专利名称：可固化材料转移和递送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及递送与稳定骨结构一同使用的可固化材料的装置和方法。更具体地 说，其涉及递送可固化材料的装置、系统和方法。2.背景信息在损害或损坏的骨位置处的外科介入已经证明对如下患者非常有利，例如具有椎 骨损害的悲痛患者。人类骨骼系统的骨包括硬组织，其通常被分类为两种形态群“皮质”骨 和“松质”骨。所有骨的外壁由皮质骨组成，其具有特征为精微多孔性的稠密、紧凑的骨结 构。松质或“小梁”骨形成骨的内部结构。松质骨由相互连接的细长梁和板(已知的术语 “骨小梁”)的格子组成。在某些骨处理程序中，通过注射缓和(或可固化)材料来补充松质骨，所述缓和 (或可固化)材料用于固定骨小梁。例如，通过注射适当的、可固化材料(如聚甲基丙烯酸 甲酯(PMMA)或其它可固化材料)而有利地将上下椎骨固定在脊柱上。在其他进程中，在计 算机层析(CT)和/或荧光镜引导下，例如通过经椎弓根途径或椎弓根旁途径，将固定材料 经皮注射到椎骨压缩骨折中，已经证明有利于减轻痛苦和固定损害的骨位置。可以以相似 方法处理其它骨(如，股骨)。在任何情况下，通常的骨和特殊的松质骨可以通过骨兼容可 固化材料的缓和注射而得到强化和固定。在上述程序中使用的可固化材料典型地通过在手术室内混合液体组分和粉末组 分而实现，该过程在可固化材料置入到注射装置之前，其中随后使用该注射装置以将可固 化材料注射进入患者。可以通过混合非常微小的接合剂粉末(典型的PMMA)和液态单体 (典型的甲基丙烯酸甲酯)来制备可固化材料。依照现有技术的一些方法，可固化材料的组分在混料罐中混合并随后被传输到递 送系统，诸如注射器或其它注射装置，以递送可固化材料到患者中。当接合剂传输到递送系 统中时该方法延迟了进程并且在传输过程中可固化材料可能溢出。该延迟增加了处理时间 并且导致在进程完成之前可固化材料就已设置好。此外，组分的混合产生大多数人会感到 臭味的不期望烟气。依照现有技术的其它方法，可固化材料递送系统包括具有横截面积的腔室，用于 在注射前保存可固化材料，其需要足够的力以将可固化材料从腔室中驱动出来。内部腔室 的压力典型地为IOOOpsi到4000psi或更多。将可固化材料从腔室中驱动出来所需要的轴 向负载等于腔室压力乘以腔室的横截面积。结果，具有相对大横截面积的腔室在注射器装 置上产生更高的轴向负载需求。在操作者手动地施加力以注射可固化材料的时候，这样较 高的力需求使得操作者在注射过程中产生不适。因此在医疗装置领域中需要改进的可固化材料递送装置。本发明提供了一种有效的装置和方法用于混合和递送可固化材料组分。
发明内容
在一实施例中，提供了一种用于分配可固化材料的装置。该装置具有第一外壳，所 述第一外壳具有限定了用于保持可固化材料的第一腔室的内表面，该第一腔室限定了横截 面积。该装置还具有第二外壳，所述第二外壳具有至少一个开口和具有限定了用于保持可 固化材料的第二腔室的内表面，该第二腔室限定了比第一腔室的横截面积小的横截面积。 该装置还具有位于第二腔室内的活塞，用于施加力而将可固化材料从第二腔室中分配出 来，其中第二外壳的至少一部分能操作以配合在第一腔室的内侧，并且该至少一个开口与 第一腔室流体连通以从第一腔室中接收可固化材料。在另一实施例中，提供了一种用于分配可固化材料的装置。该装置具有容纳一定 体积的可固化材料的混合腔室，该混合腔室限定了纵轴和横截面积。该设备还具有注射器 腔室，其具有至少一个开口并限定了与混合腔室的纵轴相平行的纵轴并限定了比第一腔室 的横截面积小的横截面积，其中注射器腔室的至少一部分能操作以配合在混合腔室的内 侧，并且该至少一开口与混合腔室流体连通且能操作以通过沿轴向方向一同驱动混合腔室 和注射器腔室而从混合腔室中接收可固化材料。在另一实施例中，提供了一种从腔室中分配可固化材料的方法。在一步骤中，提供 了具有内表面的第一外壳，其中所述内表面限定了第一腔室和横截面积，第一腔室具有一 定体积的可固化材料。在另一步骤中，将第二外壳插入到第一腔室中并且通过第一外壳中 的开口，第二外壳具有至少一个开口并且具有内表面，所述内表面限定了用于保持可固化 材料的第二腔室，该第二腔室限定了比第一腔室的横截面积小的横截面积。在另一步骤中， 共同驱动第一外壳和第二外壳以使得一定体积的可固化材料通过第二外壳上的至少一个 开口而从第一腔室流动到第二腔室中。在另一步骤中，在第二腔室内移动活塞以与一定体 积的可固化材料接合而从第二腔室中分配可固化材料。在另一实施例中，提供了一种制备可固化材料的方法。在一步骤中，在混合腔室内 混合可固化材料，所述混合腔室具有纵轴，所述混合腔室的纵轴在混合期间处于水平取向。 在另一步骤中，混合腔室的纵轴沿着垂直方向取向。在另一步骤中，当混合腔室的纵轴处于 垂直方向的时候，将可固化材料传输到混合腔室中。通过下面对本发明优选实施例的描述，本领域技术人员可以更加清楚地理解本发 明的优点，本发明的优选实施例将通过示意的方式来示出和描述。如所认识的，本发明能够 采用其它和不同实施例，以及其细节能够在各个方面进行修改。据此，附图和说明书应当理 解为说明性的而不是限定性的。
