DE102004011378A1 - Hydrated oxygen is enriched for use e.g. in cornea treatment or as a reference gas by increasing its activation energy and optionally applying a viscoelastic material to the cornea - Google Patents

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Abstract

Enrichment of gaseous hydrated oxygen and its increased transfer to the cornea is effected by increasing the activation energy of the hydrated O 2 and optionally using a viscoelastic material to accelerate flow in the cornea. An apparatus and process are claimed for enrichment of oxygen physically dissolved in water vapor and propagating its uptake through the cornea of living human or animal eyes and also in tissue or other material. The apparatus comprises (1) a gas-tight container of O 2-permeable material (e.g. polyethylene) with additional parts of the same material also having an increased O 2 diffusion surface; (2) a bag (e.g. of polyethylene) of high surface area positioned within the container and through which medical-grade O 2 flows; (3) drip-wet closely-spaced water-retention fiber strips positioned near the bag and into which O 2 from the micropores of the bag streams or diffuses; (4) an internal moisturizer controlling the flow of water at a fixed temperature onto the fiber strips to hold the water vapor pressure constant; (5) a cooler at the apparatus base and a heater at the top to control the gas volume and also the amount of O 2 dissolved; and (6) an opening bringing the cornea directly into contact with the flowing gas mixture. The novel features are that (1) in a first stage a high O 2 partial pressure effects increased diffusion of the O 2 and simultaneously a high water temperature causes O 2 to be fed to the polyethylene; (2) in a second stage a further high O 2 partial pressure and a reduced water temperature propagates O 2 diffusion into the water in the fiber strips and releases hydrated O 2 in the container; (3) in a third stage the cooler and heater increase the activation energy of the diffused hydrated O 2 so as to allow its passage through the lacrimal fluid; and (4) in a fourth stage a polymer material such as 1% carboxymethylcellulose is applied to the cornea to accelerate diffusion of the hydrated O 2 in the cornea.

Description

Stand der TechnikState of technology

Es ist bekannt, daß die lebende Hornhaut des Menschen und der Tiere molekularen Sauerstoff aus der umgebenden Luft aufnimmt.It is known that the living cornea of humans and animals emit molecular oxygen absorbs the surrounding air.

[Langham M.E.:Utitization of oxygen by the component layers of the living cornea. in: Journal of Physiology Vol. 117, 461-470 (1952); Fatt, I.: Physiology of the eye. An introduction to the vegetative functions. VII/1-232, Boston (1978)]. Bei der wissenschaftlich experimentellen Prüfung wurden Kunststoffkästen verwendet, die den Bereich der Augen gasdicht abschlossen. Überdruck- oder Auslaßventile an den die Augen umschließenden Begasungsvorrichtungen wurden zur Kontrolle der Partialdrucke verwendet. Auf die Notwendigkeit einer Benetzung der lebenden Hornhaut wurde früh hingewiesen. [Langham M.E.(1952)] Es wurde bei der Sauerstoffzufuhr an die Augen ein regulierter, stetiger Gasstrom aus einer Sauerstoffquelle (FlUssiggasflasche) vorgesehen.[Langham M.E.: Utitization of oxygen by the component layers of the living cornea. in: Journal of Physiology Vol. 117, 461-470 (1952); Fatt, I .: Physiology of the eye. An introduction to the vegetative functions. VII / 1-232, Boston (1978)]. At the scientifically experimental exam were plastic boxes used, which closed the area of the eyes gas-tight. overpressure or exhaust valves to the eyes enclosing Fumigation devices were used to control the partial pressures. On the need for wetting of the living cornea was pointed out early. [Langham M.E. (1952)] Regarding the oxygen supply to the eyes, a regulated, continuous gas flow from an oxygen source (liquid gas cylinder) intended.

[ DE 197 30 735 (A1) Offenlegung 11.2.1999 ; Benner JD: Transcorneal oxygen therapy for glaucoma associated with sickle cell hyphema. American Journal of Ophthalmology, Vol. 130 (4), 514-515. (2000)][ DE 197 30 735 (A1) Disclosure 11.2.1999; Benner JD: Transcorneal oxygen therapy for glaucoma associated with sickle cell hyphema. American Journal of Ophthalmology, Vol. 130 (4), 514-515. (2000)]

Der normale Sauerstoffluß aus dem atmosphärischen Sauerstoff in die Hornhaut wird mit bis zu 9,0 μl·h / cm2 Hornhaut geschätzt [(Fatt I. (1978), p.125]. Die Tränenfilmmenge, welche mit einer Dicke von 30 – 50 μm Hornhaut und Bindehaut bedeckt, beträgt 7 – 9 μL. [Records R.E. Chapter 3, The Tear Film. In: Foundations of Clinical Ophthalmology. Vol. 2 Philadelphia (1999), p.1] Begasungsraten von 1 bis 3 L Sauerstoff / min [Benner JD (2000)] erreichen ein Stundenvolumen von 60 – 180 l Sauerstoff. Hiermit wird ein Sauerstoffpartialdruck von 760 mm erzeugt. Geht man im folgenden von Normbedingungen 760 mm Hg Luftdruck, 0° C) aus, so kann nach [(Fatt I. (1978), p.20] eine maximale Lösung von 0,03 μl Sauerstoff/μl Wasser (Tränenflüssigkeit) (Tränenflüssigkeit) erwartet werden. Wird die Überschußbegasung aufgegeben und bei 760 mm Hg Luftdruck der normale Sauerstoffpartialdruck von 87 mm Hg wirksam, so werden 0,003 μl Sauerstoff / μl Wasser (Tränenflüssigkeit) gelöst. Bei 35 °C , der mittleren Temperatur der Corneaoberfläche [Watsky M.A., Olsen T.W., Edelhauser H.F. Chapter 4, Cornea and Sclera. In: Foundations of Clinical Ophthalmology. Vol. 2 Philadelphia (1999), p.14] vermindert sich die Löslichkeit von Sauerstoff [Kreiner C.F.: Kontaktlinsenchemie. Heidelberg (1980), p.66].The normal oxygen flux from the atmospheric oxygen into the cornea is estimated to be up to 9.0 μl · h / cm 2 of cornea (Fatt I. (1978), p.125) 7 to 9 μL. [Records RE Chapter 3, The Tear Film: In: Foundations of Clinical Ophthalmology, Vol. 2 Philadelphia (1999), p.1] Fumigation rates of 1 to 3 L oxygen / min [Benner JD (2000)] achieve an hourly volume of 60-180 liters of oxygen, producing an oxygen partial pressure of 760 mm, assuming standard conditions of 760 mm Hg barometric pressure, 0 ° C), according to [(Fatt (1978), p.20], a maximum solution of 0.03 μl oxygen / μl water (tear fluid) is expected.If the excess gasification is discontinued and at 760 mm Hg air pressure the normal oxygen partial pressure of 87 mm Hg is effective, then 0.003 μl of oxygen / μl of water (tear fluid) become soluble At 35 ° C, the mean temperature of the cornea surface [Watsky MA, Olsen TW, Edelhauser HF Chapter 4, Cornea and Sclera. In: Foundations of Clinical Ophthalmology. Vol. 2 Philadelphia (1999), p.14] reduces the solubility of oxygen [Kreiner CF: contact lens chemistry. Heidelberg (1980), p.66].

