(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入れ物内で真空を発生させる真空ポンプ組立体において、
真空ポンプと、
該ポンプと前記入れ物とを相互に接続する移送手段と、
該移送手段内にて所定の真空が達成されたことを表示すべく前記移送手段内に配置された真空インジケータとを備え、
前記真空ポンプが、
シリンダと、
該シリンダ内に配置されたピストンと、
第一の端部にて該ピストンに固定され且つ前記シリンダの一端を貫通して伸長するピストンロッドであって、軸方向に且つ往復運動可能に移動して、前記ピストンを前記シリンダ内で軸方向に且つ往復運動可能に第一及び第二の反対の方向に移動させるピストンロッドと、
前記ピストンの上で且つ該ピストンの周りに配置された密封リングであって、該密封リングの外周の全体に亙って前記シリンダの内壁と係合した密封リングと、
前記ピストンから半径方向外方に伸長するストッパ手段とを備え、該ストッパ手段が、前記ピストンの基端面寄りの基端のストッパ手段と、前記ピストンの末端面寄りの末端のストッパ手段とを備え、前記密封リングが、該基端のストッパ手段と該末端のストッパ手段との間で軸方向に可動であることと、
前記ピストンが、軸方向に伸長する溝を有し、該溝が、前記末端のストッパ手段寄りの位置から前記基端のストッパ手段寄りの位置まで伸長することと、
これにより、前記ピストンが前記第一の方向に移動するとき、前記密封リングが前記末端のストッパ手段に係合し、前記ピストンと前記シリンダの前記内壁との間の環状の空隙を密封し、前記ピストンが前記第二の方向に移動するとき、前記密封リングが前記基端のストッパ手段に係合し、前記軸方向に伸長する溝を非妨害状態にし、前記ピストンが前記第一の方向に移動するとき、前記シリンダ内の流体が前記ピストンと前記シリンダの内壁との間を流れるのを防止し、前記ピストンが前記第二の方向に移動するとき、該流体が前記ピストンと前記シリンダの内壁との間を流れるのを許容するようにしたこととを備え、
前記移送手段が、
前記真空ポンプから前記入れ物まで伸長する導管であって、その内部にワンウェイ逆止弁手段を有し、前記真空ポンプ内で発生された真空が前記ハウジングまで伸長するようにする導管を備えており、
前記真空インジケータが、前記真空ポンプと前記入れ物との間の前記導管に配置された細長い管状部材であって、その内部にて所定のレベルの真空が達成されると直ちに急激且つ完全に潰れるようになされている、エラストマー材料で出来ている管状部材を備え、
該管状部材の壁が、該管状部材の内半径の1／5以上の寸法の均一な厚さを有しており、
前記管状部材の材料および壁の厚さは、前記所定のレベルの真空が達成されると直ちに該管状部材が急激且つ完全に潰れるようになされている、
真空ポンプ組立体。  
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプ組立体において、前記ピストンの前記基端から伸長し且つ前記基端のストッパ手段を画成する、前記ピストンの第一の張出し部分と、前記ピストンの前記末端から伸長し且つ前記末端のストッパ手段を画成する前記ピストンの第二の張出し部分とを備え、前記密封リングが、前記第一及び第二の張出し部分の間で可動である、真空ポンプ組立体。
【請求項３】
請求項２に記載の真空ポンプ組立体において、前記第一及び第二の張出し部分が、前記密封リングがその内部に配置される環状の溝をその間に画成する、真空ポンプ組立体。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプ組立体において、前記環状溝の底部及び前記シリンダの内壁が、対向する同心状の関係に配置される、真空ポンプ組立体。
【請求項５】
請求項４に記載の真空ポンプ組立体において、前記軸方向に伸長する溝が、前記環状溝から前記ピストンの基端面まで伸長し、前記軸方向に伸長する溝が、前記環状溝よりも前記ピストンの内方に更に伸長する、真空ポンプ組立体。
【請求項６】
請求項５に記載の真空ポンプ組立体において、軸方向に伸長する少なくとも１つの追加的な溝を更に備える、真空ポンプ組立体。
【請求項７】
請求項１に記載の真空ポンプ組立体において、前記移送手段が、前記導管内に木炭フィルタを更に備える、真空ポンプ組立体。
【請求項８】
入れ物内で真空を発生させる方法において、
真空ポンプを提供するステップと、
前記ポンプと前記入れ物とを相互に接続する移送手段を提供するステップと、該移送手段内に所定の真空が発生されたことを表示する真空インジケータを前記移送手段内に提供するステップとを備え、
前記真空ポンプが、
シリンダと、
該シリンダ内に配置されたピストンと、
第一の端部にて該ピストンに固定され且つ前記シリンダの一端を貫通して伸長するピストンロッドであって、軸方向に且つ往復運動可能に移動して、前記ピストンを前記シリンダ内で軸方向に且つ往復運動可能に第一及び第二の反対の方向に移動させるピストンロッドと、
前記ピストンの上で且つ該ピストンの周りに配置された密封リングであって、該密封リングの外周の全体に亙って前記シリンダの内壁と係合した密封リングと、
前記ピストンから半径方向外方に伸長するストッパ手段とを備え、該ストッパ手段が、前記ピストンの基端面寄りの基端のストッパ手段と、前記ピストンの末端面寄りの末端のストッパ手段とを備え、前記密封リングが、該基端のストッパ手段と該末端のストッパ手段との間で軸方向に可動であることと、
前記ピストンが、軸方向に伸長する溝を有し、該溝が、前記末端のストッパ手段寄りの位置から前記基端のストッパ手段寄りの位置まで伸長することと、
これにより、前記ピストンが前記第一の方向に移動するとき、前記密封リングが前記末端のストッパ手段に係合し、前記ピストンと前記シリンダの前記内壁との間の環状の空隙を密封し、前記ピストンが前記第二の方向に移動するとき、前記密封リングが、前記基端のストッパ手段に係合し、前記軸方向に伸長する溝を非妨害状態にし、前記シリンダ内の流体が、前記ピストンが前記第一の方向に移動するとき、前記ピストンと前記シリンダの内壁との間を流れるのを防止し、前記ピストンが前記第二の方向に移動するとき、流体が前記ピストンと前記シリンダの内壁との間を流れるのを許容するようにし、
