 76 gefangene
Luft aus dem Mischer 10 über den Stutzen 22 evakuiert.
Der Deckel 76 wird gegen die Feder 70 geschlossen
gehalten durch den negativen Druck in dem Mischer 10 und
fährt fort,
das Ventil 58 offen zu halten. Die Luft aus der Kammer 50 umgeht
das Gemisch und bildet keine Einschlüsse in dem Zement aus. Der
Deckel 76 ist während
des Mischens geschlossen gehalten, bis der Druck in der Mischkammer 20 wieder
auf Atmosphärendruck
zurückgelangt ist,
und zwar vor der Entfernung der Abdeckung 14 vor dem Gehäuse 12.
Die Feder 70 öffnet
dann den Deckel 76.
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11 zeigt
die Verteilung eines Drei-Dosenvolumens an Monomerflüssigkeit
aus der Monomerkammer 50 in eine 17,78 cm (7 inch) hohe
und 1,74625 cm (11/16 inch) Durchmesser aufweisende Säule aus
drei Dosen Knochenzementpulver. Der Mischer 10 kann auch
verwendet werden zur Verteilung von Monomerflüssigkeit entlang einer Zwei-Dosen-
und Ein-Dosensäule an Knochenzementpulver, das,
wie beschrieben, zuvor in Patronen geladen wurde. Falls gewünscht, so
kann Knochenzementpulver manuell in eine offene Patrone unter Verwendung
eines Trichters geschüttet
werden. Geflocktes Pulver in der Patrone wird durch Abzapfen oder
Vibration kompaktiert.
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Beim
Mischen einer oder zweier Dosen Zement, kann anfänglich geringfügig mehr
Monomerflüssigkeit
zu dem unteren Abschnitt der Säule
verteilt werden, als zu dem oberen Abschnitt. Während des Mischens gleicht
sich die Monomerverteilung entlang der vertikalen Erstreckung des
Gemisches aus.
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Nachdem
man Monomerflüssigkeit
in das Knochenzementpulver fließen
ließ,
wird ein Mischen durch Drehen der Kurbel 90 in einer Richtung
entgegen dem Uhrzeigersinn und angegeben durch Pfeil 171 – von oben
auf den Mischer 10 gesehen –, eingeleitet, um die Scheibe 110 in
Richtung Uhrzeigersinn, wie durch Pfeil 172 angegeben,
zu drehen. Die Drehung der Scheibe 110 bewegt die Antriebsvorsprünge 116 in
Kontakt mit den Antriebsrippen 128 am Kragen 126,
um den Kragen und den gewindemäßig angebrachten
Körper 122 in
Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Die Drehung des Kragens 126 zieht
die gewindemäßige Verbindung
zwischen dem Kragen 126 und dem Körper 122 an, um sicherzustellen,
daß der
Kragen 126 und der Körper 122 zusammen
drehen. Der Kolben 124 wird gegenüber einer Drehung auf der Bodenwand 18 durch
den in der Nut 137 sitzenden Giebel bzw. Schlüssel 32 gehalten. Der
Rührer 142 ist
in gleicher Weise stationär
gehalten, wobei sich die unteren Enden der Arme 144 in Schlitze 150 und 152 in
dem gehaltenen Kolben 124 erstrecken. Während des Mischens schrumpft
das Volumen des Pulvers und der Flüssigkeit und der gesamte gemischte
Zement ist in dem Körper 122 gehalten.
Das Mischen dauert etwa 45 Sekunden.
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Eine
Drehung des Kragens 126 und des Körpers 122 bewegt das
Knochenzementpulver und die Monomerflüssigkeit in dem Knochenzementpulver um
die stationären
Mischarme 144 und 146 zum Mischen des Zements.
