JP2002532155A

JP2002532155A - 骨セメントの調製方法

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Publication number: JP2002532155A
Application number: JP2000587824A
Authority: JP
Inventors: スロボダンテピック
Original assignee: エーオーリサーチインスティチュートダフォス
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2002-10-02
Also published as: US6709149B1; ES2197525T3; EP1140234B1; DE69812726D1; WO2000035506A1; EP1140234A1; DE69812726T2

Abstract

(57)【要約】本発明は、触媒系の作用により重合可能なモノマーまたはコモノマーを含む、高分子の粉末と液体成分からの骨セメント調製の方法に関する。前記粉末成分の粒子は、入口穴（８）と出口穴（９）を備えた粉末容器（７）へ充填され、液体成分は液体容器（１１）に収容されている。液体容器（１１）は前記入口穴（８）に接続され、真空源（１０）が前期出口穴（９）に接続されている。前記粉末成分の前記粒子の間の何もない空間は、真空源（１０）の作用により、前記入口穴（８）から前記出口穴（９）の方向へ流れる、前記液体成分により充満される。本発明は、人間の非常に少ない介入を必要とする閉鎖方式での、気穴のない、機械的に優れた骨セメントの調製を可能とし、一貫した、作業者に関係のない性能を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は請求項１の前文に従った骨セメント調製方法に関する。本発明は更に
請求項２０の前文による前記方法により得られた骨セメント混合物および請求項
２１の前文による前記方法を実施するための装置に関する。

【０００２】本発明は、人間の最小限の介入を必要とする閉鎖方式において気孔のない、機
械的に優れた骨セメントの調製を可能にし、そして安定した、作業者に関係のな
い性能を提供する。

【０００３】（背景技術）外科用の骨セメントは一般に関節補綴物の固定、最も頻繁に全股関節部、全膝
交換で用いられる。これは乳化重合したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を含む粉末成分を、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）ベースの液体と混合するこ
とにより調製される。室温硬化樹脂用の従来の触媒系は、促進剤Ｎ、Ｎジメチル
−ｐ−トルイジンによる過酸化ベンゾイルの化学的分解に基づく。過酸化ベンゾ
イルの分解はフリーの（フェニル）ラジカルを放出し、ＭＭＡの重合を開始する
。過酸化ベンゾイルは残部、すなわちＰＭＭＡ粉末の重合からの残り、またはＰ
ＭＭＡへ粉末形状で添加されるのどちらかである。促進剤はＭＭＡ液体へ添加さ
れ、これは少なくともまたラジカル掃去剤ヒドロキノンを含み、偶然の重合を防
ぐ。

【０００４】６０年代初期にＤｒ．ＪｏｈｎＣｈａｒｎｌｅｙにより全股関節交換（Ｔ
ＨＲ）手術に導入された従来の骨セメントでは、粉末と液体成分を単純なボウル
中で、または専用の混合／分配装置中でのどちらかで一緒に混合した。専用の混
合装置を臨床的に使用することの増加は主に二つの要因により推進された：（ｉ
）開放空気での混合は気泡の包含となり、これは著しく骨セメントの強度を減少
させ；（ｉｉ）手術室の人間がモノマー蒸気へ望ましくなく曝されること。ほと
んどの場合、混合中の気泡包含により引き起こされる、セメント被膜内の気孔は
、これの疲労強度を減少し、これが現在一般にセメントで固定した補綴成分の無
菌の緩みの主な危険要因であろうと解釈されている。

【０００５】粉末と液体の混合は粉末の完全な濡れを意図しており、即ちすべてのビーズが
液体によって取り囲まれるべきである。過酸化ベンゾイルの分解とフリーラジカ
ル放出により、モノマーはビーズの部分的に溶解した表面上での核形成と共に重
合する。粉末に比較したモノマーの量は従って、化学的考慮よりむしろ主に物理
的に決定される。重合の三つの特徴が成果に影響し、可能性のある改良を制限す
る。