前記真空ポンプを前記移送手段に接続し、前記移送手段を前記入れ物に接続することを含み、前記移送手段が、
前記真空ポンプから前記入れ物まで伸長する導管であって、その内部にワンウェイ逆止弁手段を有し、前記真空ポンプ内で発生された真空が前記ハウジングまで伸長するようにする導管を備え、
前記シリンダ内で真空を発生させ得るように、前記ピストンを前記シリンダ内で往復運動可能に移動させ、前記真空インジケータが前記移送手段内で前記所定の真空が達成されたことを表示する迄、該真空が前記移送手段により前記入れ物まで伸長するようにされ、
前記真空インジケータが、真空発生装置と、吸引排気すべき入れ物との間の真空ラインに配置された細長い管状部材であって、その内部の圧力が前記入れ物の内部の圧力と同じであり且つその外部の圧力が外気圧力である、エラストマー材料で出来ている管状部材を備え、
該管状部材の壁が、該管状部材の内半径の1／5以上の寸法の均一な厚さを有しており、
前記管状部材の材料および壁の厚さは、前記管状部材の内部と外部との圧力差が所定のレベルに達すると直ちに該管状部材が急激且つ完全に潰れるようになされている、
方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記導管内に木炭フィルタを挿入するステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、真空装置に関し、より具体的には、骨セメント混合装置と関連して使用するのに特に十分に適した型式の真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの状況において、入れ物、又は容器内で真空を発生させることが必要であるか、又は少なくとも望ましいことがある。
例えば、多くの整形外科手術において、インプラントを骨に固定するために骨セメントを使用する。従来の骨セメントは、一般に、外科手術中、セメントが必要とされるとき、セメントの構成成分を共重合化することにより作られる重合系材料である。より具体的には、かかる骨セメントは、例えば、メチルメタアクリレート及びポリメチルメタアクリレート（「ＰＭＭＡ」）、又はメチルメタアクリート及びスチレンのような液体モノマー及び粉末化した共重合体を共重合化することにより製造される。不都合なことに、上述した共重合化を行うため、セメントの構成成分を共に混合するときにセメント内に一般に気泡が混入することが分かっている。こうした気泡が存在するならば、セメントの多孔度が増して、これにより、その構造体的一体性が損われる。都合の良いことに、混合体から気泡を除去すれば、セメントの強度が著しく増すことも分かっている。このため、骨セメントの構成成分は、真空にて混合することが理想的である。
【０００３】
より具体的には、ＰＭＭＡ骨セメントの従来の混合の結果、硬化したセメントのとき、約５乃至６％の多孔度となることが分かった。これと逆に、真空圧下にて機械的に混合すれば、セメントの多孔度は、約0.1乃至0.8％の範囲まで低下する可能性がある。その結果、圧縮強度は約24％、直径方向引っ張り強度は約23％、及び単軸引っ張り強度は44％増大する。
【０００４】
上述のことに加えて、最適な結果を実現する上で混合中に使用される真空レベルは極めて重要であることも分かっている。より具体的には、標準的な作動室の壁の取り入れ部分から発生される真空レベル（典型的に、約200乃至400ｍｍＨｇ）は、一般に、セメント混合体の多孔度を十分に解消するには不十分であることが分かっている。経験上、大気圧よりも約500乃至550ｍｍＨｇ低い真空レベルのときに、満足し得る結果が得られることも分かっている。
【０００５】
上述のことに鑑みて、骨セメントを混合させるときに使用するための真空装置が開発されている。こうした真空装置は、一般に、骨セメントを混合させるために使用される入れ物、又は容器内で所望の真空を発生させる真空ポンプと、該入れ物、又は容器内で適正なレベルの真空が達成されたときを表示する真空インジケータとを備えている。
【０００６】
不都合なことに、骨セメントの真空装置と一般に関連付けられた真空ポンプは、比較的大きい寸法となるか、又はかなり複雑な設計となり、又はその両方の場合となることがある。更に、かかる真空ポンプは、一般に、極めて高価であり、外科手術が終了したときに使い捨て得ると考えられない。その結果、洗浄、再組み立て及び／又は滅菌処理の問題が生じる可能性がある。
【０００７】
更に、骨セメントと一般に関連付けられる真空インジケータは、一般に、前面ディスプレイ又はパネル上に圧力測定値を提供し得るようにされた、比較的複雑な機械式、又は電気機械式の計器であるか、又は、室の内部及び外部の環境の間に設定された差圧に従って内方に変形する型式のプラスチック製の「滴下チャンバ」式の真空インジケータである。
【０００８】
不都合なことに、現在の機械式又は電気機械式の真空計器は、極めて高価であり、外科手術の終了時に使い捨て得ると考えることができないという欠点がある。その結果、洗浄、再組み立て及び／又は滅菌処理の問題が生じる可能性がある。
【０００９】
一方、プラスチック製の滴下チャンバで形成された真空インジケータは、それ自体の欠点がある。より具体的には、これらのプラスチック製の滴下チャンバの真空インジケータは、典型的に、静脈内管（ＩＶ）にて見られる型式の滴下チャンバを使用して形成される。この滴下チャンバは、一端にてセメント混合容器と接続され、その他端にて真空ポンプに接続され、これにより、滴下チャンバ内には、セメント混合チャンバ内と同一レベルの真空圧が存在することになる。滴下チャンバの外側は、大気雰囲気に露呈される。この構造の結果、真空ポンプがセメント混合容器内、従って、プラスチックの滴下チャンバ内に真空圧を吸引するに伴い、滴下チャンバの内側と外部環境との間に形成される差圧に従って滴下チャンバの側壁は徐々に変形する。このことは、滴下チャンバ内に、従って、セメント混合チャンバ内に真空が発生したことをユーザが確認することを可能にする。