Der Arm 144 ist radial relativ zum Arm 146 nach
außen
angeordnet und mischt am wirkungsvollsten das Knochenzementpulver,
das in der Außenseite
der Säule 164 angeordnet
ist. Der Arm 146 ist näher
zum Zentrum der Säule 164 angeordnet
und mischt am wirkungsvollsten das Knochenzementpulver nahe dem
Zentrum der Säule 164.
Beide Arme 144, 146 habe vertikale Oberflächen und
einen gleichförmig
gekrümmten,
transversalen Querschnitt. Der gleichförmige Querschnitt und die vertikalen
Oberflächen
ermöglichen
es dem Kolben 124, sich entlang der Arme 144, 146 des
Rührers 142 zu
bewegen, wenn Zement aus der Patrone 120 extrudiert wird.
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Nach
Beendigung des Mischens wird der Mischer 10 von der Vakuumquelle
getrennt und die Abdeckung 14 vom Gehäuse 12 entfernt. Das
obere Ende des Kragens 26 wird ergriffen und die Patrone von
dem Mischer entfernt. Der Kragen wird dann von dem Patronenkörper 122 abgedreht
und eine Düse 182 mit
Gewindenarbe 186 wird an dessen Stelle aufgeschraubt. Die
Patrone wird in einen herkömmlichen
Knochenzementspritzapparat 180 geladen. Der Spritzapparat 180 umfaßt ein Antriebselement 184, das
in Eingriff steht mit dem freigelegten Ende des Patronenkolbens 124.
Der Spritzapparat 180 wird betätigt, um das Element 184 gegen
den Kolben 124 zu bewegen, den Kolben 124 entlang
des Patronenkörpers 122 gleiten
zu lassen und den gemischten Knochenzement aus der Düse 182 zu
extrudieren. Während
des Extrudierens des gemischten Knochenzements bewegt sich der Kolben 124 entlang
der Mischarme 144 und 146 frei. Dichtungslippen 154 an dem
Kolben 124 verhindern ein Lecken des Knochenzements über den
Kolben 124, wenn sich der Kolben 124 entlang der
Arme 144, 146 bewegt. In gleicher Weise verhindert
die Dichtungslippe 134 ein Lecken des gemischten Knochenzements
zwischen dem Kolben 124 und dem Körper 122. Das Brückenende
des Rührers 142 wird
gegen die Narbe 186 der Düse 182 bewegt. Der
Rührer 142 stört die Extrusion
des gemischten Knochenzementes aus dem Spritzapparat 180 nicht.
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Während des
Strömens
von Monomerflüssigkeit
in das Knochenzementpulver, strömt
der Monomerstrom 162 mit einer Geschwindigkeit, die abhängt von
der Druckdifferenz zwischen dem Raum 160 und dem evakuierten
Inneren des Mischers 10. In einem Test wurden drei Dosen
an Monomerflüssigkeit
in der Monomerkammer 50 angeordnet, die einen Luftraum
am oberen Bereich des geschlossenen Behälters hinterließen, der
gleich etwa 2/3 des Volumens der Monomerflüssigkeit in dem Behälter war. Das
Innere des Mischers wurde auf etwa 82,737 kPa (12 psi) unterhalb
Atmosphärendruck
evakuiert. Der Deckel wurde geschlossen, das Ventil am Boden des Monomerbehälters geöffnet und
die 82,737 kPa (12 psi) Druckdifferenz führte zu einem Strömen der
Monomerflüssigkeit
aus dem Behälter über eine
Düse im Rahmen
eines Hochgeschwindigkeitsstrahls, welcher eine 17,78 cm (7 inch)
hohe Drei-Dosen-Säule an
Knochenzement in der Patrone und der Hülse bzw. dem Mantel durchdrang.