【０００６】重合は：（ｉ）発熱性である：ＭＭＡのＰＭＭＡへの重合は一定のモル当たりの熱（５５．６ｋｊ／モル）を
放出する。重合熱の放出は骨セメント混合物の温度を１００℃を超えて高めるこ
とができるが、取り囲んだ組織と補綴物への伝熱により、骨への界面の温度はめ
ったに６０℃を超えない。モノマー対ポリマーの比は最終の温度増加に影響を及
ぼす重要な因子である。重合するモノマーが少ないほど少ない熱の放出を意味し
、温度が低ければ、温めるべきより多くのポリマーがある。この発明による骨セ
メントは従来の手による混合の配合より約２０％少ないモノマーを用い、これは
ピーク温度を下げる結果となる（約８℃）。

【０００７】（ｉｉ）密度の増加である：ＭＭＡモノマーの密度は９４３ｋｇ／ｍ^３、ポリマーの密度は１１８０ｋｇ／
ｍ^３であり、即ち重合は約２０％の容積の収縮に関係している。２．１：１の代
表的なポリマー対モノマーの比によって、これは約６．５％の予期された硬化し
たセメントの収縮となる。しかしながら、究極の、実験的に測定できる容積の収
縮は他の要因、最も重要なのはセメント内の気孔の量に依存する。気孔の存在は
収縮が内部から補償されることを可能にし、即ち気孔が大きくなり、外側から測
定した容積変化はもしセメントが気孔無しの場合より小さくなる。一般に、セメ
ントの多孔性を減少させるために想定した全ての方法は収縮の増加となる。この
発明の、セメント中のモノマーの使用を少なくすることはここで更に有利であり
；他の要因（即ちセメントとサンプル調製技術）が同じであるなら、約１％少な
い収縮が期待される。

【０００８】（ｉｉｉ）不完全である：重合工程はこれを開始するのにラジカルの形成、即ち現存しているポリマー表
面上での核形成とモノマー分子が成長する鎖を伸ばす可能性、に依存する。全て
の場合、多くのモノマー分子がポリマー鎖への道を見いだせず、従って重合した
母材内に残存モノマーとして残る。重合工程は、重合した母材を通ってのモノマ
ー分子の易動度により大部分のポリマー母材が形成された後でさえ、非常に限ら
れた速度で続く。この同じ易動度がモノマーに硬化したセメントからの浸出を可
能にする。これは組織の融和性から考えて望ましくないと考える。調製直後の市
販セメントに見られる残留モノマーの範囲は約２から６％である（全重量当たり
のモノマー重量）。時を経れば（２〜４週間で到達する擬似平衡により）これは
、連続した重合、自由モノマーの移行と放出の組合わせた効果により、０．５％
未満へ減少する。再び、この発明のセメント中のモノマーの使用が少ないことは
ここで更に有利であり；開始するモノマーの少ないことは低い残留物（一番売れ
ている通常粘度のセメントに比較し約２０％）となる。

【０００９】８０年代初期に骨セメントの手による混合と分配の欠点が広く認められるよう
になった。伝統的な手による混合／手での適用より良好な臨床的な結果を示す、
セメント固定技術改良の最初の長期研究が入手できるようになることにより、骨
セメント調製への興味、様々な方式の臨床的使用は確実に増加している。セメン
トを用いない補綴物の臨床的成果について、特に全股関節交換の大腿骨成分に対
しておよび全膝補綴物に対して、の期待はずれまた標準手順としてのセメントで
固定した全関節交換の再確立の一助となっている。

【００１０】全て公知の、市場で入手でき、臨床的に用いられる混合系は、液体と粉末成分
が接触されるときにいつも導入される空気の包含を除去するように設計されてい
る。この仕事は、ＰＭＭＡのＭＭＡへの溶解と重合の動力学により負わされる主
として時間の制限により、一部分のみ達成できる。

【００１１】遠心処理である：ボストンのＤｒ．ＷｉｌｌｉａｍＨａｒｒｉｓにより支持され、遠心処理
は骨セメントのある市販の品種の多孔性を減少するに部分的に有効であることが
見出された。遠心分離は存在するセメントのいくつかと用いることができたが、
これは扱いにくい装置、セメントの冷却（粘度を下げ、硬化時間を長くするため
）と手術室総人員のしっかりした協調を必要とした。米国ではむしろ限られた臨
床的受け入れであり、ヨーロッパでは更に少ないことが見いだされている。コー
キングガン、注入器と長いノズルによる大腿骨への下から上の充填技術の使用、
並びにセメント加圧を可能にする為に大腿管を予め充填することもまたＤｒ．
Ｈａｒｒｉｓにより導入された。現在のところ、古い上から下と下から上の充填
技術の両方がヨーロッパで用いられ；米国では後者が主流である。