Die Zusammenführung von Wasserdampf und Sauerstoff wurde in der Weise technisch verwirklicht, daß das Sauerstoffgas vor der Einwirkung auf die Augen und zur Befeuchtung durch einen dünnen Schlauch in ein Wasserbad (Gaswäsche) geleitet wurde, nach dessen Durchqueren es wiederum durch einen dünnen Schlauch in die das Auge umschließende Kammer geleitet wurde. [ DE 197 30 735 (A1) Offenlegung 11.2.1999; analog Benner JD (2000)] Das Boyle-Mariotte-Gesetz für Gase und ungesättigte Dämpfe gibt die Begründung für die nachteilige Wirkung von kleinvolumigen Schläuchen auf das Fortleiten von Wasserdampf-Gasgemischen. Beim Eintreten des Gasgemisches in den engen Schlauchdurchmesser muß sich die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches umgekehrt wie der Schlauchdurchmesser verhalten. Eine erhöhte Geschwindigkeit bedeutet Druckabfall. Zugleich erniedrigt sich nach dem Gesetz von Gay-Lussac die Temperatur des Gasgemisches. Es erhöht sich dadurch zwar der Anteil des physikalisch im Wasserdampf gelösten Sauerstoffgases, aber der Wasserdampf kondensiert bei Temperaturabfall. Die Verteilung der Anteile von reinem Sauerstoffgas, Wasserdampf, Wasser und des jeweils physikalisch gelösten Sauerstoffs im Schlauch werden erkennbar unübersichtlich, wobei die nachfließende Menge von reinem Sauerstoffgas überwiegen kann. Mit einem kontinuierlichem Flußvolumen von medizinischem Sauerstoffgas, welches durch einen Beleuchtungsbehälter (Wasservolumen) perlt, über dem Wasserdampfsättigung herrscht, kann ein ausreichendes Volumen von in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff nicht gewonnen werden.The combination of water vapor and oxygen was technically realized in such a way that the oxygen gas was passed before the action on the eyes and moistening through a thin tube in a water bath (gas scrubbing), after passing through it again through a thin tube in the Eye enclosing chamber was passed. [ DE 197 30 735 (A1) Disclosure 11.2.1999; analogous Benner JD (2000)] The Boyle-Mariotte-Law for gases and unsaturated vapors gives the reason for the adverse effect of small-volume hoses on the forwarding of water vapor gas mixtures. When entering the gas mixture in the narrow tube diameter, the flow rate of the gas mixture must behave inversely as the hose diameter. An increased speed means pressure drop. At the same time, the temperature of the gas mixture is lowered according to the law of Gay-Lussac. Although this increases the proportion of the oxygen gas that is physically dissolved in the water vapor, the water vapor condenses when the temperature drops. The distribution of the proportions of pure oxygen gas, water vapor, water and the respectively physically dissolved oxygen in the hose are obviously confusing, wherein the inflowing amount of pure oxygen gas can predominate. With a continuous flow volume of medical oxygen gas bubbling through an illumination vessel (volume of water) above which water vapor saturates, a sufficient volume of oxygen dissolved in water vapor can not be recovered.

[ EP0417201 WO8911267, Offenlegung 20.3.1991] beschreibt die Erzeugung eines erhitzten therapeutischen Gas-Wasser-Gemisches in einer z.B. abgeschlossenen (Sauna)-Kabine. Die beibehaltene erhöhte Temperatur des Gemisches ist wesentlich für das Patent. Eine erhöhte Wasserdampftemperatur (hier für eine chemische Reaktion) ist für die vermehrte Gewinnung von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff ohne Vorteil, da die physikalische Lösung des Sauerstoffs gesetzmäßig abnimmt [Kreiner C.F. (1980), p.66].[ EP0417201 WO89 / 1267, disclosure 20.3.1991] describes the generation of a heated therapeutic gas-water mixture in a closed (sauna) cabin, for example. The maintained elevated temperature of the mixture is essential to the patent. An increased water vapor temperature (here for a chemical reaction) is of no advantage for the increased recovery of oxygen dissolved physically in water vapor, since the physical solution of the oxygen decreases by law [Kreiner CF (1980), p.66].

DE 43 17 078 (A1) , Offenlegung 24.11.1994 schlägt die Begasung von handelsüblichen Tränenersatzflüssigkeiten in den pharmazeutisch-industriellen üblichen Augentropffläschen vor. Es wird die physikalische Lösung von 50 mg Sauerstoff/ L Trenenersatzflüssigkeit angegeben. Dies entspricht einer Lösung von 0,036 μl Sauerstoff /μl Wasser (Tränenflüssigkeit). Der Vergleich mit [(Fatt I. (1978), p.20] zeigt, daß die Begasung mit einem Sauerstoffpartialdruck von 760 mmHg erfolgte. DE 43 17 078 (A1) , Disclosure 24.11.1994 proposes the fumigation of commercially available tear replacement fluids in the usual pharmaceutical-industrial eye drops. It is the physical solution of 50 mg oxygen / L Trenenersatzflüssigkeit specified. This corresponds to a solution of 0.036 μl oxygen / μl water (tear fluid). The comparison with [(Fatt I. (1978), p.20] shows that the fumigation was carried out with an oxygen partial pressure of 760 mmHg.