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Strömt Monomerflüssigkeit
von dem Behälter
weg, so nimmt die Größe des Luftraums 160 zu und
die Druckdifferenz zwischen dem Behälter und dem Inneren des Mischers
nimmt ab. Kurz bevor die gesamte Monomerflüssigkeit in den Mischer geströmt ist,
hat sich die Größe des Luftraums
verdoppelt, wobei die Druckdifferenz sich auf etwa 32,405 kPa (4,7
psi) reduziert hat. Trotz der Reduzierung der Druckdifferenz wird
die Monomerflüssigkeit
in die Säule
mit einer ausreichenden Geschwindigkeit eingespritzt, so daß sie die
Säule durchdringen
kann und wird entlang der Höhe
der Säule
verteilt.
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Bei
dem vorstehenden Test ließ man
drei Dosen Monomerflüssigkeit
(60 ml. Methylmethacrylat) durch eine Düse mit einem Innendurchmesser
von 0,1676 cm (0,066 inch) in etwa 8 Sekunden bei einer durchschnittlich
berechneten Geschwindigkeit von etwa 1,31 m/s (4,3 fps) pro Sekunde
strömen.
Die Monomerflüssigkeit
strömte
sehr schnell in den Knochenzement. Der Knochenzement wurde darauffolgend
wie oben beschrieben gemischt, wobei der resultierende Zement eine
geringfügig
größere Viskosität am Boden
der Patrone hat als beim oberen Bereich der Patrone. Der Strömungsdurchgang
in der Düse
hatte einen Querschnittsbereich von 0,0219 cm2 (0,0034
in2).
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Es
wurde ein anderer Test durchgeführt, ähnlich dem
vorstehenden Test, mit der Ausnahme aber, daß der Durchmesser des Düsenströmungsdurchgangs
reduziert wurde auf 0,05588 cm (0,022 inch) mit einem Querschnittsbereich
von 0,00245 cm2 (0,00038 in2).
Die Monomerflüssigkeit
strömte
in einem Hochgeschwindigkeitsstrom in eine 17,78 cm (7 inch) Säule aus
Knochenzementpulver und wurde im wesentlich gleichförmig entlang
der Höhe
der Säule verteilt.
Die gesamte Monomerflüssigkeit
wurde in etwa 24 Sekunden abgegeben, bei einer berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit
von etwa 3,048 m/s (10 fps). Verglichen mit Zement, der unter Verwendung
der 0,1676 cm (0,066 inch) Düse
gemischt wurde, war die Verteilung der Monomerflüssigkeit entlang der Säule verbessert
und die Viskosität
des gemischten Zementes gleichförmiger,
obgleich die Zeit für
das Einströmen
der Monomerflüssigkeit
in die Säule
größer wurde.
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Die
vorstehenden Tests verwendeten Düsen mit
Querschnittsströmungsbereichen
von 0,219 cm2 (0,0034 in2)
und 0,00245 cm2 (0,00038 in2).
Selbstverständlich
können
Düsen mit
Querschnittsbereichen zwischen den Bereichen der beiden getesteten Düsen verwendet
werden. In gleicher Weise kann der Strom in das Knochenzementpulver
mit Geschwindigkeiten zwischen 1,31 m/s (4,3 fps) und 3,048 m/s (10
fps) eingeströmt
werden. Auch kann eine Druckdifferenz verwendet werden, die nicht –82,737
kPa (–12
psi) ist, um den schmalen Hochgeschwindigkeitsstrom bzw. -strahl
an Knochenzementflüssigkeit zu
bilden. Düsen,
die größer oder
kleiner als die getestete Düse
sind, können
verwendet werden und Knochenzementflüssigkeit kann in das Zementpulver bei
höheren
oder niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten
in das Zementpulver eingeleitet werden.
-
Die
Viskosität
des wie oben beschrieben gemischten Knochenzements wurde getestet
durch Extrudieren des gesamten gemischten Knochenzements in einer
Patrone als langen Zylinder aus Zement auf einer tragenden Oberfläche. Die
Viskosität des
Knochenzementes wurde entlang der Länge des Zylinders beobachtet
durch Festhalten der Änderung der
Form oder des Absackens des Knochenzements. Der Zement wurde gemischt,
nachdem der Druck im Inneren des Mischers um 82,737 kPa (12 psi)
unter Atmosphärendruck
reduziert wurde, und zwar unter Verwendung einer Monomerdüse mit einem
Innendurchmesser von 0,1676 cm2 (0,066 inch).