【００１０】
不都合なことに、プラスチック製の滴下チャンバで形成された真空インジケータは、ユーザに対し限られた情報しか伝達し得ないという欠点がある。より具体的には、こうした滴下チャンバ式の真空インジケータは、一般に、可塑化ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）又はポリビニルアセテート、又はポリビニルアルコール、又は同様の材料で出来ている。その結果、滴下チャンバは、一般に、大気圧よりも約350ｍｍＨｇ、低い圧力から開始して、増大する真空圧と共に、徐々に変形する。この徐々で且つ漸進的に変形する性質のため、プラスチック製の滴下チャンバ式の真空インジケータは、定性的真空インジケータとしてしか作用しない、即ち、該インジケータは、真空が発生したか否かを表示するが、その真空の正確なレベルは表示しない。
【００１１】
また、プラスチック製の滴下チャンバ式真空インジケータは、幾つかのサイクルに亙って信頼状態で機能しないという欠点がある。より具体的には、第一の真空を吸引し、次に解放したとき、滴下チャンバ式の真空インジケータの変形した壁は、その以前の管状の形状に戻るのに一般に、数分かかる。滴下チャンバ式の真空インジケータは、その最初の管状の形状に完全に戻らないこともある。次に、２回目に、装置に真空圧を付与したとき、滴下チャンバ式の真空インジケータは、最初のときと異なる圧力（即ち、より低圧）にて変形し始める可能性がある。このことは、ユーザの側に混乱及び／又は誤認を生じさせる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の一つの目的は、入れ物、又は容器内で真空を発生させる新規且つ改良された真空装置を提供することである。
本発明の別の目的は、骨セメント混合装置と関連して使用するのに特に十分に適した新規且つ改良された真空装置を提供することである。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、新規且つ改良された真空ポンプを提供することである。
本発明の更に別の目的は、骨セメント混合装置と関連して使用するのに特に十分に適した新規且つ改良された真空ポンプを提供することである。
【００１４】
本発明の更に別の目的は、新規且つ改良された真空インジケータを提供することである。
本発明の更に別の目的は、骨セメント混合装置と関連して使用するのに特に十分に適した新規且つ改良された真空インジケータを提供することである。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、入れ物又は容器内で真空を発生させる新規且つ改良された方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、骨セメント混合装置内の入れ物又は容器の内部に真空を発生させる新規且つ改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の上記及びその他の目的は、新規な真空ポンプと、新規な真空インジケータとを備える新規な真空装置を提供し且つ使用することにより達成される。
該新規な真空ポンプは、シリンダと、該シリンダ内に配置されたピストンと、第一の端部にて該ピストンに固定され且つシリンダの一端を貫通して伸長するピストンロッドであって、ピストンをシリンダ内で軸方向に且つ第一及び第二の反対方向に向けて往復運動可能に動かし得るように軸方向に且つ往復運動可能に可動であるピストンロッドと、ピストン上に且つピストンの周りに配置され、密封リングを外周の全体に亙ってシリンダの内壁と係合した密封リングと、ピストンから半径方向外方に伸長するストッパ手段であって、ピストンの基端面寄りの基端のストッパ手段と、ピストンの末端面寄りの末端のストッパ手段とを備えるストッパ手段とを備え、密封リングが基端のストッパ手段と末端のストッパ手段との間で軸方向に可動であることと、ピストンが軸方向に伸長する溝を有し、該軸方向に伸長する溝が、末端のストッパ手段寄りの位置から基端のストッパ手段寄りの位置まで伸長するようにすることと、これにより、ピストンが第一の方向に動くとき、密封リングが末端のストッパ手段に係合して、ピストンとシリンダの内壁との間の環状空隙を密封し、ピストンが第二の方向に動くとき、密封リングが基端のストッパ手段に係合し、軸方向に伸長する溝を非妨害状態に保ち、ピストンが第一の方向に動くとき、シリンダ内の流体がピストンとシリンダの内壁との間を流れるのを防止し、ピストンが第二の方向に動くとき、該流体がピストンとシリンダの内壁との間を流れるのを許容されることとを備えている。
【００１７】
該新規な真空インジケータは、真空ポンプと吸引排気（ｅｖａｃｕａｔｅ）すべきハウジングとの間の真空ラインに配置される細長い管状部材を備えており、該管状部材は、弾性材料で出来ており、該管状部材の壁は、該管状部材の内半径の1／5以上の均一な厚さを有している。
【００１８】
また、本発明は、入れ物、又は容器内で真空を発生させる新規な真空ポンプ及び新規な真空インジケータを使用することも含む。
本発明の上記又はその他の目的並びに特徴は、同様の部品を同様の参照番号で表示する添付図面と共に参照すべきである、本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な説明により一層、完全に開示され又は明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