图1是依照本发明优选实施例的混合器部分的分解图；图2是依照本发明优选实施例的注射器的分解图；图3是依照本发明优选实施例的注射器的外壳的剖视图；图4A是依照本发明优选实施例的在将可固化材料传输到注射器之前的混合器部 分和注射器的局部剖视图；图4B是依照本发明优选实施例的在将可固化材料传输到注射器之后的混合器部 分和注射器的局部剖视图；图5是依照本发明优选实施例的注射器的分解视图；图6A是依照本发明优选实施例的在将可固化材料传输到注射器之前的混合器部
5分和注射器的局部剖视图；图6B是依照本发明优选实施例的在将可固化材料传输到注射器期间的混合器部 分和注射器的局部剖视图；图7A是依照本发明优选实施例的注射器的侧视图；图7B是依照本发明优选实施例的注射器的局部剖视图；图8是依照本发明优选实施例的注射器的局部剖视图；图9A是依照本发明的优选实施例的沿水平取向的驱动器和注射器的侧视图；以 及图9B是依照本发明的优选实施例的沿垂直方向的驱动器和注射器的侧视图。附 图和优选实施例的详细描述如下将提供各种组分的细节。然而，大体上讲，两个独立的组分，优选地为液体组 分和粉末组分，需要被混合以形成可固化材料用于递送到患者体内的注射位置。图1示出 了依照本发明原理的用于可固化材料传输和递送系统的混合器部分100的实施例。混合器 部分100的实施例的各方面在申请日为2007年8月3日的US申请No. 11/890269中有更 详细的描述，其描述用于混合可固化材料的装置的部分通过引用结合在本文中。混合器部分100在混合可固化材料中非常有用。在上下文中通过在此描述的本发 明的系统/装置递送的短语“可固化材料”涉及具有液态或可流动态或相的以及硬化的、固 态或已固化态或相的材料(如，合成物、聚合物等)。可固化材料包括但不限于可注射的骨 接合剂(如PMMA)，其具有可流动态，其中它们能通过导管而被递送(例如注射)到合适位 置处并随后固化为坚硬的可固化材料。其它材料，例如磷酸钙、骨长入材料、抗生素、蛋白质 等等，可以用于扩充可固化材料(但不应该影响具有可流动态和坚硬的固态或已固化态的 合成物形构的最重要特征)。参照图1，公开了依照一实施例的混合器部分100。混合器100包括限定了混合腔 室115的外壳110。外壳110还包括第一末端120和第二末端130，所述第一末端具有通到 混合腔室115的开口 125而第二末端具有通到混合腔室115的第二开口 135。在一实施例 中，外壳110还包括端口 140，该端口限定了通向混合腔室115的通路，该通路用于可固化材 料的液体组分的引入。依照图1所示的实施例，外壳110通常为圆柱形的并且限定了纵轴。第一末端120 和第二末端130位于外壳相对纵轴的相对端上。依照优选实施例，第一末端120还具有路 轭锁式螺纹128以匹配帽119或递送管连接器(未示出)上的相应螺纹。该第二末端130 优选地限定了一个或多个注射器锁定件139，其相应于轴环170(将在如下详细描述)上的 一个或多个开口 171，这样轴环170与外壳110可移除地连接。虽然本实施例中使用注射器 锁定件139来将外壳110连接在轴环170上，但是本领域技术人员还应当知道其它附连装 置，例如还可以使用螺纹连接或压配连接。外壳110优选地是透明的以使得医生能够观察混合腔室115的内容物。在一实施 例中，这将允许医生观察组分混合阶段的进程并且可视地检查可固化材料的稠度。外壳110 优选地采用尼龙构成，但是也可以采用环烯烃共聚物(COC)、聚碳酸酯、Lexan 以及适于与 可固化材料共同使用、适于在较大压力下使用、适于经受杀菌以及适于经受gamma辐射但 强度没有显著降低的其它任意透明材料。继续参照图1，外壳110优选地还包括可视标记
6199以指示混合腔室115内的可固化材料的体积。该可视标记199可模制在外壳110上、或 者描画或以其它方式印刷在外壳110上。在一优选实施例中，混合腔室的直径在约0. 5英寸到约1英寸之间并且混合腔室 的长度在约2英寸到4英寸之间。这些尺寸允许混合腔室能够容纳至少约IOcc的可固化 材料，其为通常用于注射到递送位置的可固化材料的体积。在图1的实施例中，混合器部分100还具有用于混合可固化材料组分的混合元件 保持器150以及可伸缩混合元件160。混合元件保持器150与可伸缩混合元件160连接并 且这两个都至少部分地位于混合腔室115内。混合元件保持器150进一步限定了通路157， 该通路可操作以允许可固化材料从混合腔室115内流动到混合腔室115外。混合元件160 可以通过将混合元件保持器150与电机(未示出)的驱动轴相啮合而旋转，所述驱动轴通 过第一末端120插入。驱动轴和混合元件保持器150相互作用使得驱动轴的旋转转动混合 元件保持器150并且由此转动可伸缩混合元件160。依照图1中所描述的优选实施例，混合器部分100还包括与外壳110相连接的可 移除的轴环170。在该实施例中，轴环170是可移除地连接在外壳110的第二末端130，并 且作为外壳110上的帽，其用于运输和存储，并且是在混合期间。轴环170包括止动件172， 其能密封外壳110的第二末端130。该止动件172优选地与混合腔室115具有基本上相同 的直径并且形成密封，这样组分材料不会围绕止动件172而逸出。该混合部分还包括可移 除的帽119，其可以在传输和存储期间附连在外壳110的第一末端120。尽管如上参照图1描述了混合器部分100，但是混合可固化材料的腔室还可以采 用其它形式。如参照此处的注射器装置的公开所见，根据本发明实施例，任何腔室都适于混 合和容纳可固化材料组分，该可固化材料组分可以接合注射器装置。