Der Zement wurde etwa 45 Sekunden lang gemischt. Knochenzement,
der aus drei Dosen Knochenzementpulver und drei Dosen Monomerflüssigkeit
zusammengemischt wurde, wies geringfügig weniger Absackung auf als
Zement am Boden(-kolben)ende.
Aus einer oder zwei Dosen Pulver und Monomerflüssigkeit gemischter Knochenzement
hatte im wesentlichen eine gleichförmige Absackung entlang seiner Länge und
eine gleichförmige
Viskosität.
Die Unterschiede in der Viskosität
dieser Zemente waren jedoch nicht signifikant.
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Die
vorstehenden Tests wurden durchgeführt unter Verwendung eines
Simplex P Radiopaque Knochenzementpulvers und einer Monomerflüssigkeit, hergestellt
durch Howmedica Inc., New Jersey.
-
Der
Knochenzementmischer 10 gibt Monomerflüssigkeit aus einer Monomerkammer
oder einem Behälter über eine
Düse ab,
um einen schmalen Hochgeschwindigkeitsstrahl an Monomerflüssigkeit auszubilden,
der eine Säule
evakuierten Knochenzementpulvers durchdringt. Ein Deckel ist vorgesehen, um
den oberen Bereich der Monomerkammer abzuschließen und ein Ventil zu betätigen zwecks
Einleitung eines Stroms an Monomerflüssigkeit durch die Düse. Der
Mischer muß jedoch
keinen Deckel für
die Monomerkammer umfassen oder ein Ventil zum Steuern des Stroms
an Monomerflüssigkeit
von der Monomerkammer in das Innere des Mischers und die Säule aus
Knochenzementpulver.
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Man
kann Monomerflüssigkeit
in einem schmalen Hochgeschwindigkeitsstrom in eine Knochenzementsäule unter
Verwendung eines Mischers strömen
lassen, wie dieser offenbart wurde, ohne einen Deckel und ohne ein
Ventil in dem Auslaßdurchgang 52 von
der Monomerkammer zu der Düse.
In diesem Falle wäre
der Betrieb des Mischers wie zuvor beschrieben, jedoch mit der Ausnahme,
daß während des
Evakuierens des Inneren des Mischers Luft durch die offene Monomerkammer
und die Düse
in das Innere des Mischers strömen
und durch den Vakuumstutzen herausgesogen würde. Die Vakuumquelle reduziert
den Druck in der Mischkammer trotz des begrenzten Luftstroms durch
die Düse.
Nachdem die Vakuumquelle den Druck des Inneren des Knochenzementmischers
reduziert, ordnet der Bediener die geeignete Anzahl an Dosen an
Monomerflüssigkeit
in der Monomerkammer an. Die Druckdifferenz zwischen der Monomerflüssigkeit
in der Monomerkammer bei Atmosphärendruck
und der reduzierte Druck im Inneren des Mischers führen zu
einem schmalen Hochgeschwindigkeitsstrom an Monomerflüssigkeit,
welcher die Säule
an Knochenzement in der unterhalb der Düse angeordneten Patrone, durchdringt.
Der Bediener kann den Strom an Monomerflüssigkeit aus dem Behälter beobachten. Wenn
die gesamte Flüssigkeit
in das Knochenzementpulver abgegeben ist, so kann der Knochenzement
manuell, wie zuvor beschrieben, gemischt werden. Das Innere des
Mischers wird während
des Mischens unter Vakuum gehalten. Über die Düse in die Kammer eingesogene
Luft wird evakuiert und stört das
Mischen nicht und bildet in dem gemischten Zement keine Einschlüsse aus.