最初に図１を参照すると、入れ物、又は容器内で真空圧を発生させる真空装置５が図示されている。該真空装置５は、全体として、入れ物、又は容器内で真空を発生させる真空ポンプ１０と、該入れ物又は容器内で適正なレベルの真空が発生されたことを表示する真空インジケータ１５とを備えている。多岐に亙る異なる用途のため、種々の異なる入れ物、又は容器内で真空を発生させるべくこの真空装置５を使用することができると考えられるが、本発明の一つの特別な特徴は、例えば、図１に図示した容器２０のようなセメント混合容器内で真空を発生させるために真空装置５を使用することを含む。かかる用途に関して、真空装置５は、真空ポンプ１０から容器２０内に空気が逆流するのを防止する一対の逆止弁２５と、選択された物質が容器２０から真空ポンプ１０内に流れるのを防止するフィルタ３０と、容器２０に設けられた対応する接続具４０に対する気密の接続部を形成し得るようにされた接続具３５とを備えることが好ましい。可撓性の管４５は、以下により詳細に説明するように、上述した要素を共に直列に接続する。
【００２０】
次に、図１乃至図１６を参照すると、真空ポンプ１０は、全体として、シリンダ５０と、ピストン組立体５５と、ピストンロッド６０とを備えている。
シリンダ５０は、図１、図２乃至図５及び図１３乃至図１６に図示されている。シリンダ５０は、シリンダ側壁６５（図１３）と、末端壁７０とを特徴としている。末端壁７０は接続具７５を有する。通路７７は、接続具７５及び末端壁７０を貫通して伸長している。
【００２１】
ピストン組立体５５は、図１及び図１２乃至図１６に図示されている。ピストン組立体５５は、全体として、ピストン８０（図１、図６、図７、図１０及び図１２乃至図１６）と、Ｏリング８５（図１及び図１３乃至図１６）とを備えている。ピストン８０は、シリンダ５０（図１３乃至図１６）の内径よりも小さい外径となるような寸法に設定されており、末端面９０と、基端面９５（図１３及び図１４）とを備えている。
【００２２】
周方向に伸長する溝１００（図１２乃至図１４）がピストン８０の外壁に形成されている。ピストン８０に形成された周方向に伸長する溝１００は、次のように形成される。即ち、（ｉ）周方向に伸長する溝１００の末端部分とピストンの末端面９０との間に末端の環状肩部１０５（図１３及び図１４）が画成され、（ii）周方向に伸長する溝１００の基端部分とピストンの基端面９５との間に基端の環状肩部１１０（図１４）が画成されるようにされている。図１２乃至図１６に図示するように、周方向に伸長する溝１００の底部は、略円筒状の形状とされており、これにより、ピストン８０をシリンダ５０内に配置したき、周方向に伸長する溝１００の底部とシリンダ５０の隣接する内壁との間に一定寸法の環状の空隙が形成される。換言すれば、ピストン８０をシリンダ５０内に配置したとき、周方向に伸長する溝１００の底部及びシリンダ５０の内壁が対向した同心状の関係に配置される。
【００２３】
ピストン８０の外面に軸方向に伸長する複数の溝１１５（図１２乃至図１４）が形成されている。軸方向に伸長する溝１１５は、図面に示した方法にて周方向に伸長する溝１００と交差する。特に、軸方向に伸長する溝１１５の末端は、以下により詳細に説明するように、周方向に伸長する溝１００（図１３乃至図１６）の末端の手前にて終わる一方、軸方向に伸長する溝１１５の基端は、ピストンの基端面９５（図１２乃至図１６）にて開口する。
【００２４】
Ｏリング８５は、ピストンの周方向に伸長する溝１００（図１３及び図１４）内に配置される。Ｏリング８５は、ピストンの周方向に伸長する溝１００内に滑り嵌め可能な寸法とされており、これにより、Ｏリングは、溝の末端（図１３及び図１４）から溝の基端（図１５及び図１６）まで、また、その逆の方向に摺動することができる。これと同時に、Ｏリング８５は、シリンダの側壁６５（図１３乃至図１６）の内面と摩擦嵌め可能な寸法とされている。要するに、Ｏリング８５は、周方向に伸長する溝１００の底部とシリンダ５０の内壁とにより画成された環状の空隙内に位置し、また、Ｏリングは、周方向に伸長する溝１００の底部とシリンダ５０の内壁との双方に同時に、強固ではあるが、滑らかに係合するような寸法とされる。このようにして、ピストン組立体５５が、シリンダ５０内にて基端方向に駆動されるとき、Ｏリング８５とシリンダの側壁６５の内面との摩擦係合により、Ｏリング８５自体は、ピストンの末端の環状肩部１０５（図１３及び図１４）に対して、周方向に伸長する溝１００の末端に着座する。これと対応する方法にて、ピストン組立体５５がシリンダ５０内で末端方向に駆動されるとき、Ｏリング８５とシリンダの側壁６５の内面との摩擦係合により、Ｏリング８５は、ピストンの基端の環状肩部１１０（図１５及び図１６）に対して、周方向に伸長する溝１００の基端にそれ自体が着座する。このように、ピストンの末端の環状肩部１０５及びその基端の環状肩部１１０は、基本的に、ピストンの周方向に伸長する溝１００内でＯリング８５が軸方向に動くのを制限するストッパを形成する。
【００２５】
本発明によれば、ピストンの軸方向溝１１５は次のように形成される。即ち、Ｏリングがピストンの末端の肩部１０５（図１３及び図１４）に対して着座するとき、Ｏリング８５により溝の末端が閉じられ、Ｏリングがピストンの基端の肩部１１０（図１５及び図１６）に対して着座するとき、Ｏリング８５によりピストンの軸方向溝１１５が閉じられないように形成される。このように、（ｉ）Ｏリング８５がピストンの末端の肩部１０５（図１３及び図１４）に対して着座したとき、シリンダ５０内の空気がピストン組立体５５を経て流れることが防止され、また、（ii）Ｏリング８５がピストンの基端の肩部１１０（図１５及び図１６）対して着座したとき、シリンダ５０内の空気は、ピストン組立体５５を経て自由に流れ得ることが理解されよう。
【００２６】
上記構造の結果として、流体がピストン８０を経て流れ得ること（又は流れ得ないこと）は、シリンダ５０内のピストン８０の移動方向によってのみ決まることを理解すべきである。流体がピストン８０を経て流れ得るか否かは、Ｏリング８５における差圧により決まるものではない。この特徴は、ポンプ内の弁要素における差圧によりポンプの吸引排気段階及び排出段階が決まる、従来技術の多数の真空ポンプと顕著に相違する点である。かかる従来技術の真空ポンプの場合、ポンプの効率は、弁要素を「開き」且つ「閉じる」のに必要な差圧の程度に従って低下する。このように、本発明は、差圧のみを利用して弁の状態を変更させるものではないから、極めて効率的な真空ポンプが提供される。