术语“混合腔室”也考 虑到了不发生混合但仍以其它方式容纳可固化材料的腔室。依照本发明的用于注射可固化材料的注射器装置是可操作的以从混合腔室中接 收可固化材料并且将可固化材料分配到递送位置。通常，通过将驱动注射器装置的至少一 部分驱动到容纳有可固化材料的混合腔室中，而使可固化材料从可固化材料混合腔室中传 输到注射器装置中。当施加驱动力的时候，注射器上的开口允许可固化材料流动进入注射 器装置的腔中。用于接收混合的可固化材料的注射器腔室相比较混合腔室的横截面积，具 有更小的横截面积。已经注意到，在将可固化材料注射到递送位置期间，注射器腔室相对较 小的横截面积在注射器上产生相对较低的负载需求，从而使可固化材料的注射对于操作者 来说更为容易，因为其需要的实际和可感知努力较少。图2示出了注射器200的一实施例。参照图2，注射器200包括外壳210，末端主体 250以及杆260形式的力施加器。外壳210限定了腔室215，并进一步包括第一末端220， 其具有通向腔室215的第一开口 225，以及第二末端230，其具有通向腔室的第二开口 235。 依照图2所示的实施例，外壳210大体是圆柱形的并且限定了纵轴。第一末端220和第二 末端230处于外壳关于纵轴的相对侧。在该实施例中，注射器腔室215具有横截面积，该横截面积小于混合腔室115的横 截面积。优选的，注射器腔室215的体积能操作成足够大以基本上容纳混合腔室115内的 全部体积的可固化材料。参照图2，注射器外壳210和注射器腔室215相对混合器外壳110 和混合腔室115而延长以基本上容纳混合腔室115内的全部体积的可固化材料。在一优选实施例中，注射器腔室215的直径在约0. 2英寸到约0. 5英寸之间，并且更优选的为0. 344 英寸，并且注射器腔室215的长度在约3. 7英寸到约23. 2英寸之间，并且更优选的为7. 9英 寸。因此横截面积优选地在约0. 03平方英寸到约0. 2平方英寸之间，并且更优选的为0. 09 平方英寸。这些尺寸允许注射腔215能够容纳至少约IOcc的可固化材料，其中一定体积的 可固化材料通常用于注射到递送位置。注射器外壳210优选地是透明的以使得医生能够观察混合腔室215的内容物。这 将允许医生观察注射阶段的进程。注射器外壳210优选地采用尼龙构成，但是也可以采 用环烯烃共聚物(COC)、聚碳酸酯、Lexan 、或其它任何适于与可固化材料共同使用、适于 在较大压力下使用、适于经受杀菌以及适于经受gamma辐射但强度没有实质减少的透明材 料。外壳还优选地包括外部密封元件222，其用于接合限定了混合器外壳110的混合 腔室115的内壁。在图2的实施例中，密封元件222靠近注射器外壳210的第一末端220 布置。该密封元件222必须能操作以在不分解的情况下承受与可固化材料的接触，并且必 须能操作以承受压力从而与混合器外壳110的内表面形成密封，而在注射器200的一部分 插入到混合腔室115中时不允许可固化材料从密封元件222后方泄漏。在一实施例中，参 照图2，外密封222是独立构件，诸如0型环。在另一实施例中，外密封222与注射器200 — 体形成。外密封222优选地采用苯乙烯-丁二烯橡胶(丁纳橡胶)构成；但是也可以采用 其它合适材料，例如与碳纤维组合的聚四氟乙烯(PTFE)。注射器外壳210还可以包括把手部分224以允许使用者紧握和更为便利地操作注 射器200。在图2所示的实施例中，把手部分2M是放大的圆柱部，该圆柱部与注射器外壳 210通常同心地布置。该把手部分2 可以固定地附连在注射器外壳210上、或者与注射器 外壳210 —体形成。本领域技术人员应该理解，还可以使用其它构造例如手柄而允许操作 者紧握和更便利地操作注射器200，并且只要把手部分2M允许使用者紧握和更便利地操 作注射器200，把手部分就可以不必附连在注射器外壳210上。在图2、4A_4B的实施例中，注射器还包括末端主体MO以及采用螺纹杆260形式 的力施加器。该末端主体250在外壳210的第二末端230处附连于注射器外壳210上。优 选地，末端主体250和注射器外壳210通过螺纹连接而相互连接；并且，其它连接方法对于 本领域技术人员也是已知的。在另一实施例中，注射器外壳210在第二末端230处没有螺纹。在该实施例中，第 二末端230可以略微地扩大以接合把手部分224内的凹座。注射器外壳210放置在把手部 分224内并且把手部分2M通过螺纹连接或其它合适连接而与末端主体250相连接。在该 实施例中，注射器外壳210通过把手部分2 和末端主体250之间的连接而被保持。也可 以采用其它连接方法。末端主体250还可以包括内螺纹部分(未示出)以接合螺纹杆沈0。该螺纹杆260 还包括靠近活塞四0的第一端部观4。螺纹杆260还包括远离活塞四0的第二端部284并 且具有手柄观6。螺纹杆260和末端主体250的内螺纹部分可操作以使得当手柄286旋转 时螺纹杆260沿着外壳210的第一末端220的方向轴向移动。当螺纹杆260轴向移动时， 其在腔室215内轴向驱动活塞290前进，并且因此施加力来注射可固化材料。在一优选实 施例中，螺纹杆的螺距是7螺纹/英寸；然而也可以使用其它螺纹节距。本领域技术人员应该理解还可以采用其它对可固化材料施加力的方式，诸如杠杆结构或棘齿-棘爪结构。