Unter „Normalbedingungen" [0 °C, 760 mmHg Luft] werden beim Partialdruck des atmosphärischen Sauerstoffs ca. 0,0102 μl Sauerstoff / μl Wasser (Tränenflüssigkeit) gelöst, [Feßmann J., Orth H.: Angewandte Chemie und Umwelttechnik für Ingenieure. Handbuch für Studium und betriebliche Praxis Landsberg/Lech (1999), p.202], bei einem Aussalzungseffekt weniger [Koblet H. Physikalische Chemie. Physikalische Begriffe in der klinischen Biochemie., Stuttgart (1965), p.82] Ein Tropfen Wasser besitzt ein Volumen von 5 μl. Die im Tropfen Wasser (Tränenflüssigkeit) (Tränenersatzmittel) gelösten Sauerstoffmengen schwanken aus physikalisch-chemischen Gründen um einen Faktor 10 zwischen 0,18 μl / 5 μl und 0,051 / 5 μl. Bei öffnen des Augentropffläschens wird der bei einem Sauerstoffpartialdruck von 760 mm Hg vermehrt gelöste Sauerstoff nun bei dem vergleichsweise niedrigen Partialdruck von Sauerstoff in Luft und dem Henryschen Gesetz folgend aus dem Benetzungsmittel in die Umgebungsluft diffundieren [Koblet H. (1965), p.82]. Deshalb wird die höhere Konzentration des im Benetzungsmittel bei Normbedingungen gelösten Sauerstoff von 0,18 μl / 5 μl Wassertropfen auf 0,051 μl / 5 μl Wassertropfen abfallen. Beim Auftropfen auf die Cornea wird sich bei einer Hornhauttemperatur von 35 °C entsprechend weniger Sauerstoff in Lösung hatten. Bei 20 °C, 760 mmHg Luftdruck und bei üblichem Sauerstoffpartialdruck lösen sich 0,032 μl / 5 μl Wassertropfen [Feßmann J. und Orth H. (1999), p.202]. Die Konzentration des in im Wasser (Tränenflüssigkeit) gelösten Sauerstoffs sinkt also in günstigsten Fall auf 0,032 μl im Tropfen. Gelöster Sauerstoff geht jedoch auch durch das sofortige Abfließen von überschüssiger aufgetropfter Flüssigkeit in den Tränennasenkanal verloren. Der, wie oben angegeben, sich aus der Lösung des atmosphärischen Sauerstoffs in der Tränenflüssigkeit speisende normale Sauerstoffluß wird mit 0,15 μl /min·cm2 [Fatt (1978), p.125] beschrieben. Es ist deshalb begründet anzunehmen, daß eine Erhöhung der Konzentration des in der Tränenflüssigkeit gelösten Sauerstoffs auf dem vorgeschlagenen Wege nicht erreicht wird.Under "normal conditions" [0 ° C, 760 mmHg air] at the partial pressure of the atmospheric oxygen approx. 0.0102 μl oxygen / μl water (tear liquid) are dissolved, [Feßmann J., Orth H .: Applied Chemistry and Environmental Engineering for Engineers. Handbook for Studies and Operational Practice Landsberg / Lech (1999), p.202], with a salting-out effect less [Koblet H. Physikalische Chemie. Physical Terms in Clinical Biochemistry., Stuttgart (1965), p.82] One drop of water has a volume of 5 μl. The amounts of oxygen dissolved in the drop of water (tear liquid) (tear substitute) vary for physicochemical reasons by a factor of 10 between 0.18 μl / 5 μl and 0.051 / 5 μl. When the eye drop is opened, oxygen increasingly released at an oxygen partial pressure of 760 mm Hg diffuses out of the wetting agent into the ambient air at the comparatively low partial pressure of oxygen in air and Henry's law [Koblet H. (1965), p.82] , Therefore, the higher concentration of dissolved oxygen in the wetting agent at standard conditions of 0.18 .mu.l / 5 .mu.l of water drops to 0.051 .mu.l / 5 .mu.l of water drops. When dripping on the cornea, at a corneal temperature of 35 ° C, correspondingly less oxygen had dissolved. At 20 ° C, 760 mmHg barometric pressure and normal oxygen partial pressure, 0.032 μl / 5 μl of water drops are dissolved [Feßmann J. and Orth H. (1999), p.202]. The concentration of dissolved in the water (tear fluid) oxygen thus drops in the most favorable case to 0.032 ul in the drop. However, dissolved oxygen is also lost by the immediate outflow of excess spilled liquid into the lacrimal canal. The normal oxygen flux feeding from the solution of atmospheric oxygen in the tear fluid, as stated above, is described as 0.15 μl / min.cm 2 [Fatt (1978), p.125]. It is therefore reasonable to assume that an increase in the concentration of dissolved oxygen in the tear fluid is not achieved by the proposed route.

Die ErfindungThe invention

Es war die erfindungsgemäße Aufgabe, ein Verfahren und die dazu gehörige Vorrichtung zu finden, welche eine Anreicherung von in Wasserdampf physikalisch gelösten (hydratisierten) Sauerstoff ermöglichen. Bei der Hydratation (Solvatation durch Wasser) von Sauerstoff ist das gelöste Molekül von einer stabilen Wasserhülle umgeben [Kreiner C.F. (1980)]. Der gasförmig hydratisierte Sauerstoff diffundiert in die lebenden Hornhaut, diffundiert aber auch in überlebendes Gewebe oder in sauerstoffdurchlässiges Polymermaterial.It was the task of the invention, a procedure and the associated Device to find which an accumulation of in water vapor physically dissolved Allow (hydrated) oxygen. When hydration (solvation by water) of oxygen is the solved one molecule from a stable water cover surrounded [Kreiner C.F. (1980)]. The gaseously hydrated oxygen diffuses into the living cornea, but also diffuses into surviving Fabric or in oxygen permeable Polymer material.

Erklärungen (1 – 5)Explanations (1 - 5)

(1) Sauerstoffdurchlässige Polymermaterialien(1) Oxygen permeable polymer materials

Das sauerstoffdurchlässige Polymermaterial muß eine gültige Bescheinigung der nichttoxischen Verwendbarkeit für lebende Gewebe oder für Lebensmittel besitzen (Zertifizierung). Es können z.B. Homopolymere wie Polyäthylen (Thermoplaste) oder Copolymere aus der Kontaktlinsen-Polymerchemie zur Anwendung kommen.The oxygen-permeable Polymer material must have a valid Certificate of non-toxic availability for living Tissue or for Own food (certification). It can e.g. Homopolymers like polyethylene (Thermoplastics) or copolymers from contact lens polymer chemistry to Application come.

(2) Technik der Konstanterhaltung der Wasserdampfsättigung(2) technique of constant maintenance the water vapor saturation