【００１２】部分真空混合である：ＬｕｎｄのＤｒ．ＬａｒｓＬｉｄｇｒｅｎにより開発され、臨床用途へ持
ち込まれたこの技術は歯科の分野から採用され、歯科では同じ材料が整形外科へ
の導入の前に数１０年の間用いられていた。ＭＭＡ／ＰＭＭＡ樹脂から義歯の成
形において、空気の取り込みはまた望ましくないと認められており；ここでは強
度の減少よりはむしろ表面へ開くことのできる気穴のある義歯の衛生維持の困難
さによる。部分真空下（約１００ｍｂａｒの）のボウルでのセメントの混合は、
大気圧下または高い圧力で硬化した材料の多孔度を減少する。部分真空の混合方
式は最も広く臨床的に受け入れられた。パラコス（Ｐａｌａｃｏｓ）Ｒのような
通常の粘度のセメントは、これらの方式での調製と下から上の分配でのノズルを
通っての押出しの為に普通冷却される（粘度を減少し、硬化時間を長引かせる為
）。

【００１３】研究室の試験は部分真空で混合したセメントの疲労特性が改良されていること
を示したが、臨床的な長期研究は予想通りとならなかった。これの理由は現時点
では不明瞭であるが、部分真空混合方式の広まった使用の学習曲線がこの不一致
を説明するであろう徴候にあり；このような方式を長期間使用した外科部門は、
初めての人達より良好な成果を示した。

【００１４】予備加圧である：ミュンヘンのＤｒ．Ｋ．Ｄｒａｅｎｅｒｔにより開発された骨セメントの
予備加圧は、混合したセメントへの圧力の適用を長引かせることによる多孔度の
減少を意図している。注入器内での圧力の適用の間、気孔は減少するが、大部分
の効果はセメントを骨へ押出すときに失われ、ここではセメントは実質的に加圧
できない。重合収縮を補うという点から、気孔内の加圧された空気の拡大による
いくらかの利益が期待できるが、しかしこれは非常にタイミングとセメントの粘
度に左右される。全体として、予備加圧は多分もっとも効果の少ない（最適の条
件で行った研究室の試験でさえ）多孔度減少対策である。Ｄｒ．Ｄｒａｅｎａ
ｒｔは後に彼の独自の方式を広げ、部分真空混合、並びに予備加圧を合体させた
。

【００１５】臨床的な診療は、部分真空混合の様々な方式により著しく影響される。基本的
な制限は混合を行うことのできる真空レベルにより課せられる。室温で、ＭＭＡ
モノマーは３８ｍｂａｒで沸騰する。大部分の方式は約１００ｍｂａｒで操作す
るよう設計されている。これは混合したセメントに取り込まれた残留空気の重要
な量を残し；一度混合物が大気圧に戻されると、空気包含物は、例えば１０から
２０の率で収縮し、しかし気孔は実際に存続し、これらは大きさが小さくなって
いるだけである。これは疲労強度を含む、機械特性を改良するが、しかし主に有
効断面の増加およびより少なく応力集中での減少により、この応力集中は気孔の
大きさにそれ程影響されない。

【００１６】ＴＥＰＩＣのＷＯ８８／０３８１１から、実質的に空気の包含のない真空充満
方式が公知であるが、しかしこの方式における高い真空のための条件を達成する
のは技術的に困難である。

【００１７】（発明の開示）以下に本発明による方法の基本的原理、すなわち粉末の真空で誘導される充満
（ｖａｃｕｕｍ−ｉｎｄｕｃｅｄｆｌｏｏｄｉｎｇ）および過剰の液体の排出
−を詳細に記載する。