Nach Beendigung des Mischens wird die Vakuumquelle von dem Mischer getrennt,
die Abdeckung entfernt und die Patrone und der Kragen von dem Gehäuse zum
Zwecke der Extrusion entfernt, wieder wie dies zuvor beschrieben
wurde.
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Der
Knochenzementmischer 10 kann zum Mischen von Knochenzement
ohne einen Deckel für die
Monomerkammer verwendet werden, jedoch mit einem in dem Auslaßdurchgang 52 angeordneten Ventil.
Wenn dieser Mischer verwendet wird, so schreitet das Mischen wie
zuvor beschrieben fort. Eine geeignete Anzahl an Dosen an Monomerflüssigkeit
wird in die Monomerkammer geschüttet
und das Ventil zum richtigen Zeitpunkt geöffnet, um Monomerflüssigkeit
freizugeben, so daß diese
durch die Düse
in einem schmalen Hochgeschwindigkeitsstrom fließen und in die Knochenzementsäule eindringen
kann. Hat man den Monomer in das Knochenzementpulver strömen lassen,
so wird vorzugsweise das Ventil geschlossen. Der Knochenzement wird
dann gemischt. Falls gewünscht,
kann das Ventil während
des Mischens offen gelassen bleiben.
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Der
Knochenzementmischer 10 kann auch zum Mischen von Knochenzement
mit einem Deckel für
die Monomerkammer, jedoch ohne ein Ventil in dem Auslaßdurchgang,
verwendet werden. Bei Verwendung dieses Mischers schreitet das Mischen
wie zuvor beschrieben fort, mit der Ausnahme jedoch, daß der Deckel
auf dem Monomerbehälter
während des
anfänglichen
Evakuierens des Inneren des Mischers geschlossen ist. Nach dem Evakuieren
wird der Deckel geöffnet
und eine geeignete Menge an Monomerflüssigkeit in die Monomerkammer
geschüttet.
Der Deckel wird auf der Kammer verschlossen wenn man Monomerflüssigkeit
in der Kammer durch die Düse
in einen schmalen Hochgeschwindigkeitsstrahl strömen und die Säule an Knochenzementpulver
durchdringen läßt. Der
Knochenzement ist dann gemischt. Vorzugsweise wird der Deckel wieder
am oberen Bereich der Monomerkammer angebracht, unmittelbar nachdem
Monomerflüssigkeit
in den Behälter
geschüttet
wurde, und zwar um das Entweichen von Monomerflüssigkeitsdampf und das Einströmen von
Luft in die Mischkammer zu reduzieren.
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In
dem Mischer 10 läßt man den
Strom an Knochenzementflüssigkeit
vertikal in der Säule
aus Knochenzementpulver nach unten strömen. Die Düse 54 ist in einem
Abstand oberhalb des oberen Bereichs der Säule angeordnet, so daß der Strom eine
Strecke durch die evakuierte Mischkammer strömt, bevor er den oberen Bereich
der Knochenzementsäule
kontaktiert.
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Der
Strom muß nicht
vertikal in die Knochenzementsäule
nach unten gerichtet werden. Man kann den Strom in den Knochenzement
aus irgendeiner Richtung strömen
lassen. Man sollte jedoch den Strom im wesentlichen in Richtung
der Längsachse des
Knochenzementpulvers strömen
lassen. Die Flüssigkeit
in dem Strom wird im wesentlichen gleichförmig entlang der Strömungsbahn
in dem Zementpulver verteilt, wie dies beschrieben wurde.
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Zusätzlich muß die Düse nicht
in einem Abstand von dem Zementpulver angeordnet sein, in das man
den Flüssigkeitsstrom
strömen
läßt. Die
Düse kann
bei oder selbst in Kontakt mit dem Pulver angeordnet sein. Man muß den schmalen
Strom unter hoher Geschwindigkeit in das Pulver strömen lassen,
so daß das
Pulver durchdrungen werden kann und wie beschrieben, eine Absorption
der Flüssigkeit
möglich ist.