【００２７】
ピストンロッド６０は、図１、図６乃至図１１及び図１２乃至図１６に図示されている。ピストンロッド６０は、以下に更に詳細に説明するように、ピストン組立体５５をシリンダ５０内で支持し、また、ユーザがピストン組立体５５をシリンダ５０内で前後に動かすことを可能にする働きをする。ピストンロッド６０は、ピストン組立体５５に取り付けられる末端１２０（図６及び図７）と、ユーザの手で把持し得るようにされた基端１２５とを備えることを特徴としている。ピストンロッド６０は次のように形成されことを理解すべきである。即ち、以下に説明するように、（ｉ）部品がシリンダ内に固着することなく、ピストン組立体５５がシリンダ５０の長さに沿って前後に滑らかに駆動することができ、（ii）ピストン組立体５５の基端に存在する空気がピストンロッド６０を経て自由に流れて、真空ポンプ１０の基端から外に出ることができるように形成される。
【００２８】
上記構造のため、真空ポンプ１０の末端接続具７５を、吸引排気すべき入れ物又は容器と接続し、その後に、真空ポンプがそのピストン組立体５５を基端方向に吸引したとき、Ｏリング８５とシリンダの側壁６５の内面との摩擦係合により、Ｏリング８５は、ピストン８０の末端まで移動して、ピストンの軸方向伸長溝１１５（図１３及び図１４）を密封する。その結果、基端方向に移動するピストン組立体５５は、引っ込むピストン組立体の後方にて上記の入れ物又は容器から空気をシリンダの末端内に吸引する。この動作は、「吸引排気行程」として説明することができる。
【００２９】
これと逆に、真空ポンプ１０が、その後、そのピストン組立体５５を末端方向に移動させると、Ｏリング８５とシリンダの内壁６５の内面との摩擦係合によりＯリング８５はピストン８０の基端側まで移動して、ピストンの軸方向に伸長する溝１１５を開放する。その結果、ピストン組立体５５の末端側に存在する空気は、末端方向に移動するピストン組立体を経て流れて、真空ポンプ１０の基端から外に出ることが可能となる。この動作は、「排出行程」として説明することができる。
【００３０】
真空ポンプ１０と吸引排気すべき入れ物、又は容器との間のラインに１つ以上の逆止弁（例えば、図１に図示した型式の１つ以上の逆止弁２５）を配置することにより、ポンプの吸引排気行程中、入れ物又は容器から真空ポンプ１０内に空気を導入することができるが、ポンプの排出行程中、空気がポンプから入れ物又は容器内に流れるのを防止することができる。
【００３１】
このようにして、ポンプのピストン組立体５５（ピストンロッドの基端１２５を介して手動で作動される）の反復的な行程により、入れ物又は容器内の気体を吸引排気することができる。
【００３２】
本発明の一つの好適な特徴において、真空ポンプ１０は、上述した真空装置５（図１）内に使用されて、入れ物２０内で真空を発生させ、これにより、真空下にて骨セメントを該入れ物内で混合させることができる。また、この特別な適用例に関連して上述したように、真空装置５は、入れ物２０内で適正なレベルの真空が形成されたことを判断する真空インジケータ１５と、真空ポンプ１０から入れ物２０内に空気が逆流するのを防止する一対の逆止弁２５と、選択した物質が入れ物２０から真空ポンプ１０内に流れるのを防止するフィルタ３０と、入れ物２０に設けられた対応する接続部４０と気密の接続部を形成し得るようにされた接続具３５とを備えることが好ましい。可撓性の管４５が上述した要素の各々を共に直列に接続する。
【００３３】
真空インジケータ１５は、図１及び図１７に図示されている。真空インジケータ１５は、ラテックスゴム又はシラスティックシリコーンのようなエラストマー的材料で形成された管１３０と、該管１３０の各端部に設けられた一対の接続具１３５とを備えている。一方、接続具１３５は、可撓性の管４５に接続され、これにより、真空インジケータ１５を真空ポンプ１０と入れ物２０との間のラインに配置することができる。このようにして、真空インジケータ１５の内部は、容器２０の内部と等しい圧力となる一方、真空インジケータ１５の外部は外気圧力と等しくなる。
【００３４】
真空インジケータ１５は、実施的に二状態（ｂｉ−ｓｔａｔｅ）の作動型式を特徴としている。このことは、アナログ型の作動型式を特徴とする、従来技術の「滴下チャンバ」（ｄｒｉｐｃｈａｍｂｅｒ）式の真空インジケータと全く異なるものである。
【００３５】
より具体的には、この新規な真空インジケータ１５の場合、真空インジケータの内部と外部環境との間の差圧が所定の閾値以下てある限り、弾性管１３０は、その通常の管状の形状を保持する。しかしながら、真空インジケータの内部と外部環境との間の差圧がその所定の閾値を上廻ると直ちに、管１３０の壁か急激に、顕著に屈曲して、視覚的に管の潰れとして認識可能となる。このことは、真空インジケータの内部と外部環境との間の差圧が蓄積するのに伴い、より漸進的で且つより連続的な種類の変形を生じさせる従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータの場合と相違する。
【００３６】
これと逆に、この新規な真空インジケータ１５の場合、真空インジケータの内部と外部環境との間の圧力差が再度、上述した所定の閾値以下に降下すると直ちに、管１３０は、その最初の管状の形状に復帰する。この点でも、真空インジケータの内部と外部環境との差圧が降下するに伴い、より漸進的で且つより連続的な種類の復帰を示す、従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータの場合と顕著に相違する。
【００３７】
更に、この新規な真空インジケータ１５の場合、真空インジケータに一連の真空が循環的に作用する間、この真空インジケータは、その度に正確に等しいレベルの差圧で状態を変更し続ける。この場合にも、上述したように、インジケータに循環的で且つ連続的な真空の作用が加わるに伴い、その作動閾値を変化させる傾向のある従来技術のプラスチック製の滴下チャンバ式真空インジケータと顕著に相違する。
【００３８】