【００１８】他の公知の骨セメント調製方式と対照的に、本発明は、空気の包含を許すより
むしろ、これを避け、次にこれを減少する事を目標としている。これは注入器へ
粉末を予備充填し、次に真空により粉末カラムを通して液体を引き込むことによ
り達成される。この液体が粉末カラム中を移動すると、充満の前面の前にある空
気が真空により吸引される。最終結果は粉末の粒子間の残留空気がセメント液体
により置換されるということである。本工程はビーズと液体の間の完全な濡れ接
触に導き、一切の機械的混合を不必要にする。

【００１９】過酸化ベンゾイルのＭＭＡへの高い溶解度により、過酸化ベンゾイルは好まし
くは粉末の形状で添加すべきでない。粉末が充満することは触媒の濃度勾配が生
ずることになり、不均一な重合へ導くだろう。しかしながら、乳化重合したＰＭ
ＭＡ粉末は過酸化ベンゾイルの残留物を用いて製造でき、この残留物はビーズの
表面層の溶解によりトルイジンとの反応に利用できるようになる。このような粉
末の過酸化ベンゾイルの十分な残留物（１．０％から２．５％の範囲の平均値で
）との使用は、触媒系成分の濃度でのわずかな勾配のみで、充填した粉末カラム
が充満することを可能にする。

【００２０】真空で引き起こされた、制御された充満の展開は混合の必要を取り除き、セメ
ント調製での可変性の主な原因を取り除く。ＰＭＭＡ粉末の溶解度は充満後のカ
ラムの更なる充填（強化）へと導き、これは注入器の入り口側でのモノマーの僅
かな過剰を引き起こす。この過剰は、セメント注入器が真空ポンプから外され、
押出すためにコーキングガンへ設置される前に、空気圧により駆動されるピスト
ンの動作により排出される（アンプルへ戻す）。真空と液体用の注入器の穴は遮
蔽板を備えており、これが粉末の一切の損失を許さないので、空気圧ピストンの
動作は（一切の過剰のモノマーから）セメント混合物を排出へ導く。これはまた
モノマーの薄まった究極の含量（約２０％の）を提供し、これは他の混合したセ
メント中では、良好な濡れを可能にする為に過剰で存在しなければならない。

【００２１】メチルメタクリレートに加えて、他の適切な重合可能なモノマーまたはコモノ
マーを用いてもよく、これは例えばエチルメタクリレートまたはブチルメタクリ
レーとまたはこのようなメタクリレートの混合物である。真空源は１０から２００ｍｂａｒの範囲、好ましくは５０から１００ｍｂａｒ
の範囲の真空を発生できるべきである。

【００２２】本発明に係る骨セメント調製の主要な工程は、液体成分による粉末成分の空間
中の残留空気の整然とした交替である。このいわゆる、図１の、充満段階の間、
ＰＭＭＡビーズ１と添加剤２（二酸化ジルコニウムと抗生物質のような）は充満
の前面３によって分離される二つの部分へ分割される。充満の前面は、充満され
た空間６に比べて充満してない空間５での減圧（真空）により引き起こされる圧
力勾配により駆動される方向４へ粉末の体積の押し流す。実験的な作業は、空気
の圧力を減らす代わりに液体の圧力を増すことにより充満の圧力勾配を作り出す
ことが無秩序の充満となり、これにより充満の前面は不均一に前進し、空気の取
り込みへ導くことを示している。

【００２３】図２のように、粉末容器７の容積を充満の前面３が完全に押し流すために、充
満段階全体にわたって充満してない空間５の排気を維持する必要がある。それ故
容器７は二つの穴を備えている：入り口または上流穴８と出口または下流穴９。
両方の穴は、セメント調製の前および調製中に粉末を容器７へ効果的に閉じ込め
るよう設計されなければならない。更に、入口穴８はモノマーの流れを比較的容
易にせねばならず、出口穴９は空気が容易に流れるようにしなければならない。