在活塞四0的一优选实施例中，活塞290包括弹性元件四5以促进活塞90和注射 器外壳210内表面之间的足够密封。该弹性元件295必须可操作以在不分解的情况下承受 与可固化材料的接触，并且必须可操作以承受压力从而与混合器外壳110的内表面形成密 封，而不允许可固化材料从密封元件295后方泄漏。在一实施例中，参照图2，弹性元件四5 是独立构件，诸如0型环。在另一实施例中，弹性元件与活塞290 —体形成。弹性元件四5 优选地采用与碳纤维组合的聚四氟乙烯(PTFE)构成；然而，也可以使用其它合适材料。参照图3，在注射器200的一实施例中，外壳210的腔室215包括靠近外壳210第 二端部230的清洗部分217。该清洗部分217的内横截面积基本上大于活塞四0的横截面 积，使得当活塞290位于清洗部分217中时，在活塞290和注射器外壳210内表面之间在清 洗部分处存在间隙。外壳210的内表面和活塞290之间的间隙允许当推动活塞290前进时 气体通过活塞290释放。该间隙还允许活塞290在没有限制性摩擦力的情况下前进，所述 限制性摩擦力存在于外壳210内表面合活塞290之间。或者，清洗部分217能够限定一个 或多个窄槽。一个或多个窄槽可操作以当活塞四0向前推动通过腔室215时允许空气或其 它气体环绕活塞290流动。在注射器200上可以布置一个或多个通风孔(未示出)以允许气体从注射器外壳 210中释放。参照装置的操作可以理解的是，在将可固化材料传输到腔室215之前，随着可 固化材料流入腔室215中，腔室内的气体将允许通过通风孔而释放。通风孔优选地被覆盖 有过滤材料，因此从混合腔室215中释放的气体具有与可固化材料相关的减少的气味。优 选地，过滤材料是Gore-tex 覆盖物。也可以使用其它过滤材料，例如木炭过滤材料。在图2所示的实施例中，注射器200还包括连接器部分270，其接合混合器部分 100以将混合器部分100与注射器200相连接。参照图1和2，连接器部分270接合混合器 部分100的一个或多个注射器锁定件139。虽然该实施例采用注射器锁定件130来连接外 壳110和连接器部分270，但是本领域技术人员应该理解也可以使用其它附连装置，例如螺 纹连接或压配连接。在一优选实施例中，如图2所示，连接器部分270与把手部分2M —体 形成。在其它实施例中，连接器部分270可以与把手部分2M相分离。在操作中，参照图1-4B的实施例，混合器部分100的混合腔室115中包含有可固 化材料M。操作者随后将末端帽170从混合器外壳110的第二末端130上移除。注射器外 壳210的一部分随后通过注射器外壳110的第二末端130插入到混合腔室115中。随着注 射器被推进到混合腔室115的可固化材料中，密封元件222接合混合器外壳110的内壁以 防止可固化材料环绕注射器200的外壳210流动。当注射器的外壳210被推进到混合腔室 115内的可固化材料M中时，可固化材料M受力而进入到外壳210的第一末端220处的第一 开口 225中。以这样的方式，操作者仅需相对小的努力就可将较大体积的可固化材料M快 速传输到注射器腔室210中。本领域技术人员应该理解，操作者仅仅需要一同推动注射器 200和混合器部分100而使注射器的至少一部分移动到混合腔室115中，以将可固化材料传 输到注射器200中。而且，通过相对快速的传输过程和基本上封闭的系统，最小化了源自可 固化材料的烟气暴露。此外，注射器腔室215的相对较小的横截面积需要操作者输入较小的力以注射可 固化材料到递送位置。对于具有约0. 344英寸直径的圆柱形注射器腔室，已经观察到，在需要实现2000psi腔室压力的注射器手柄处的转矩小于15in-lb。通过比较，对于具有约 0. 6875英寸直径的圆柱形注射器腔室，已经观察到，在需要实现2000psi腔室压力的注射 器手柄处的转矩约45in-lb。因此，注射器腔室横截面积的减小便于操作者减少输入。在具有可伸缩混合元件的混合器部分100的实施例中，当驱动注射器200进入到 混合腔室115的可固化材料之中时，通过注射器外壳210而压缩可伸缩混合元件。当外壳 210的第一末端接近混合器部分的第一末端时，可固化材料流进腔室并且可伸缩混合元件 变成基本上压缩的。依照一实施例，在可固化材料被传输到注射器200之后，注射器200和混合器部分 100可操作以相互附连，以使得在可固化材料的注射期间，注射器200的至少一部分保持在 混合腔室115的内部。在一实施例中，操作者可以通过连接器部分270和锁定件139将混 合器部分100和注射器200相连接。在连接之后，外壳210的第一末端220处的开口 225 与混合器外壳110的第一末端120处的开口 125相对齐使得开口之间彼此相互流通。在使 用可伸缩混合元件的实施例中，混合元件保持器150内的通路157也与开口 125、225流动 连通。在可固化材料被传输到注射器200之后，操作者将可移除的帽119从混合器部分 100上移除。递送管(未示出)可以被随后连接到混合器外壳110的第一末端120以提供 内腔给递送位置。在腔215内向着第一末端220轴向地推动活塞290前进以驱动可固化材 料从注射器腔室215中流出。依照一实施例，经混合的可固化材料在传输后并不占据注射器腔室215的整个体 积。结果，在注射腔215内存在气泡。