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß der Sättigungsdampfdruck für Wasser für eine gegebene Temperatur erreicht und für eine vorgegebene Zeit konstant gehalten werden. Der Sättigungsdampfdruck kann nur konstant gehalten werden, wenn der Dampfdruck ausreichend großer Wasseroberflächen die Wasserdampfmenge und auch das Kondensat auf den Behälteroberflächen vermehren. Sättigungsdampfdruck findet sich an allen Orten des direkten Kontakts zwischen Wasserdampf und Wasseroberfläche. Diese Forderung wird durch die Saugfähigkeit moderner technischer Fasergewebe zur Wasserretention (z.B. Fließpapiere) und die erfindungsgemäße innere Befeuchtungseinrichtung der abgeschlossenen erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt. Die Fließpapiere müssen hygienisch einwandfrei sein und die gültige Bescheinigung der nichttoxischen Verwendbarkeit für lebendes Gewebe oder für Lebensmittel besitzen (Zertifizierung). Die Fließpapiere bilden drei Innenwände und den Boden der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die kontinuierliche erneuerbare tropfnasse Befeuchtung der Fließpapiere mit beliebiger Menge temperierten Wassers durch die innere Befeuchtungseinrichtung sorgt auch bei den senkrechten Kontaktflächen des Wasserdampfs durch die erneuerbare tropfnasse Befeuchtung für die geforderte Wasseroberfläche.In the device according to the invention must the Saturation vapor pressure for water for one reached given temperature and constant for a predetermined time being held. The saturation vapor pressure can only be kept constant if the vapor pressure is sufficient greater water surfaces Increase the amount of water vapor and also the condensate on the container surfaces. Saturation vapor pressure is found in all places of direct contact between water vapor and water surface. This requirement is due to the absorbency of modern technical Fiber tissue for water retention (e.g., flow papers) and the inner according to the invention Moistening the closed device of the invention satisfied. The blotters have to be hygienic and the valid certificate of non-toxic Availability for living tissue or for food own (certification). The flow papers form three interior walls and the bottom of the device according to the invention. The continuous renewable dripping wet wetting of the flow papers with any amount of tempered water through the internal humidifier ensures even at the vertical contact surfaces of the water vapor Renewable dripping wet moistening for the required water surface.

(3) Rechnerische Menge von in Wasserdampf gelöstem (hydratisierten) Sauerstoff(3) Calculated amount of dissolved in water vapor (hydrated) oxygen

Um die physikalische Lösung von Sauerstoff in Wasserdampf oder Wasser zu erhöhen, wird der Partialdruck des Sauerstoffs in der erfindungsgemäßen Vorrichtung z.B. auf z.B. 251 mm Hg, 418 mm Hg und 607 mm Hg erhöht. Bei 40°C wird z.B. bei Sättigungsdampfdruck 1383,2 ml , bei 20 °C z.B. 438,9 ml Wasserdampf in z.B. 19 L Behältervolumen erzeugt. Die in dem erzeugten Wasserdampfvolumen maximal gelöste Sauerstoffmengen [Wasserdampftemperatur 20 °C , Sauerstoffpartialdrucke 251 mm Hg, 418 mm Hg und 607 mm Hg, Lösungstemperatur 0 °C] haben ein rechnerisches Volumen von 3,95 ml, 6,58 ml oder 9,66 ml gasförmigen hydratisierten Sauerstoff / 438,9 ml Wasserdampf in 19 L Behältervolumen. Es stehen also bei dem Sauerstoffpartialdrucken eines 25%, 50% oder 75% Sauerstoff-Luftgemisches in der erfindungsgemäßen Vorrichtung maximal 0,009 μl, 0,015 μl oder 0,022 μl gasförmigen hydratisierter Sauerstoff /μl Wasserdampf zur Verfügung. Wenn die Werte für physikalische Lösung von Sauerstoff in Wasser bei Sauerstoffpartialdrucken von 87 mm Hg und 760 mmHg [0° C] mit 0,003 μl hydratisierten Sauerstoff / μl Wasser und 0,03 μl hydratisierten Sauerstoff / μl Wasser[(Fatt I. (1978), p.20] hinzugezogen werden, so zeigen sich rechnerisch vergleichbare Werte der physikalischen Lösung von Sauerstoff in Wasser und in Wasserdampf.In order to increase the physical solution of oxygen in water vapor or water, the partial pressure of the oxygen in the device according to the invention is increased to eg 251 mm Hg, 418 mm Hg and 607 mm Hg. At 40 ° C., for example, at saturation vapor pressure 1383.2 ml, at 20 ° C., for example, 438.9 ml of steam are generated in, for example, 19 l container volume. The maximum amount of dissolved oxygen in the volume of water produced [water vapor temperature 20 ° C, oxygen partial pressures 251 mm Hg, 418 mm Hg and 607 mm Hg, solution temperature 0 ° C] have a calculated volume of 3.95 ml, 6.58 ml or 9.66 ml of gaseous hydrated oxygen / 438.9 ml of water vapor in 19 L container volumes. Thus, in the oxygen partial pressure of a 25%, 50% or 75% oxygen-air mixture in the device according to the invention, a maximum of 0.009 μl, 0.015 μl or 0.022 μl of gaseous hydrated oxygen / μl of water vapor is available. If the physical solution values of Oxygen in water at oxygen partial pressures of 87 mm Hg and 760 mmHg [0 ° C] with 0.003 μl hydrated oxygen / μl water and 0.03 μl hydrated oxygen / μl water [(Fatt I. (1978), p.20] , so computationally comparable values of the physical solution of oxygen in water and in water vapor show up.

(4) Nutzung der Aktivierungsenergie e–ΔE/RT für die Diffusion des hydratisierten Sauerstoffs(4) Use of the activation energy e -ΔE / RT for the diffusion of the hydrated oxygen

Sauerstoff löst sich physikalisch, temperaturabhängig nach dem Henryschen Gesetz, bei erhöhter Temperatur in Wasser nur gering. Bei gleicher Temperatur löst sich Sauerstoff jedoch vermehrt in sauerstoffdurchlässigen Polymermaterialien (z.B. Polyäthylen). Allerdings erfolgt die Diffusion von molekularem Sauerstoff in Polyethylen noch langsamer als in Wasser, wobei Sauerstoff auch hydratisiert in die Polymermatrix diffundiert. Der zugehörige Diffusionskoeffizient ist der Temperatur und Aktivierungsenergie direkt proportional [Kreiner 1980, p.40]. Eine Vermehrung der Aktivierungsenergie würde also eine Zunahme der Diffusion ohne Temperaturanstieg bewirken. Soll die Bewegung eines Gasmoleküls von hier nach dort angestoßen werden, ist eine Aktivierungsenergie erforderlich. Um daher die statistische Diffusion des in der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung in Wasserdampf angereicherten gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs in die Tränenflüssigkeit der lebenden Hornhaut zu erhöhen, ist eine künstliche durch einen Temperaturunterschied ausgelöste Bewegung des Gasvolumens nach dem Boyle-Mariotte-Gay-Lussac Gesetz [Koblet H. (1964), p.77] nütztich. Diese künstliche und durch die Temperaturdifferenz ausgelöste Bewegung des Gasvolumens wird technisch über eine Kühlvorrichtung im Boden (und Wärmevorrichtung im Dach) der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgelöst. Durch diese durch die Temperaturdifferenz ausgelöste Bewegung des Gasvolumens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die für die vermehrte Diffusion des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs notwendige Aktivierungsenergie D = Do·e–ΔE/RT [Kreiner C.F.(1980), p.40] erzeugt.Oxygen dissolves physically, depending on temperature according to Henry's Law, at elevated temperature in water only slightly. At the same temperature, however, oxygen increasingly dissolves in oxygen-permeable polymer materials (eg polyethylene). However, the diffusion of molecular oxygen into polyethylene is still slower than in water, with oxygen also diffusing hydrated into the polymer matrix. The associated diffusion coefficient is directly proportional to the temperature and activation energy [Kreiner 1980, p.40]. An increase in the activation energy would thus cause an increase in diffusion without temperature increase. If the movement of a gas molecule from here to there is triggered, an activation energy is required. Therefore, in order to increase the statistical diffusion of the gaseous hydrated oxygen enriched in water vapor in the gas-tight apparatus into the living corneal tear fluid, an artificial movement of gas volume induced by a temperature differential is according to the Boyle-Mariotte-Gay-Lussac law [Koblet H. (1964), p.77]. This artificial and triggered by the temperature difference movement of the gas volume is technically triggered by a cooling device in the ground (and heating device in the roof) of the device according to the invention. As a result of this movement of the gas volume triggered by the temperature difference in the device according to the invention, the activation energy D = D o .e -ΔE / RT necessary for the increased diffusion of the gaseous hydrated oxygen is produced [Kreiner CF (1980), p.40].