【００２４】充満は出口穴９を真空源１０へ、入口穴８をモノマー容器１１へ結合すること
により達成される。本発明により調製されるＰＭＭＡベースの骨セメントに混合
は必要でないので、容器７は好ましくは堅く、完全に粉末で満たされている。入
口穴８は任意に弁１２を備えていてもよく、これは排気した粉末容器７（入口穴
８で）とモノマー容器１１（これは実質的に大気圧である）の間の圧力差に応じ
て、手動または自動で操作する。この弁１２は、粉末中で一定の真空レベルに到
達する前に、モノマーが流れるのを防止するのに用いることができる。実験によ
れば、空気への粉末カラムの透過性は、高容量真空ポンプが、モノマーの流れが
弁によって引き止められなくても、優秀な結果を達成するのに十分速く残留空気
の圧力を減少させるのに十分であることが分かった。

【００２５】粉末容器の好ましい実施態様を詳細に図３に示す。粉末容器は注入器１３、２
部分のピストン１４と１５およびアンプルアダプター１６からなる。アダプター
１６は注入器の上へねじ込まれている。アダプター１６の構造は、モノマー吸収
管１７と入口穴１８の間の結合をもたらし、この入口穴１８は細かいステンレス
鋼の網１９で覆われている。完全にねじ込まれたとき、アダプター１６はシール
２０により注入器１３へ密封して封印されている。モノマー２２で満たされたア
ンプル２１はアダプター１６へ開放され、そして挿入されており、そのため吸引
管１７がアンプルの底近くまで届いている。網１９はサブミクロン開口でしっか
り織られており；これは粉末粒子の最小の物でさえ通過させない。しかしながら
、モノマーの流れへの抵抗は非常に低い。アダプター１６は三つの別々のプラス
チック構成要素から構成されている：吸引管１７、本体２３およびカバープレー
ト２４であり、これらは網１９と一緒に超音波により溶接されている。

【００２６】二つのピストン構成部品キャップ１４とシール部分１５は、周囲２５に沿って
お互いに押し付けられている。この状況でピストンキャップ１４は約５０マイク
ロメータの深さのマイクロリブ２６、詳細Ａ、を備えている。これは構成部品１
４と１５を分離する規制した幅の間隙となる。この間隙は、図２の粉末室７から
下流、または出口穴９である。網１９は、図２の上流、または入口穴８に相当す
る。

【００２７】ピストンは注入器１３の内側で二つのリップ２７と２８により密封されている
。ピストンキャップ１４の円筒状部分２９と３０、および密封部分１５の円筒状
部分３１と３２はラビリンスを形成し、これは充満相の終りでピストンに入るで
あろう一切のモノマーが容易に漏れるのを防ぐ。注入器１３の底部３３は真空ポ
ンプ中へ密封されており、このポンプは、矢印３４に示されるように、注入器１
３の粉末室３５中の粉末カラムを排気する。モノマーの流れは矢印３６で示され
る。

【００２８】粉末室３５内の粉末カラムは予め決定した密度へ充填してある。このカラムの
透過性は、Ｋｏｚｅｎｙの式により、気孔率Ｐと単位体積の粒子の合計表面積Ｓ
に依存するので：ｋ＝１／５［Ｐ^３／（１−Ｐ）^２］／Ｓ^２

【００２９】粉末充填工程を制御することが重要である。もし粉末がゆるく充填されると、
輸送や取り扱いで更に硬く締まることがありえ、これは不均一な充満となり；密
すぎる充填は充満を遅くする。粉末ビーズ径分布もまた正確に制御されねばなら
ず；ＰＭＭＡの非常に細かい、ダスト状の粒子は、小さなモノマー粘度が非常に
急激に増加し、完全な充満を妨げるので、許されない。

【００３０】処置のために選らばれた骨セメントの配合割合は、１０重量％の二酸化ジルコ
ニウム、約２．５％の硫酸ゲンタマイシンを含む。最適な充填は気孔率Ｐ＝０．
３６の粉末カラムとなり、６３グラムの粉末に対して３０秒の充満時間となる。
気孔率Ｐとして許容できる範囲は、０．３４から０．３８である。

【００３１】本骨セメントの好ましい調製方法は４つのステップの手順を含む。ステップ１：充満モノマーアンプル２１を開き、アダプター１６内に配置し、そしてすべての組
み立て部品を次に真空源、例えば図４の圧縮空気駆動（ベンチュリータイプ）真
空ポンプ３７、へ接続する。真空ポンプ３７を起動し、充満段階を開始し、これ
は平均３０秒継続する。