Zementflüssigkeit,
die nur mittels Gravität
auf das Knochenzementpulver geschüttet wird, wird das Pulver
nicht durchdringen. Lediglich unter Gravität geschüttete Flüssigkeit bewegt sich nicht
mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit.
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Der
maximale und der minimale Durchmesser für den durchdringenden Strom
und die maximale und minimale Geschwindigkeit für den durchdringenden Strom
verändern
sich in Abhängigkeit
von der speziellen Anwendung. Ein Strom mit vorgegebenem Durchmesser
durchdringt Knochenzementpulver bei höherer Geschwindigkeit besser.
Außerdem
gilt, daß je
größer die
Geschwindigkeit eines Stromes und je kleiner die Größe des Stromes
ist, desto wahrscheinlicher erreicht der Strom den Boden der Mischkammer.
Die vorgebene Information betreffend die Größe der Düsenstromöffnungen, die Geschwindigkeit,
mit der man Flüssigkeit
in Knochenzementpulver strömen
läßt, den
Druckabfall bei der Düse
und die Dauer, mit der man die gesamte Zementflüssigkeit wie oben angegeben
in das Knochenzementpulver strömen
läßt, sind
beispielhaft und nicht dazu vorgesehen, die Erfindung einzuschränken. Auf
jeden Fall bezieht sich diese Information auf das Mischen von Howmedia
Simplex P Knochenzementpulver und nur Flüssigkeit und kann für andere
Knochenzemente falsch sein.
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Der
Strom an Monomerflüssigkeit,
die man von der Düse 54 in
und durch eine Knochenzementpulversäule 164 strömen läßt, wird
bewirkt durch eine in etwa –82,737
kPa (–12
psi) Druckdifferenz über der
Düse 54.
Bei dem offenbarten Mischer 10 wird die Druckdifferenz
durch einen Druckdifferenzgenerator erzeugt, einer herkömmlichen
Vakuumquelle oder Pumpe, die mit dem vom Vakuumstutzen 22 weg
liegenden Ende des Rohres 158 verbunden ist. Jede Art von
Vakuumpumpe kann verwendet werden.
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Andere
Arten von Druckdifferenzgeneratoren sind beinhaltet. Der Generator
kann den Druck in der Mischkammer unter Atmosphärendruck absenken, um die erforderliche
Druckdifferenz vorzusehen, und zwar durch Expansion des Volumens
der Mischkammer ohne Abziehen von Luft aus der Mischkammer. Dies
kann bewerkstelligt werden durch die Montage einer Kolbenpumpe großen Durchmessers
auf der Mischkammer und dann durch Zurückziehen des Kolbens entlang
der Büchse
der Pumpe zur Reduzierung des Drucks in der Kammer. Alternativ kann
eine flexible Kammerwand vorgesehen sein, zusammen mit einer Abziehvorrichtung
zum Bewegen der Wand von dem Mischer weg und zum Reduzieren des Drucks
in der Kammer.
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Alternativ
kann der Druckdifferenzgenerator den Druck, der durch die Düse strömenden Zementflüssigkeit
erhöhen.
Es kann eine Pumpe vorgesehen sein, mit der man Zementflüssigkeit
unter Druck setzen und zur Düse
strömen
lassen kann. Die Flüssigkeit
kann durch den Kolben einer Spritze unter Druck gesetzt werden oder
durch unter Druck stehendes Gas zur Erzeugung der Druckdifferenz.
Alternativ könnte
die Flüssigkeit
innerhalb einer geschlossenen Druckgeneratorkammer mit einer flexiblen
Wand eingeschlossen sein. Ein Einwärtskollabieren der Wand würde das
Volumen der Kammer reduzieren, die Flüssigkeit unter Druck setzen
und die Flüssigkeit durch
die Düse
mit der erforderlichen Druckdifferenz zur Erzeugung des Stromes,
strömen
lassen.