(5) Beschleunigter Sauerstofftransport im Cellulose-Polymer (z.B. 1 % Carboxylmethylcellulose) zur Hornhautoberfläche(5) Accelerated oxygen transport in the cellulose polymer (e.g., 1% carboxymethyl cellulose) to the corneal surface

Hydratisierter Sauerstoff wird von der Oberfläche des sauerstoffdurchlässigen Polymermaterials (z.B. Polyäthylen) aufgenommen, in der Polymermatrix angereichert und vermehrt an seiner Rückfläche (hier in das Hornhautgewebe) abgegeben. Um eine durch die Aktivierungsenergie vermehrte Diffusion von gasförmigem hydratisierten Sauerstoff in die Hornhautoberfläche zu bewirken, wird die Hornhaut mit einem z.B. handelsüblichen zweckmäßig konzentrierten z.B. Cellulose-Polymer mit Arzneimittelcharakter (z.B. 1 % Carboxylmethylcellulose) beschichtet. Dieses Cellulose-Polymer besitzt empirisch eine vermehrte Fähigkeit zur Sauerstoffaufnahme und -abgabe. Diese beobachtete Eigenschaft wird durch die chemische Strukturverwandtschaft von Homopolymeren wie Polyethylen und Carboxylmethylcellulose als lineare und nicht vernetzte Makromoleküle mit Fadenknäuelcharakter erklärt. Die physikalische Lösung von Sauerstoff in Wasser (Tränenflüssigkeit) ist nach dem Henryschen Gesetz bei der mittleren Temperatur der Cornea 35 °C geringer als bei 20° C. Damit ist eine günstige Nutzung der Aktivierungsenergie bei 35 °C bei Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in Wasser fraglich.hydrated Oxygen gets from the surface the oxygen permeable Polymeric material (e.g., polyethylene) absorbed, enriched in the polymer matrix and increased in its Rear surface (here into the corneal tissue). One by the activation energy increased diffusion of gaseous Hydrating oxygen into the corneal surface will cause the cornea a e.g. commercial purposefully concentrated e.g. Drug-type cellulosic polymer (e.g., 1% carboxymethylcellulose) coated. This cellulose polymer has empirically an increased ability to absorb oxygen and -delivery. This observed property is due to the chemical Structural relationship of homopolymers such as polyethylene and carboxylmethylcellulose as linear and non-crosslinked macromolecules with thread-filament character explained. The physical solution of oxygen in water (tear fluid) is according to Henry's law at the mean temperature of the Cornea 35 ° C lower than at 20 ° C. This is a cheap one Use of activation energy at 35 ° C with diffusion of hydrated Oxygen in water is questionable.

Demgegenüber ist bei derselben Temperatur 35 °C die Durchlässigkeit für hydratisierten Sauerstoff in die in Frage stehende Polymermatrix deutlich größer. Sie kann bei 34°C doppelt so groß sein wie bei 25 °C. [Kreiner C.F. (1980), p.66]In contrast, is at the same temperature 35 ° C the permeability for hydrated Oxygen in the polymer matrix in question significantly larger. she can at 34 ° C be twice as big as at 25 ° C. [Kreiner C.F. (1980), p.66]

Gegenüber Wasser begründen die polymerchemischen Eigenschaften des Cellulose-Polymers bei der erhöhten Temperatur der Hornhaut ein günstigeres Verhalten bei der Nutzung der Aktivierungsenergie. Verglichen mit dem 40 μm dicken Tränenfilm hat das Cellulose-Polymer (z.B. 1 % Carboxylmethylcellulose) eine der Contactlinse vergleichbare größere Schichtdicke. Zugleich besitzt es eine längere Haftzeit auf der Hornhaut. Daraus resultiert eine Speicherung von hydratisiertem Sauerstoff durch z.B. 1 % Carboxylmethylcellulose. Die gegenüber Wasser gesetzmäßig vermehrte Lösung von hydratisierten Sauerstoff und die dadurch größere Nutzung seiner aktivierten Diffusion, zusammen mit seinem vermehrten Durchtritt durch die Polymermatrix begründen die Annahme einer beschleunigten Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in das Hornhautgewebe.Opposite water justify the polymer chemical properties of the cellulose polymer in the increased Temperature of the cornea a more favorable Behavior in the use of the activation energy. Compared to the 40 μm has thick tear film the cellulose polymer (e.g., 1% carboxymethyl cellulose) is one of Contact lens comparable larger layer thickness. At the same time, it has a longer term of imprisonment on the cornea. This results in a storage of hydrated Oxygen by e.g. 1% carboxymethylcellulose. The opposite to water lawfully increased solution of hydrated oxygen and the resulting greater use of its activated Diffusion, along with its increased passage through the polymer matrix justify the assumption of accelerated diffusion of hydrated oxygen into the corneal tissue.