真空インジケータ１５と、従来技術の滴下チャンバ式の真空インジケータとの作用が相違する一つの理由は、その製造材料が相違すること、即ち、真空インジケータ１５は、エラストマー材料で出来ている一方、従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータは可塑化材料で出来ていることによる。
【００３９】
より具体的には、好適なエラストマー的材料は、ラテックスゴム又はシラスティックシリコーンであり、この場合、材料は大きい歪み量（例えば、２％以上）
のとき、弾性状態を保つ機械的挙動を呈する。換言すれば、ラテックスゴム、又はシラスティックシリコーン材料は、比較的大きく変形した後であっても、その最初の形状及び状態に極めて迅速に復帰する。このことは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリビニルアセテート又はポリビニルアルコール又は同様の材料のような可塑化材料で出来ている従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータと顕著に相違するものである。従来の場合、その可塑化材料は、比較的小さい歪み量にて非直線状の可塑変形を生じさせる。更に、かかる可塑化材料は、比較的小さい歪みレベルのときであっても恒久的に変形し易い。更に、その可塑化材料が恒久的に変形しない場合であっても、その可塑化材料は、一般に、変形応力が除去された後、その最初の状態及び形状に戻るのに少なくとも数分かかる。
【００４０】
上述したように、真空チャンバ１５と従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータとの作用が相違する一つの理由は、その製造材料が相違するためである。しかしながら、真空インジケータ１５と従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータとの作用が相違する一つの理由は、その幾何学的形態の相違にもよる。より具体的には、真空インジケータ１５は、その側壁がその半径に比してかなり厚くなる構造とされ、半径／厚さの比は、＜５である。このことは、作動挙動に相違を生じさせる、あらゆる壁の不良箇所又は壁の不規則部分を最小にする効果がある。これに反して、従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータは、典型的に、その半径に比して比較的薄い側壁を有しており、半径／厚さの比は、約７乃至８である。このことは、従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータの場合、作動挙動に相違を生じさせる可能性のある壁の不良箇所、又は壁の不規則部分が極めて生じ易いことにつながる。
【００４１】
上記の材料及び幾何学的形状のファクタが組み合わさり、新規な真空インジケータ１５に従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータと全く異なる種類の機械的変形を生じさせる。より具体的には、真空インジケータ１５の材料及び幾何学的形態は、このインジケータにいわゆる「静水圧下の弾性的屈曲」と称する作用を生じさせる。これに反して、従来技術の滴下チャンバ式真空インジケータの材料及び幾何学的形態は、その真空インジケータにいわゆる「静水圧下の可塑的変形」を生じさせる。
【００４２】
管を形成するエラストマー的材料を変更することにより、又は、管の肉厚、半径、また、ある程度までその長さを変更することにより、管１３０の状態が変化する（即ち、開いた状態から折り畳んだ状態に、又は、折り畳んだ状態から開いた状態に変化する）ときの正確な差圧レベルを選択することが可能となる。
【００４３】
上述したように、実験結果から、約500乃至550ｍｍＨｇの真空レベルにて骨セメントを混合させることが最も望ましいことが分かった。この目的のため、真空インジケータ１５は、ラテックス又はシラスティックで出来ていることが好ましく、長さ（接続具１３５の間）が約25乃至50ｍｍ、外径が約7.6ｍｍ、内径が約4.7ｍｍであることが好ましい。
【００４４】
逆止弁２５は、真空ポンプ１０から入れ物２０内に空気が逆流するのを防止する。逆止弁２５は、当該技術分野にて周知の多数の逆止弁の任意のものとすることができる。一例であり、限定するものではないが、逆止弁２５は、ディスク型逆止弁、又はダックビル型の逆止弁としてもよい。装置内に、逆止弁２５を１つだけ設けることも考えられ、又は、２つ以上の逆止弁２５を装置内に設けることも可能であるが、２つの逆止弁２５を装置内に設けることが好ましい。
【００４５】
図１に図示するように、逆止弁２５は、真空ポンプ１０とフィルタ３０との間に配置されることが好ましい。しかしながら、少なくとも１つの逆止弁２５が真空インジケーター１５の真空ポンプ側に配置されることを条件として、入れ物２０から真空ポンプ１０まで伸長する真空ラインの任意の箇所に逆止弁２５を配置することも可能である。
【００４６】
フィルタ３０は、選択された物質が入れ物２０から真空ポンプ１０内に流れるのを防止する。図１に図示した骨セメントの適用例において、フィルタ３０は、入れ物２０から出る自由なモノマーの煙が真空ポンプ１０から出て、外気に入るのを防止することを目的とする。更に、フィルタ３０は、ポリマー粉末が入れ物２０から外に出て、逆止弁２５及び／又は真空ポンプ１０に入るのを防止することを目的とする。モノマーの煙は、この真空ポンプ内に入ったならば、これらの要素の性能を損なう可能性がある。最後に、図１に図示した骨セメントの適用例において、フィルタ３０は、細菌、又は、その他の汚染物質が真空ラインを通って入れ物２０内に入るのを防止する働きもする。上述した条件を満足させ得るフィルタは、当該技術分野にて周知である。例えば、フィルタ３０は、木炭フィルタから成るものでよい。
【００４７】