【００３２】ステップ２：膨潤：真空ポンプは、一度粉末カラム全体が充満したら切断する。出口穴２５に到達
したモノマーの粘度は増加しており、ピストン構成部品１４と１５の間の間隙を
通しての流れは非常に遅くなる。従って真空スイッチのタイミングは決定的でな
く；いくらかのモノマーはピストンのラビリンスへ入っても良い。一度充満が完
了すると、注入器は待機段階の予め決まった時間（室温により１．５から３．０
分）適所にそのままにされる。この間ＰＭＭＡは膨潤し、ＭＭＡに溶解する。こ
れは過酸化ベンゾイルを放出し、重合を開始する。溶解したポリマーによるモノ
マーの粘度の増加が、後にセメント塊の押出しを容易にし；これ無しでは、セメ
ントのレオロジー的性質は湿った砂の性質に似ている。膨潤段階の間、粉末はま
た沈降して過剰のモノマー３８を図５に示すように注入器の頂上へ残す。

【００３３】ステップ３：排出注入器の頂上に集まった過剰のモノマー３８、並びに非常に初期の充満で作ら
れた少量の空気の泡は、図６に示すポンプ３７のピストン３９の動きにより、網
１９を通してアンプル２１へ戻される。網１９またはピストン間隙２５のどちら
も粉末粒子を逃がさせないので、モノマーのみが、ピストン１４／１５が注入器
１３中へ進むにつれ、セメントの塊から絞り出される。約１５から３０秒の、こ
の段階を排出と定義する。Ｄｒａｅｎａｒｔにより提案された加圧との最も重要
な差に注目してほしい。加圧では、液体はセメントの塊から離れることはできな
い。

【００３４】ステップ４：押出し過剰のモノマーがアンプルへ戻った後に、アダプターが注入器から取り外され
、そして配置され（底を使い捨てのフタ４０で覆って）、ノズル４１が注入器に
取り付けられ、セメントが図７に示すようにコーキングガン４２を用いて押出さ
れる。

【００３５】もしこの充満が、入口穴とアンプルとの間の最初の圧力低下で始まることがで
きたら、はじめの数秒の充満でいくらかの空気が取り込まれる。これの大部分は
排出中に追い出される。この最初の空気の取り込みは、図８の、モノマーの通路
に挿入した弁４３により少なくできる。

【００３６】もしこの弁が、注入器の底へ真空が適用されてから後に、例えば１５から３０
秒の遅れで開いたなら、モノマーはより少ない残留空気を含んだ粉末カラムの充
満を開始する。弁の技術的に魅力的な配置は吸引管１７の中にあることである。
バルブはまた、粉末室とアンプルの間の圧力差により、機械的にまた破壊により
開くことができる。

【００３７】真空ポンプの代替は、図９の排気した缶４４である。例えば１ｍｂａｒ未満へ
排気したとして、充満に至らせるのに十分なこのような缶の容積は０．３から０
．５リットルである。このような缶は単独の使用のために殺菌して供給でき、真
空ポンプの清掃と殺菌（並びにそのための資本投下）を取り除く。この場合排出
作業は、押出しの前にコーキングガンにより行うことができる。

【００３８】ＴＥＰＩＣのＷＯ８８／０３８１１から公知の骨セメントの調製方法は、不完
全な充満を避けるために粉末カラムでの高い真空レベルを必要とする。粉末容器
への、現行の発明におけるような、二つの穴（図２、８と９）の用意、および空
いた空間をモノマーで満たす基本的な概念からモノマーにより残留空気を代替す
る概念への変化は、欠くことのできない真空源、すなわち、図１０の拡大したピ
ストン４５を備えている。この方式の排気は入口穴を通して達成され、この穴は
次に、例えば弁４３により密封される。

【００３９】現行の発明の有利さは、本発明により調製した骨セメントの機械的および化学
的特性の広範囲にわたる試験により証明されている。比較の為に、市販の銘柄の
大部分、並びに同一の組成に基づくが、従来の手段（手による混合と部分真空混
合）により調製した、骨セメントのいくつかの調製物を試験した。