Die erfindungsgemäße VorrichtungThe device according to the invention

[Die Buchstaben verweisen auf die beigegebene Zeichnung][The letters refer on the attached drawing]

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist z.B. ein Behälter (a) mit zusätzlichen Bauteilen insgesamt aus sauerstoffdurchlässigen Polymermaterial (z.B. Polyäthylen), der einen abgeschlossener Raum umgibt. Der abgeschlossene Raum kann, aber muß nicht gas- und wasserdicht sein. Ein gasdichter Raum vermeidet jedoch eine komplizierte Meßtechnik. Im Fall eines zugelassenen Partialdruckausgleichs des zugeführten Sauerstoffs sollte die zur Nutzung kommende Menge des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs in der erfindungsgemäßem Vorrichtung mit den zur Verfügung stehenden Techniken gemessen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im übrigen zur Nutzung des angereicherten gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs nur an einer vorgesehenen Stelle, z.B. in der Frontfläche („Deckel"), (b) kurz zum gasdichten Andocken von Auge, Gewebe oder Material (Nutzung mit gleichzeitiger Abdichtung) (c) geöffnet. Die fortlaufende Nutzung des angereicherten gasförmig hydratisierten Sauerstoffs erfolgt dann weiter unter gas- und wasserdichten Bedingungen. Die Innenwände der erfindungsgemäßen Vorrichtung dienen ebenso der Sauerstoffspeicherung wie das Gestell (d) aus z.B. Polyäthylen, das gleichlaufend mit den drei Wänden der Vorrichtung in wenigen Zentimeter Abstand von ihnen und mit einer lichten Höhe von ¾ ihrer Wandhöhe einen U-förmig geführten Sack aus z.B. Polyäthylen trägt, der bis zum Boden der Vorrichtung reicht. Vor- und Hinterwand des Polyethylensackes (e) vermehren zusätzlich die Flächen der Sauerstoffspeicherung. In den Polyäthylensack (e) wird von außen (i) das medizinische Sauerstoffgas geleitet, das durch z.B. Mikroporen in der Vorderfläche des Sackes verzögert in die Vorrichtung austreten kann. Über das Polyäthylengestell (d) und den Polyäthylensack (e) und in engem Kontakt mit ihm werden zu beiden Seiten des Sackes vorn und hinten seitlich anschließende Streifen aus technischem Fasergewebe zur Wasserretention (z.B. Fließpapiere) (f) gelegt, die bis zum Boden reichen. An drei Seiten des Behälters (und auf dem Boden) stehen auf diese Weise den Polyäthylenwänden der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgelagerte Wände aus tropfnassen z.B. Fließpapieren. Es können auch mehrere Polyäthylengestelle, mit Polyäthylensack und z.B. Fließpapieren (geschachtelt) hintereinander und auf dem Boden der erfindungsgemäßen Vorrichtung stehend angeordnet werden, um die Ausbeute an gasförmigen hydratisiertem Sauerstoff bei Bedarf zu vermehren. Über dem oberen Ende des U-förmigen Gestells (d) mit den zu beiden Seiten herunterhängenden Fließpapierstreifen ist in voller Länge ein regelmäßig perforierter Polyäthylenschlauch (h) angebracht, über den von außen und bei gasdicht geschlossener erfindungsgemäßer Vorrichtung beliebige Mengen von temperiertem Wasser auf alle Fließpapierstreifen gegeben werden können. Das Sauerstoffgas wird über den Polyäthylensack (e), das temperierte Wasser über den perforierten Schlauch (h) in der gasdicht abgeschlossenen Vorrichtung verteilt. Im Bereich der Dachfläche der Vorrichtung herrscht eine relativ höhere Temperatur und vermehrte Kondensation. Hier ist der Ort für eine von außen wirksame beliebige technische Temperaturanhebung z.B. durch eine thermochemische Wärmevorrichtung. Eine Wasserdampfbildung im selben Bereich würde eine Abkühlung auslösen. Die Polymerfläche im Dachbereich der Vorrichtung kann deshalb ohne Fließpapierbedeckung belassen werden. Die Bodenfläche (k) der Vorrichtung hat auch durch die vermehrte Ansammlung von Abtropfwasser aus den Fließpapieren eine niedrigere Temperatur. Hier ist der Ort (k) für die von außen wirksame beliebige technische Temperatursenkung z.B. durch eine thermochemische Kühlvorrichtung (g). Kühlvorrichtung (g) wie Wärmevorrichtung dienen der künstlichen Bewegung des Gasvolumens entlang einer künstliche Temperaturdifferenz. Die Frontfläche (b) der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß ohne Fließpapierbedeckung belassen werden, um das freies Vorbeistreichen des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs z.B. an der lebenden Hornhaut zu ermöglichen.The device according to the invention is, for example, a container (a) with additional components made entirely of oxygen-permeable polymer material (eg polyethylene) surrounding a closed space. The enclosed space may but need not be gas and watertight. However, a gas-tight space avoids a complicated measuring technique. In the case of an approved partial pressure equalization of the supplied oxygen, the amount of gaseous hydrated oxygen to be used in the device according to the invention should be measured by the techniques available. Incidentally, the device according to the invention is only used for the utilization of the enriched gaseous hydrated oxygen (b) briefly open for gas-tight docking of eye, tissue or material (use with simultaneous sealing) (c) The continuous use of the enriched gaseous hydrated oxygen then continues under gas The inner walls of the device according to the invention serve as oxygen storage as the frame (d) of polyethylene, for example, running concurrently with the three walls of the device within a few centimeters of them and with a clear height of ¾ of their wall height. Polyethylene bag (s) in front of and behind wall of polyethylene bag (s) additionally increase the areas of oxygen storage In the polyethylene bag (s) from the outside (i) the medical oxygen gas is passed delayed by eg micropores in the front surface of the bag can escape into the device. On the polyethylene frame (d) and the polyethylene bag (s) and in close contact with it are on both sides of the bag front and rear laterally adjoining strips of technical fiber fabric for water retention (eg paper) (f) laid down to the bottom. On three sides of the container (and on the floor) are in this way the polyethylene walls of the device according to the invention upstream walls of dripping wet eg flow papers. It is also possible to place a plurality of polyethylene racks, with polyethylene bags and eg flow papers (nested) one behind the other and standing on the bottom of the device according to the invention, in order to increase the yield of gaseous hydrated oxygen as required. Over the upper end of the U-shaped frame (d) with the flowing paper strips hanging down on both sides, a regularly perforated polyethylene hose (h) is attached in full length, over the outside and gas-tightly closed device according to the invention any amounts of tempered water on all blotter paper strips can be given. The oxygen gas is distributed over the polyethylene bag (e), the tempered water over the perforated tube (h) in the gas-tight sealed device. In the area of the roof surface of the device there is a relatively higher temperature and increased condensation. Here is the place for an externally effective any technical temperature increase, for example by a thermochemical heat device. A water vapor formation in the same area would cause a cooling. The polymer surface in the roof area of the device can therefore be left without blotting paper covering. The bottom surface (k) of the device also has a lower temperature due to the increased accumulation of dripping water from the flow papers. Here is the location (k) for the effective from the outside any technical temperature reduction, for example by a thermochemical cooling device (g). Cooling device (g), such as a heating device, serve for the artificial movement of the gas volume along an artificial temperature difference. The front surface (b) of the device according to the invention must be left without blotting paper to allow free passage of the gaseous hydrated oxygen, for example, to the living cornea.