真空ラインの末端に配置された、接続具３５、及び入れ物２０に設けられた接続具４０は、当該技術分野で周知の多数の接続具の組みの任意の１つを備えることができる。かかる接続具の組みは、典型的に、雄型−雌型カップリングを利用し、接続具は４０は、接続具３５が係合していないとき、接続具４０が自己密封型となり得るように配置されたある型式の逆止弁装置を含むようにすることができる。一例として、接続具３５は、通常のバスケットボール、又はフットボールを膨張させるために一般に使用される型式の鋭利でない、膨張ポンプカニューレと同等であるものを備えるようにし、また、接続具４０は、かかるバスケットボール及びフットボールに使用されるゴム自己密封型の膨張ポートと同等のものから成るようにすることができる。これと代替的に、接続具３５及び接続具４０は、クレーブ（Clave）（登録商標名）弁の針無し接続具（カリフォルニア州、アービンのＩＣＵ・メディカル・インコーポレーテッド（ICU Medica1 Inc.）とするか、又は、インターリンク（IinterLink）（登録商標名）カニューレ（ニュージャージー州、フランクリン・レイクのベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー(Becton Dickinson & Co.)と組み会わされた、予め穿孔した隔膜を有するインターリンク（登録商標名）システム（イリノイ州、ディアフィールドのバクスター・ヘルスケア・コーポレーション（Baxter Healthcare Corporation））の注射ポートにすることができる。本発明の目的のため、接続具３５及び接続具４０の唯一の必要条件は、（ｉ）互いに係合したとき、気密の接続具を形成することができること、（ii）接続具３５（従って、真空ラインの末端）を接続具４０から外したとき、接続具４０が自己密封型となることとである。
【００４８】
真空装置５は、次のようして使用される。第一に、この装置は、骨セメントの成分モノマー及びポリマー成分を入れ物２０内に配置することにより準備状態となる。次に、真空ラインを共に組み立てて、これにより、真空ラインの末端が入れ物２０に接続され、真空ラインの基端が真空ポンプ１０に配置され、真空インジケータ、逆止弁２５及びフィルタ３０がその間に配置されるようにする。ユーザがセメントを混合する用意ができたとき、ピストンロッド６０の基端１２５を使用して真空ポンプを作動させて、ピストン組立体５５をシリンダ５０内で前後に動かす。この動作は、ピストン組立体５５を交番的な一連の吸引排気及び排出行程を通じて動かすことになる。この動作が生ずると、空気は、入れ物２０から吸引排気され、また、真空ポンプ１０の開口端を介して外気に出される。
【００４９】
上述したように、可撓性の管４５を使用して、真空装置の各種の要素（即ち、真空ポンプ１０、真空インジケータ１５、逆止弁２５、フィルタ３０及び接続具３５）を共に接続する。本発明と関連付けられた真空レベルに露呈されたとき、潰れに抵抗するに十分に堅牢であるように可撓性の管４５が形成されているのが分かる。可撓性の管４５は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で出来ていることが好ましい。しかしながら、これと同時に、真空ラインに逆止弁２５が存在するため、空気は、（真空ポンプ１０の開口端を介して）入れ物２０に戻ることができない。ユーザは、真空インジケータ１５の弾性管１３０が潰れる迄、真空ポンプの運転を続行する。この真空インジケータが潰れた時点にて、入れ物２０内の真空は、骨セメントを混合するのに適正なレベルとなる。次に、当該技術分野で周知の方法にて入れ物２０内の骨セメントを混合させる。
【００５０】
その他の点の内、真空ポンプ１０の極めて効率的な性質のため、このポンプは、入れ物２０内で所望のレベルの真空を発生させるが、操作者を不当に疲労させることなく、手動で運転することができる。
【００５１】
勿論、本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の好適な実施の形態を改変することが可能である。
このため、例えば、２つ以上又は２つ以下の逆止弁２５を真空装置５内に組み込むことができる。更に、１つ以上のフィルタ３０を真空装置５内に設けることも考えられる。
【００５２】
また、本発明の範囲から逸脱せずに、真空ポンプ１０の構造を改変することも可能である。例えば、また、図１８及び図１９に図示するように、ピストン組立体５５Ａを有する真空ポンプ１０Ａを設けることも可能である。ピストン組立体５５Ａは、以下に更に詳細に説明する点を除いて、上述したピストン組立体５５と略同一である。より具体的には、ピストン組立体５５Ａは、ピストン８０Ａと、Ｏリング８５とを備えている。周方向に整合した複数の末端ストッパ１０５ＡがＯリング８５がピストン８０Ａの外面に沿って末端方向に動くのを制限する（図１８）。周方向に整合した複数の基端のストッパ１１０Ａが、Ｏリング８５がピストン８０Ａの外面に沿って基端方向に動くのを制限する（図１９）。ピストン８０Ａの外面には軸方向に伸長する複数の表面溝１１５Ａが形成されている。表面溝１１５Ａの末端は、周方向に整合した末端ストッパ１０５Ａの基端側にて終わっており、表面溝１１５Ａの基端は、周方向に整合した基端ストッパ１１０Ａの基端側にて終わっている。このようにして、ピストン組立体５５Ａは、（ｉ）吸引排気行程中（即ち、ピストン組立体が基端方向に駆動されるとき）、空気がピストン組立体を経て移動するのを防止し、また、（ii）排出行程中（即ち、ピストン組立体が末端方向に駆動されるとき）、空気がピストン組立体を経て移動するのを妨げない。軸方向に伸長する表面溝１１５Ａの基端は、ピストンの基端面９５Ａにて開放する必要がなく、軸方向に伸長する表面溝１１５Ａの末端が周方向に整合した基端のストッパ１１０Ａの基端側にて終わるようにすれば十分であることを理解すべきである。また、真空ポンプ１０Ａの特別な構造により、ストッパ１０５Ａ、１１０Ａの数は、Ｏリング８５を適正に支持するのに十分であることが重要であることも理解すべきである。ストッパ１０５Ａ及び／又は１１０Ａの数が少な過ぎるならば、Ｏリング８５は、図２０及び２１に図示した方法にて撓み、適正な密封効果を妨げる可能性がある。