随着在注射器腔室215内朝向外壳210的第一末端 220推动活塞四0，允许气体通过清洗部分217或通过一个或多个槽而释放，所述一个或多 个槽位于外壳210的内表面上并且朝向外壳210的第二末端230并位于活塞四0的后方。 随着活塞290推动和压缩可固化材料，清洗部分217或槽有利地允许气体从可固化材料中 移除。从可固化材料中的气体移除有利地提供了更为浓稠的可固化材料以及更为有效的可 固化材料递送。在另一实施例中，在注射期间注射器200并不连接混合器部分100。在该实施例 中，在可固化材料传输到注射器200并且递送管附连到注射器200的第一末端220之后，注 射器200从混合器腔115中移除。在该实施例中，外壳210的第一末端220可以包括螺纹 连接以连接注射器200和递送管，以及外壳210可以包括可视标记以指示注射器腔室215 内的可固化材料的体积。在注射器的另一实施例中，可以使用相比较混合腔室具有较小体积的多个注射 器。在该实施例中，在可固化材料传输步骤中仅仅一部分可固化材料被传输到单个注射器 中，并且因此可以使用多个注射器将可固化材料递送到递送位置。参考图5-6B，公开了注射器的一实施例。注射器400包括外壳410、主体450以及 杆460形式的力施加器。外壳410限定了注射器腔室415，并且进一步包括第一末端420， 其具有通向腔室415的第一开口 425，以及第二末端430，其具有通向腔室415的第二开口 435。依照图5-6B所示的实施例，外壳410大体是圆柱形的并且限定了纵轴。第一末端420 和第二末端430处于外壳关于纵轴的相对侧。在该实施例中，注射器腔室415具有横截面积，该横截面积小于混合腔室115的横
10截面积。注射器腔室415的体积可操作以容纳混合腔室115内的一部分体积的可固化材料。 在该实施例中，注射器外壳410和注射器腔室415相对图2所示的实施例并没有延伸。注 射器400相对紧凑的尺寸促使注射400在注射期间方便和简易操作。在一优选实施例中， 注射器腔室的直径在约0. 2英寸到约0. 4英寸之间，并且更优选的为0. 344英寸，并且注射 器腔室的长度在约3. 4英寸到约13. 7英寸之间，并且更优选的为约4. 6英寸。因此横截面 积优选地在约0. 03平方英寸到约0. 13平方英寸之间，并且更优选的为0.09平方英寸。这 些尺寸允许注射腔115优选容纳约5cc到7cc的可固化材料。外壳410优选地还包括可视标记499以指示注射器腔室415内的可固化材料的体 积。该可视标记499可模制在外壳410上、或者描绘或以其它方式印刷在外壳410上。外 壳410优选地是透明的以使得医生能够观察注射器腔室415中的内容物。这将允许医生观 察注射阶段的进程。外壳410优选地采用尼龙构成，但是也可以采用环烯烃共聚物(COC)、 聚碳酸酯、Lexan 、或其它适于与可固化材料共同使用、适于在较大压力下使用、适于经受 杀菌以及适于经受gamma辐射但强度没有实质减少的任意透明材料。在图5-6B所示的实施例中，第一末端420具有用于可固化材料递送管的、连接至 路轭锁(Luer-lock)型连接器的外部螺纹。也可以成功地互换使用其它已知的连接机构， 例如，传统的螺纹孔、螺纹和锁定螺母结构等。第二末端430具有用于将外壳410连接到主 体450的外部螺纹。也可以成功地互换使用其它已知的连接机构。注射器主体450辅助提供力的施加，以驱动可固化材料从注射器腔室415中流出。 依照一实施例，主体450包括内螺纹部分(未示出)，其用于接合螺纹杆460的螺纹462。 螺纹杆460在杆的一端具有活塞490并且在杆460的另一端具有手柄464。活塞可以包括 弹性元件495，从而在注射器外壳410的内表面和活塞490之间提供充分密封。螺纹杆460 和主体450的内螺纹部分可操作而使得当手柄464旋转时螺纹杆460沿着注射器外壳410 的第一末端420的方向轴向移动。当螺纹杆460轴向移动时，其在注射器腔室415内轴向 驱动活塞490前进。主体还可以优选地包括内螺纹部分(未示出)，其用于接合注射器外壳 410的螺纹第二末端430。该主体450进一步优选地包括把手部分452以允许医生方便地 操纵主体450。在注射器400的一实施例中，注射器腔室415包括依照图3的清洗部分217构造 的清洗部分。参考附图6A-6B，该实施例的注射器400还可以接合可移动的塞子500，该塞子500 位于混合部分100的混合腔室115内。该可移动的塞子500用作注射器400和混合腔室115 之间的接口并且促使可固化材料方便地从混合腔室115传输到一个或多个注射器400。该 可移动的塞子500接合混合器部分100的内表面从而在混合器部分100和可移动塞子500 之间基本形成密封。该可移动的塞子500必须可工作以在不分解的情况下承受与可固化材 料的接触。该塞子500优选地采用苯乙烯-丁二烯橡胶(丁纳橡胶)构成；但是也可以采 用其它合适材料例如与碳纤维混合的聚四氟乙烯(PTFE)。该塞子500还必须能工作以在混 合腔室内轴向移动并仍然保持充分的密封。参考图6A-6B，塞子500具有第一末端510、第二末端520、第一末端510和第二末 端520之间的内腔505、以及用于接合混合腔室115的内表面的密封表面503。该内腔505 能工作以允许当期望时可固化材料通过可移动塞子500而移动。在图6A-6B的实施例中，第一末端510限定了锥形开口 512。该第二末端520限定了开口 522，其可操作地接合注 射器外壳410的末端420、430。