【００４０】開放の、スパチュラとボウル混合、引き続いて混錬の手法、と比較したモノマ
ーの手術室への放出は、六十分の一である。従来の部分真空混合方式に比較し、
放出は四分の一である。上述のように、ピーク温度は約８℃；収縮は絶対で約１
％、即ち相対で約２０％；残留モノマーは約２０％減少する。

【００４１】引張強度は、手による混合、または部分真空混合の全ての市販骨セメントの４
０から５５Ｍｐａと比較し、６５Ｍｐａであることが測定された。これは２０か
ら６０％高く、純粋な、ブロック重合のＰＭＭＡの極限引張強度（７０から７５
Ｍｐａ）へ近づいている。重要な差異はまた、図１１に示す、静的引張試験のワ
イブル（Ｗｅｉｂｕｌｌ）プロット（現行の発明対ＰＡＬＡＣＯＳＲの骨セメ
ント）により説明されるように、ばらつきが大きく減少することである。固有の（気穴のない）疲労強度（曲げでの）は最高の市販骨セメント（ＰＡＬ
ＡＣＯＳＲ）に匹敵する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る方法の真空の影響下における粉末カラムを通しての
、モノマーの充満の前面の動きの略図である。

【図２】本発明に係る装置の粉末容器の主要な特徴の略図である。

【図３】本発明に係る装置の粉末容器の好ましい実施態様による断面図で
ある。

【図４】真空ポンプでの骨セメントの充満の略図である。

【図５】骨セメントの膨潤段階の略図である。

【図６】骨セメントの排出段階の略図である。

【図７】骨セメント押出しを示す略図である。

【図８】本発明に係る装置のバルブを有する粉末容器の断面図である。

【図９】本発明に係る方法用の真空源としての排気した缶の略図である。

【図１０】本発明に係る方法と共に用いる真空溜めを有する予備排気した
パッケージの略図である。

【図１１】本発明による方法により得られた骨セメント対ＰＡＬＡＣＯＳＲ．の引張強度のワイブルプロットを示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年２月１２日（２００１．２．１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項２３】本装置が真空源（１０）を含むことを特徴とする請求項２
１または２２に記載の装置。