【００５３】
また、真空ポンプ１０が加圧ポンプとして機能するように、この真空ポンプ１０を改変することも可能である。より具体的には、真空ポンプ１０は、ピストンロッド６０に対するピストン組立体５５の方向を逆にする、即ち、肩部１０５がピストンロッド６０に隣接し、肩部１１０がピストンロッド６０から遠方となるようにすることにより、真空ポンプ１０を加圧ポンプに変換することができる。このようにして、図２２には、加圧（即ち、空気を押し込む）行程中のかかる加圧ポンプ１０Ｂが図示されている一方、図２３には、引き込み（即ち、空気を集める）行程中のかかる加圧ポンプ１０Ｂが図示されている。入れ物又は容器を加圧するために加圧ポンプ１０Ｂが使用される限り、加圧ポンプと入れ物又は容器との間に逆止弁（例えば、上述した逆止弁２５のような逆止弁）を配置する必要もあることも理解すべきである。勿論、かかる状況のとき、逆止弁２５は、図１の真空装置の場合に示した方向とその方向が逆になり、これにより、加圧装置内の逆止弁は、加圧ポンプから入れ物又は容器内に空気が流れるのを許容するが、入れ物又は容器からポンプに空気が流れるのは妨げる。
【００５４】
また、上記の真空ポンプ１０、１０Ａ及び上記の加圧ポンプ１０Ｂは、全体として、気体を移動させるものとして説明したが、これらは液体を移動させるために使用することもできる。要するに、ポンプ１０、１０Ａ、１０Ｂは、気体及び／又は液体を移動させることのできる流体ポンプである。
【００５５】
また、直列に配置された複数の異なる真空インジケータ１５を有する点を除いて、図１に図示したものと同様の装置を提供することも可能であり、この場合、真空インジケータの各々は、異なる真空レベルにて潰れる得るようにされる。真空インジケータ１５の各々は、２つの状態（即ち、完全に開いた状態、又は完全に潰れた状態）の一方のみを採り、装置内の真空レベルを一層良く表示し得るような配置とすることができる。より具体的には、何れの真空インジケータ１５がその潰れた状態にあり、何れの真空インジケータ１５がその完全に開いた状態にあるかを正確に認識することにより、観察者は、任意の所定の時点にて装置内の現在の真空レベルを一層良く確認することが可能となる。
【００５６】
更にその他の改変例が当業者に明らかであろうし、本発明の範囲に属すると考えられる。
本発明により多数の有利な点が達成される。
【００５７】
１つの場合、本発明は、入れ物又は容器内で真空を発生させる新規且つ改良された真空装置を提供するものである。
別のこととして、本発明は、骨セメント混合装置に関連して使用するのに特に十分適した新規且つ改良された真空装置を提供することである。
【００５８】
また、本発明は、新規且つ改良された真空ポンプを提供するものである。
また、本発明は、骨セメント混合装置と関連して使用するのに特に十分適した新規且つ改良された真空ポンプを提供するものである。
【００５９】
更に、本発明は、新規且つ改良された真空インジケータを提供するものである。
本発明は、骨セメント混合装置と関連して使用するのに特に十分適した新規且つ改良された真空インジケータを提供するものである。
【００６０】
本発明は、入れ物又は容器内で真空を発生させる新規且つ改良された方法を提供するものである。
本発明は、骨セメント混合装置内の入れ物又は容器内で真空を発生させる新規且つ改良された方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】装置のその他の要素のうち、新規な真空ポンプと、新規な真空インジケータとを備える、本発明に従って形成された真空装置の概略図である。
【図２】新規な真空ポンプのシリンダの平面側面図である。
【図３】図２の線３−３に沿った断面図である。
【図４】図２の線４−４に沿った断面図である。
【図５】新規な真空ポンプのシリンダの基端の端面図である。
【図６】新規な真空ポンプのピストン及びピストンロッドの平面側面図である。
【図７】図６の線７−７に沿った断面図である。
【図８】図６の線８−８に沿った断面図である。
【図９】図６の線９−９に沿った断面図である。
【図１０】図６に図示した組立体の末端の端面図である。
【図１１】図６に図示した組立体の基端の端面図である。
【図１２】ピストンロッドを断面図で示す、新規な真空ポンプのピストンの概略図的な基端の端面図である。
【図１３】真空ポンプの吸引排気行程中のピストン組立体を示す、新規な真空ポンプのピストン組立体の概略図的な側面断面図である。
【図１４】真空ポンプの吸引排気行程中のピストン組立体を示す、新規な真空ポンプのピストン組立体の概略図的な側面図である。
【図１５】真空ポンプの排出行程中のピストン組立体を示す、新規な真空ポンプのピストン組立体の概略図的な側面断面図である。
【図１６】真空ポンプの排出行程中のピストン組立体を示す、新規な真空ポンプのピストン組立体の概略図的な側面図である。
【図１７】真空装置の新規な真空インジケータの概略図的な側面断面図である。
【図１８】真空ポンプの吸引排気行程中のピストン組立体を示す、本発明に従って形成されたピストン組立体の一つの代替的な形態の斜視図的な側面図である。
【図１９】真空ポンプの排出行程中のピストン組立体を示す、図１８に図示したピストン組立体の斜視図的な側面図である。
【図２０】真空ポンプの吸引排気行程中のピストン組立体を示す、ピストン組立体の更に別の形態の斜視図的な側面図である。
【図２１】真空ポンプの排出行程中のピストン組立体を示す、図２０に図示したピストン組立体の斜視図的な側面図である。
【図２２】加圧ポンプの加圧（即ち、空気押し込み）行程における、本発明に従って形成された加圧ポンプの選択された部分の概略図的な側面図である。
【図２３】加圧ポンプの引き込み（即ち、空気集め）行程における、図２２と同様の概略図的な側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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