在进程的开始，塞子优选地靠近混合部分100的第二末端 130。以这种方式，当可移动塞子500向着混合腔室的第一末端120轴向地移动并且接触可 固化材料时，可固化材料将流动通过内腔505并进入到注射器400。该塞子500可以在混 合期间位于混合腔室115内或可以在混合之后插入到混合腔室115。在一实施例中，塞子 500在被插入到混合腔室之前，可移除地连接注射器的末端420、430。注射器400插入到混 合腔室中因此导致塞子500插入到混合腔室115中。该塞子500和注射器400是可移除地 相互连接，使得在可固化材料传输之后从混合腔室115中将注射器400移除将导致注射器 400和可移动塞子500相互分离并将塞子500留在混合腔室内。特别地参照图1的混合器 部分100以及其可伸缩混合元件160，塞子500还可以限定肩部532，该肩部随着塞子在混 合腔室115内移动而接合可伸缩混合元件160。参考图1和5-6B的实施例，在操作中，混合器外壳110的混合腔室115中包含有 可固化材料。操作者随后将末端帽170从混合器外壳110的第二末端130处移除。注射器 400的外壳410的一部分随后通过混合器外壳110的第二末端130插入到混合腔室115中 以接合塞子500。在图6A-6B所示的实施例中，注射器外壳410的第二末端430接合塞子 500。注射器外壳410的第一末端420还可以与递送管(未示出)以流体连通的方式连接。 当注射器400的外壳410和混合器部分100的混合器外壳110—同受力的时候，注射器400 促使塞子500与可固化材料相互连接并且可固化材料因而受力通过塞500的内腔505并且 进入到注射器腔室415。以这种方式，操作者付出较小努力就可将大量体积的可固化材料快 速地传输到注射器外壳410中。本领域技术人员应当理解，操作者只需在一个步骤中一同 推动注射器外壳410和混合器外壳110就可以将可固化材料传输到注射器腔室415中。并 且，通过相对快速的传输进程和基本上封闭的系统，最小化了源自可固化材料的烟气暴露。 而且，在递送管连接到第一末端420并且第二末端430插入到混合腔室115的实施例中，医 生可以继续推动注射器400使得注射器腔室415以及递送管将填充满可固化材料，因此递 送管将装满可固化材料。在另一实施例中，注射器外壳410的第一末端420可以接合塞子500。在该实施例 中，主体450和螺纹杆460可以在可固化材料传输之前或期间附连在第二末端430上。在 第二末端430接合塞子500的实施例中，递送管可以在可固化材料的传输之前或期间附连 在第一末端420上。在另一实施例中，注射器400还可以包括止动元件471，其能操作以接合混合器外 壳110。在该实施例中，止动元件471允许注射器400的第一末端420以期望距离插入到混 合腔室115中，但防止进一步地插入。结果，通过止动元件471限制可固化材料的传输使得 注射器400没有被填充满。在图5-6B的实施例中，注射器腔室415的体积小于混合腔室115中的可固化材料 的体积。结果，操作者将促使可固化材料流动到注射器腔室415中直到注射器腔室415被 充满。当充满时，操作者将注射器外壳410从混合腔室115中移除。操作者随后将注射器 外壳410连接到主体450和杆460并且推动活塞490前进以促使可固化材料被注射到递送 位置中。如本领域技术人员所理解的，在注射器外壳410被填满后，可移动的塞子500保持在混合腔室115的内侧，该混合腔室处于混合器外壳110的第一末端120和第二末端130 之间，并且将一定体积的可固化材料保持在混合器外壳110中。混合器外壳110内所保持 的可固化材料可以在第二传输过程中传输到注射器400中。也可以使用多于两个的注射器 400，尤其是如果每个注射器400中的注射器腔室415保持相对较小的体积，在一实施例中， 在可固化材料被递送到递送位置并且重新插入到混合器外壳110中之后，注射器外壳410 与主体450脱离连接。注射器外壳410接合塞500并且在混合腔室115内进一步推动塞子 500以促使额外的可固化材料被传输到注射器外壳410中。在另一实施例中，依照此处描 述的结构和过程将第二注射器外壳410插入到混合腔室中以接合塞子500并且在混合腔室 115内进一步推动塞子500以促使额外的可固化材料被传输到注射器外壳410中。在额外 的可固化材料被传输到外壳410之后，可以将额外的材料注射到递送位置。在另一实施例中，多个注射器外壳410可以与多管式注射器600共同使用，该多管 式注射器能工作以保持该多个注射器外壳410。参考图7A，多管式注射器600示出为包括 用于保持多个注射器外壳410的旋转套筒610。在该实施例中，以及参考图7B，套筒610和 注射器外壳410环绕轴612旋转。注射器外壳410中的一个可以旋转，使得其纵轴与螺纹 杆680的传输轴对齐。这样，螺纹杆680的前进将促使可固化材料从注射器外壳410中分配 出来。当期望时，如当一个注射器外壳中被清空可固化材料时，套筒610可以旋转地索引， 因此移动另一注射器外壳410与螺纹杆680对齐。可固化材料随后可以依照上述的方法从 该注射器中分配出来。依照一实施例，可固化材料可以依照上述的传输方法被传输到注射器外壳410 中。在另一实施例中，在连接到多管式注射器600之前，根据已知方法，可固化材料可以与 注射器外壳410相分离地制备并且传输。