【請求項２４】前記真空源（１０）が排気した缶（４４）であることを特
徴とする請求項２３に記載の装置。

【請求項２５】前記真空源（１０）が排気したピストンであることを特徴
とする請求項２３に記載の装置。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】ＴＥＰＩＣのＷＯ８８／０３８１１から、実質的に空気の包含のない真空充満
方式が公知であるが、しかしこの方式における高い真空のための条件を達成する
のは技術的に困難である。ＪＯＮＳＳＯＮのＷＯ９７／１８０３１から骨セメント混合装置が公知であり、これは用いたモノマーの有害なガス形状を取り除く為に外部真空源を用いる。粉末への液体の添加が均一な骨セメント混合物とならないので、撹拌器の形状の混合装置を、液体と粉末の最終混合に用いる。ＴＡＮＡＫＡＥＴＡＬ．のＵ．Ｓ．Ｐ．Ｎｏ．５，５８８，７４５から更なる骨セメント混合装置が公知であり、これは液体の流入が複数のスリットを通して内側および周辺部から同時に行われる。この公知の装置は、またこれが予め排気した粉末室の枯渇する真空を用いるという欠点を有する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】二つのピストン構成部品キャップ１４とシール部分１５は、周囲２５に沿って
お互いに押し付けられている。この状況でピストンキャップ１４は約５０マイク
ロメータの深さのマイクロリブ２６を備えている。これは構成部品１４と１５を
分離する規制した幅の間隙となる。この間隙は、図２の粉末室７から下流、また
は出口穴９である。網１９は、図２の上流、または入口穴８に相当する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人Ｃｌａｖａｄｅｌｅｒｓｔｒａｓｓｅ，ＣＨ−7270 Ｄａｖｏｓ，ＳｗｉｔｚｅｒｌａｎｄＦターム(参考） 4C081 AC04 BC02 CA08 DA11 4J011 AA05 AC06 BA04 BB01 BB02 BB10 BB11 DB07 DB27 PA69 PC02 4J026 AA45 BA27 DB15 DB22 GA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒系の作用により重合可能なモノマーまたはコモノマーを
含む、高分子量粉末と液体成分からの骨セメント調製方法であって、これにより
前記粉末成分の粒子が入口穴（８）と出口穴（９）を備えた粉末容器（７）へ充
填され、前記液体成分が液体容器（１１）へ収容される方法において、Ａ）前記液体容器（１１）が前記入口穴（８）へ結合され；そしてＢ）真空源（１０）が前記出口穴（９）へ接続され、これにより、Ｃ）前記粉末成分の前記粒子間の空隙空間が、該真空源（１０）の作用により前
記入口穴（８）から前記出口穴（９）の方向へ流れる前記液体成分により充満さ
れることを特徴とする骨セメントの調製方法。
【請求項２】前記触媒系が過酸化ベンゾイルを含むことを特徴とする請求
項１に記載の方法。
【請求項３】前記過酸化ベンゾイルが前記粒子内に含まれることを特徴と
する請求項２に記載の方法。
【請求項４】前記容器（７）の前記上流入口穴（８）と前記下流出口穴（
９）が空気と液体を通過させるが、前記粉末の通過させないことを特徴とする請
求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】前記容器（７）が堅くて曲がらず、好ましくは注入器（１３
）の形状で、完全に前記粉末で満たされた、これの粉末収容室（３５）を備えて
いることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】前記粉末収容室（３５）中の前記粉末が０．３０から０．４
３、好ましくは０．３４から０．３８の気孔率で充填されていることを特徴とす
る請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】前記粉末収容室（３５）中の前記粉末が０．３５から０．３
７の気孔率で充填されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】前記粉末成分が、前記液体成分により１５から６０秒で充満
されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】前記粉末成分が、前記液体成分により２５から３５秒で充満
されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記液体成分の流れが、前記液体容器（１１）と前記入口
穴（８）の間に挿入した弁（１２）により制御されることを特徴とする請求項１
から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】前記液体成分による前記粉末成分の充満に、膨潤、過剰の
液体成分の排出および混合した成分の押出しが続くことを特徴とする請求項１か
ら１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】過剰の液体の前記排出が真空ポンプ（３７）に含まれるピ
ストン（３９）により影響されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか
一項に記載の方法。
【請求項１３】前記入口穴（８）が網（１９）を含み、これが前記粉末粒
子を通過させないが、前記液体を通過させることを特徴とする請求項１から１２
のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】前記出口穴（９）が狭い間隙（２５）を含み、これが実質
的に前記粉末粒子を通過させないが、空気と前記液体を通過させることを特徴と
する請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】前記間隙（２５）が５０ミクロン未満であることを特徴と
する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記間隙（２５）が前記粉末成分の前記粒子平均直径の３
倍未満であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】前記重合可能モノマーまたはコモノマーがメチルメタクリ
レート、エチルメタクリレート若しくはブチルメタクリレートまたはこれらの混
合物を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】前記真空源（１０）が１０から２００ｍｂａｒの範囲の真
空を発生することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】前記真空源（１０）が５０から１００ｍｂａｒの範囲の真
空を発生することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】請求項１から１９のいずれか一項による方法により得られ
る骨セメント混合物。
【請求項２１】請求項１から１９のいずれか一項による方法を実施するた
めの装置であって、ここでＡ）入口穴（８）と出口穴（９）を備えた粉末容器（７）であり、該粉末容器（
７）が高分子量の粉末を含み；Ｂ）液体容器（１１）であり、これにより該液体容器が重合可能なモノマーまた
はコモノマーを含む液体成分を含有し；これによりＣ）前記液体容器（１１）が前記入口穴（８）へ結合でき；Ｄ）前記出口穴（９）が真空源（１０）へ結合でき；そして；Ｅ）前記粉末成分の前記粒子間の空隙空間が、真空源（１０）の作用により前記
出口穴（９）の方向に前記入口穴（８）を通して前記液体成分により充満できる
ことを特徴とする装置。
【請求項２２】本装置が真空源（１０）を含むことを特徴とする請求項２
１に記載の装置。
【請求項２３】前記真空源（１０）が排気した缶（４４）であることを特
徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】前記真空源（１０）が排気したピストンであることを特徴
とする請求項２２に記載の装置。