Die VerfahrenserfindungThe invention invention

Es wird medizinisches Sauerstoffgas verwendet. Entweder wird das künstlich vermehrte Wasserdampfvolumen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem willkürlich gewählten kontinuierlich strömenden Sauerstoffgasvolumen pro Zeiteinheit oder mit einem willkürlich abgemessenen und dann konstant gehaltenen Sauerstoffgasvolumen begast.It Medical oxygen gas is used. Either that becomes artificial increased water vapor volume in the device according to the invention with an arbitrary selected continuously flowing Oxygen gas volume per unit time or with an arbitrarily measured and then gassed constant oxygen gas volume.

Die Größe des Wasserdampfvolumens wird in der gasdichten erfindungsgemäßem Vorrichtung über die Höhe der Temperatur beeinflußt. Die Menge des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffvolumens wird über den Sauerstoffpartialdruck und das Wasserdampfvolumen beeinflußt.The Size of the water vapor volume is in the gas-tight device according to the invention on the height of Temperature affected. The amount of gaseous hydrated oxygen volume is above the oxygen partial pressure and affects the volume of water vapor.

Die verfahrenserfindungsgemäße und regulierende Einflußnahme auf die Vorgänge der vermehrten Sauerstoffdiffusion in Wasser, sauerstoffdurchlässigen Polymermaterialien (Polyäthylen) oder Wasserdampf erfolgt über die in zeitlichen Ablauf sich ändernde oder geänderten Temperatur von Wasserdampf und über die sich ändernden oder auch geänderten Partialdrucke von Sauerstoff und Wasserdampf in der erfindungsgemäßen gasdicht abgeschlossenen Vorrichtung. Die Sauerstoffdiffusion in die lebende Cornea wird durch die polymerchemischen Gesetzmäßigkeiten eines dem Hornhautgewebe zweckmäßig aufgelagerten z.B. Cellulose Polymer vermehrt.The method-finding and regulating influence on the events the increased oxygen diffusion in water, oxygen-permeable polymer materials (Polyethylene) or steam is over the changing in time course or changed Temperature of water vapor and over the changing ones or changed Partialdrucke of oxygen and water vapor in the gas-tight sealed according to the invention Contraption. The oxygen diffusion into the living cornea becomes by the polymer chemical laws of the corneal tissue expediently superimposed e.g. Cellulose polymer increases.

In vier Schritten wird das erfindungsgemäße Verfahren der beschleunigten Aufnahme von hydratisiertem Sauerstoff in die lebende Hornhaut dargelegt.In four steps, the inventive method of accelerated Intake of hydrated oxygen into the living cornea set forth.

Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der erfindungsgemäßen gasdichten Vorrichtung (z.B. 20 L) durch Einleitung eines entsprechenden Sauerstoffgas-Zeitvolumens (z.B. 15 L O2 / min) ein hoher Sauerstoffpartialdruck (z.B. 600 mm Mg) erzeugt. Zugleich wird durch triefnasses Tränken der Fasergewebestreifen zur Wasserretention (z.B. Fließpapiere) mit Wasser erhöhter Temperatur (z.B. 60 °C) ein hoher Wasserdampfdruck (z.B. 149 mm Hg) erzeugt. Das trockene molekulare Sauerstoffgas wird von dem Polyäthylensack zunächst aufgefangen, teilweise im Sack und in Polyäthylen gespeichert und verzögert durch die Mikroporen in das Behältervolumen abgegeben. Die für einen fixen Zeitraum (z.B. 20 min) erforderliche gleichbleibende Temperatur des Wassers in den z.B. Fließpapleren der erfindungsgemäßen Vorrichtung technisch erreicht, indem die Wassertemperatur der inneren Befeuchtungsvorrichtung für die z.B. Fließpapiere gemessen wird. Die gleichbleibende Temperatur des Gasgemisches kann in der erfindungsgemäßen gasdicht abgeschlossenen Vorrichtung am ehesten durch die Wassertemperatur technisch beeinflußt werden.In the first step of the process according to the invention, a high oxygen partial pressure (eg 600 mm of Mg) is generated in the gas-tight device (eg 20 L) according to the invention by introducing a corresponding oxygen gas time volume (eg 15 LO 2 / min). At the same time, a high water vapor pressure (eg 149 mm Hg) is produced by dripping wet of the fiber fabric strips for water retention (eg flow papers) with water of elevated temperature (eg 60 ° C.). The dry molecular oxygen gas is first collected by the polyethylene bag, stored partially in the bag and in polyethylene and released through the micropores into the container volume with a delay. The for a fixed Period required (eg 20 min) required constant temperature of the water in the example flowable paper of the device according to the invention technically achieved by the water temperature of the inner moistening device is measured for example flow papers. The constant temperature of the gas mixture can be influenced technically in the gas-tightly sealed device according to the invention most likely by the water temperature.

Bei gleichbleibender Temperatur wird in der erfindungsgemäßen gasdichten Vorrichtung während eines Zeitraum (z.B. 20 min) die Bildung des Wasserdampfvolumens genutzt. Zugleich wird dieselbe Zeit (z.B. 20 min) für die bei erhöhter Temperatur vermehrte Diffusion von gasförmigem oder hydratisierten Sauerstoff in die Polymermatrix (Polyäthylen) genutzt. Zugleich hat das hohe Wasserdampfvolumen die sauerstoffdurchlässigen Polymerflächen unter Kondenswasserbildung benetzt.at constant temperature is in the gas-tight according to the invention Device during one Period (e.g., 20 minutes) utilized the formation of the water vapor volume. At the same time, the same time (e.g., 20 minutes) for the elevated temperature increased diffusion of gaseous or hydrated oxygen in the polymer matrix (polyethylene) used. At the same time, the high water vapor volume has the oxygen-permeable polymer surfaces under condensation wetted.

Im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Überschußabtropfwasser aus der Vorrichtung abgelassen. Damit wird auch eine Abkühlung des Bodens der Vorrichtung vermieden. Zugleich findet ein kurzer Partialdruckausgleich des gasförmigen Sauerstoffs statt. Daraufhin wird erneut ein Sauerstoffpartialdruck von z.B. 600 mm Hg erzeugt. Die Fließpapiere werden jetzt mit z.B. 40 °C Wasser getränkt. Bei dieser Temperatur muß der Wasserdampfdruck niedriger angesetzt werden (z.B. 55 mm Hg).in the The second step of the process according to the invention is the excess dripping water drained from the device. This is also a cooling of the Floor of the device avoided. At the same time there is a short partial pressure compensation of the gaseous Oxygen instead. Then again an oxygen partial pressure from e.g. 600 mm Hg generated. The flow papers are now with e.g. 40 ° C water soaked. At this temperature, the water vapor pressure must lower (e.g., 55 mm Hg).