在另一实施例中，可以在连接到多管式注射器600 之前在每个注射器外壳410中混合可固化材料。在另一实施例中，递送管自身可以作为相对小直径的注射腔。参考附图8，注射器 700如所示的具有拥有活塞740的细长柔性杆710。如附图所示的，柔性杆710是可以盘绕 的从而在使用前方便地存储柔性杆710。依照一优选实施例，柔性杆710采用编织线诸如不 锈钢构成。该注射器700还具有环绕枢轴725旋转的枢转致动器720以及单向保持器730。 在该实施例中，递送管750可以作为注射腔，自身用于保持可固化材料；然而，也可以使用 其它相对较小直径的管。在操作中，依照已知方法或在此描述的方法用填充材料填充满递送导管750。随后 将注射器700连接到递送管750。依照一实施例，医生拉动枢转致动器720促使单向保持 器730环绕枢轴725旋转。该单向保持器730随后促使柔性杆710沿着单向保持器730的 运动方向而展开和前进。当释放枢轴致动器725时，弹簧727施加力给枢转致动器720并 且促使其在相反方向上枢转。单向保持器730可工作以当枢转返回其原始位置时，柔性杆 710滑动穿过单向保持器730。这样，柔性杆710保持在恰当位置并且单向保持器730处于 恰当位置，从而在枢转致动器720被拉动时再次推动柔性杆710前进。依照一实施例，递送管750的直径在约0. 16英寸到约0. 24英寸之间，并且长度在 约17英寸到约38英寸之间。在该实施例中，柔性管可以容纳约12. 5cc的可固化材料。柔 性杆710还可以在约17英寸到38英寸之间。在另一实施例中，可以在混合后在将可固化材料传输到注射器腔室的方法中使用用于混合可固化材料的驱动器800。在该实施例中，如图9A所示，示出了具有驱动器外壳 810的驱动器800。该驱动器800包括电机和驱动轴，该驱动轴用于在混合腔室115内接 合混合元件保持器150。可以通过将混合元件保持器150与插入穿过混合器部分100的第 一末端120的马达的驱动轴相接合来旋转混合元件160。该驱动轴和混合元件保持器150 相互作用，这样由驱动轴的旋转来旋转混合元件保持器150并且因此旋转可伸缩混合元件 160。优选的是，在混合期间混合腔室115相对地面水平地取向，如图9A所示。已经注意到， 该取向可提供一致的混合物。在混合后，垂直地定向驱动器800和混合腔室115以方便可 固化材料传输到注射器腔室中。在该实施例中，驱动器包括基面830，其接合基本上水平的 表面，使得驱动器800和混合腔室115沿着相对地面垂直方向放置的时候基本上稳固。这 样，驱动器800作为混合腔室115的基座。基面830可以是具有相对大表面积的基本上平 的表面，或者基面830可以具有多个腿，其彼此之间具有足够宽间隔以允许驱动器800沿垂 直方向取向时基本上稳定。该基面830还可以使用重物加重而进一步稳定驱动器。在垂直地定向驱动器800和混合腔室115之后，注射腔215也基本上垂直地定向 并且沿着垂直轴传输以被注射到混合腔室115中，并且促使可固化材料被传输到注射腔 215中。注射器腔室215沿着垂直轴的平移允许在传输可固化材料时得到更好地控制和便 利性。在另一实施例中，轴环170可以作为基座工作，以便当沿着相对地面的垂直方向 放置时基本上稳定混合器外壳115。在该实施例中，轴环包括基面并且可工作以接合混合器 外壳115的第一末端120。沿着水平方向混合之后，医生可以从驱动器300处移除混合器外 壳。医生还可以移除轴环并在基本上水平表面上放置基面。混合器外壳115可以随后连接 轴环并沿着垂直方向定向。在另一实施例中，可以使用分离的基座块，从而在沿着相对地面 的垂直方向放置时基本上固定混合器外壳110。因此应该理解的是，前述详细描述应当认为是说明性的而不是限定性的，并且应 当理解的是所附权利要求书，包括所有等价物，限定了本发明的精神和保护范围。
1权利要求
1.一种用于分配可固化材料的装置，包括第一外壳，所述第一外壳具有限定了用于保持可固化材料的第一腔室的内表面，所述 第一腔室限定了横截面积；第二外壳，所述第二外壳具有至少一个开口和具有限定了用于保持可固化材料的第二 腔室的内表面，所述第二腔室限定了比所述第一腔室的横截面积小的横截面积；以及位于所述第二腔室内的活塞，其用于施加力而将可固化材料从所述第二腔室中分配出 来，其中所述第二外壳的至少一部分能操作以配合在所述第一腔室的内侧，并且所述至少 一开口与所述第一腔室流体连通以从所述第一腔室中接收可固化材料。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括在所述第二外壳上的密封元件，其能操作以接 合所述第一外壳的内表面，从而提供与所述第一腔室的密封。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括连接器，其用于当可固化材料从所述第二腔室 分配出时将所述第一外壳附连到所述第二外壳。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二腔室的横截面积在约0.03平方英寸到约 0.2平方英寸之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二腔室的容积至少约10cc。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括位于所述第一腔室内的可移动塞子，所述可移 动塞子具有密封表面，用于密封所述第一腔室的内表面同时允许所述塞子在所述第一腔室 内移动，并且具有在所述第一腔室和所述第二腔室之间流体连通的内腔。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二腔室的末端接合所述可移动塞子。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二腔室的横截面积在约0.03平方英寸到约 0. 13平方英寸之间。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二腔室的容积小于约7cc，并且该装置还包 括第三外壳，所述第三外壳具有至少一个开口并且具有限定了第三腔室的内表面，所述第 三腔室用于容纳可固化材料，所述第三腔室限定了比所述第一腔室的横截面积小的横截面 积。
10.一种用于分配可固化材料的装置，包括具有一定体积可固化材料的混合腔室，所述混合腔室限定了纵轴和横截面积；注射器腔室，其具有至少一个开口并限定了与所述混合腔室的纵轴相平行的纵轴，并 限定了比所述第一腔室的横截面积小的横截面积，其中所述注射器腔室的至少一部分能操 作以配合在混合腔室的内侧，并且所述至少一个开口与所述混合腔室流体连通且能操作以 通过沿轴向方向一同驱动所述混合腔室和所述注射器腔室而从所述混合腔室中接收可固 化材料。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述第二腔室的横截面积在约0.03平方英寸到 约0.2平方英寸之间。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述第二腔室的容积至少为10cc。
13.根据权利要求10所述的装置，还包括位于所述第一腔室内的可移动塞子，所述可 移动塞子具有密封表面，用于密封所述第一腔室的内表面同时允许所述塞子在所述第一腔 室内移动，并且具有在所述第一腔室和所述第二腔室之间流体连通的内腔。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第二腔室的横截面积在约0.03平方英寸到约0.13平方英寸之间。
15.根据权利要求10所述的装置，其中所述第二腔室的容积小于6cc，并且该装置还包 括第二注射器腔室，所述第二注射器腔室具有至少一个开口并且限定了与所述混合腔室的 纵轴平行的纵轴以及限定了比所述混合腔室的横截面积小的横截面积。
16.一种从腔室中分配可固化材料的方法，包括如下步骤提供具有内表面的第一外壳，其中所述内表面限定了第一腔室和横截面积，所述第一 腔室具有一定体积的可固化材料；通过所述第一外壳中的开口而将所述第二外壳插入到所述第一腔室中，所述第二腔室 具有至少一个开口并且具有内表面，所述内表面限定了用于保持可固化材料的第二腔室， 所述第二腔室限定了比所述第一腔室的横截面积小的横截面积；共同驱动所述第一外壳和所述第二外壳以使得一定体积的可固化材料通过所述第二 外壳上的所述至少一个开口而从所述第一腔室流动到所述第二腔室，以及在所述第二腔室内移动活塞以便与所述一定体积的可固化材料接合，从而从所述第二 腔室中分配可固化材料。
17.根据权利要求16的方法，还包括在从所述第二腔室中分配可固化材料之前，将所 述第一外壳附连到第二外壳上。
18.根据权利要求16的方法，还包括在所述第二外壳上的密封元件，用于在所述第二 外壳和所述第一外壳的内表面之间提供密封。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括可移动塞子，所述可移动塞子具有内腔和接 合所述第一腔室的内表面的密封表面，所述可移动塞子位于所述第一腔室内的一定体积的 可固化材料和所述第二外壳之间，其中当共同驱动所述第一腔室和所述第二腔室时，所述 第二外壳接合所述可移动塞子，促使所述可移动塞子在所述第一腔室内移动。
20.根据权利要求19的装置，还包括第三外壳，所述第三外壳具有至少一个开口并且 具有限定了第三腔室的内表面，所述第三腔室用于容纳可固化材料，所述第三腔室限定了 比所述第一腔室的横截面积小的横截面积，其中在所述第二腔室从所述第一腔室中移除 后，一定体积的可固化材料从所述第一腔室传输到所述第三腔室。
21.一种制备可固化材料的方法，包括如下步骤在混合腔室内混合可固化材料，所述混合腔室具有纵轴，所述混合腔室的纵轴在混合 期间处于水平取向；沿着垂直取向来定向所述混合腔室的纵轴；以及在所述混合腔室的纵轴处于垂直取向的时候，将可固化材料传输到所述混合腔室中。
全文摘要
一种用于将可固化材料传输到注射器从而方便地将可固化材料递送给患者的装置和方法。该装置包括用于混合液体组分和粉末组分以形成可固化材料的混合腔室。当混合腔室和注射器彼此相向运动时将可固化材料传输到注射器中。
文档编号B01F13/00GK102137640SQ200980123990
公开日2011年7月27日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年6月24日
发明者B·拉夫纳, J·克鲁格, J·达雷, J·雷, S·比巴, T·雷利 申请人:康尔福盛2200有限公司