Es wird jetzt nicht mehr die Sauerstofflösung in Polyäthylen, sondern vorrangig die Sauerstofflösung in Wasser angestrebt. Die innere Befeuchtungseinrichtung hält die Wassertemperatur in den Flleßpapieren konstant. Es werden jetzt bei der physikalischen Lösung des gasförmigen Sauerstoffs die große Kontaktflächen mit Wasser wirksam, die von den tropfnassen Fließpapier- und kondenswasserbedeckten Polyäthylenoberflächen gebildet werden. Bei abnehmender Temperatur nimmt schrittweise die physikalische Lösung von Sauerstoff in Polyäthylen ab und nimmt in Wasser zu. Es stehen in der erfindungsgemäßen abgeschlossenen Vorrichtung daher bei einem gewählten Zeitraum von z.B. 20 min und einer in der Vorrichtung zuletzt gemessenen Zieltemperatur von 25 °C drei Wege zur Vermehrung des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs zur Verfügung:
(1) molekularer Sauerstoff, der aus dem Polyäthylensack austritt, löst sich vermehrt in dem Wasser das von den ihm aufliegenden Fließpapieren gebundenen wird. Die Fließpapiere binden auf diese Weise zeitabhängig immer mehr sauerstoffhaltiges Wasser, aus dem gasförmiger hydratisierter Sauerstoff freigesetzt wird, (2) das Kondenswasser auf den großen Polyäthylen-Flächen (Wände der Vorrichtung, besonders die Oberfläche des Polyäthylensacks) löst vermehrt den bei Temperaturabnahme aus der Polymermatrix diffundierenden Sauerstoff und setzt selbst gasförmigen hydratisierten Sauerstoff frei, (3) im freien Raum der Vorrichtung ermöglicht das Gemisch aus Sauerstoffgas und Wasserdampf eine statistische physikalische Lösung von Sauerstoff in Wasserdampf. Die allgemeine Bildung von Wasserdampf setzt den gasförmigen hydratisiertem Sauerstoff angereichert in der erfindungsgemäßen Vorrichtung frei.It is now no longer the oxygen solution in polyethylene, but primarily the oxygen solution in water sought. The internal humidifier keeps the water temperature in the flow papers constant. Now, in the physical solution of the gaseous oxygen, the large contact surfaces with water are formed, which are formed by the dripping wet blotting paper and condensed water covered polyethylene surfaces. As the temperature decreases, the physical solution of oxygen in polyethylene progressively decreases and increases in water. Therefore, in the closed device according to the invention, three ways of increasing the gaseous hydrated oxygen are available for a selected period of, for example, 20 minutes and a target temperature of 25 ° C. last measured in the device:
(1) Molecular oxygen exiting the polyethylene bag increasingly dissolves in the water that is bound by the flow papers resting on it. The flow papers bind in this way, time-dependent more and more oxygenated water from the gaseous hydrated oxygen is released, (2) the condensation on the large polyethylene surfaces (walls of the device, especially the surface of the polyethylene bag) increasingly dissolves the temperature decrease from the polymer matrix In the free space of the device, the mixture of oxygen gas and water vapor allows a statistical physical solution of oxygen in water vapor. The general formation of water vapor releases the gaseous hydrated oxygen enriched in the device according to the invention.

Im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird z.B. das Auge mit seiner Hornhaut aber eine zweckmäßige Öffnung an das angereicherte gasförmige hydratisierte Sauerstoffvolumen angedockt. In der Folge wird dann gezielt nach dem Boyle-Mariotte-Gay-Lussac Gesetz der idealen Gase über die äußere Kühlvorrichtung am Boden der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verringerung der Gastemperatur und temperaturbedingte Verkleinerung des örtlichen Gasvolumens wirksam. Gleichzeitig erzeugt die äußere Wärmevorrichtung auf dem Dach der Vorrichtung eine Erhöhung der Gastemperatur und eine temperaturbedingte Vergrößerung des örtlichen Gasvolumens in der erfindungsgemäßen gasdichten Vorrichtung. Diese temperaturbedingten Volumenveränderungen lösen im Wege des Volumenausgleichs eine Bewegung des gesamten Gasvolumens entlang der Temperaturdifferenz und in Richtung auf das verringerte Gasvolumen im Bereich der Temperatursenkung aus. Diese Volumenbewegung betrifft auch den angereicherten gasförmigen hydratisierten Sauerstoff und vermehrt gezielt die Aktivierungsenergie seiner Diffusion.in the the third step of the method according to the invention is e.g. the Eye with its cornea but an expedient opening to the enriched gaseous hydrated oxygen volume docked. In the episode then becomes specifically, according to the Boyle-Mariotte-Gay-Lussac Law of Ideal Gases on the Outer Cooling Device at the bottom of the device according to the invention a reduction in gas temperature and temperature-related reduction of the local Gas volume effective. At the same time, the external heating device generates on the roof the device an increase the gas temperature and a temperature-related increase of the local Gas volume in the gas-tight according to the invention Contraption. These temperature-induced volume changes solve in the Ways of volume compensation a movement of the entire gas volume along the temperature difference and towards the decreased Gas volume in the range of temperature reduction. This volume movement also concerns the enriched gaseous hydrated oxygen and specifically increases the activation energy of its diffusion.

In dem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Aktivierungsenergie für die Diffusion von gasförmigen hydratisiertem Sauerstoff in die Hornhaut des angedockten Auges durch eine weitere Maßnahme gezielt vermehrt. Unter physiologischen Bedingungen bedeckt ein Tränenfilm mit einer Dicke von 40 μm und einem Volumen von 8 μL die 35 °C warme Hornhaut. Nach dem Henryschen Gesetz ist bei Temperaturanstieg von 25 °C auf 35 °C mit einer geringeren Lösung von hydratisiertem Sauerstoff in der Tränenflüssigkeit zu rechnen. Die Lösung in Wasser bedeutet also einen geringeren Nutzungsgrad des angereicherten gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs. Wird stattdessen vor dem Andocken des Auges an die erfindungsgemäße Vorrichtung z.B. ein konzentriertes visköses Homopolymer, z.B. Cellulose-Polymer (z.B. 1% Carboxylmethylcellulose) auf die Hornhaut aufgebracht, so können die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Polymere genutzt werden. Ein höher konzentriertes z.B. Cellulose-Polymer (z.B. 1% Carboxylmethylcellulose) liegt dem Hornhautepithel mit dickerer Schicht und längerer Haftung auf. Bei erhöhter Temperatur der Hornhaut ist im Gegensatz zur Tränenflüssigkeit die Lösung und Durchlässigkeit von hydratisiertem Sauerstoff in dem z.B. Cellulose-Polymer (z.B. 1% Carboxylmethylcellulose) erhöht. Die durch diese Polymereigenschaften und die vorgegebene künstlich durch Gasbewegung vergrößerte Aktivierungsenergie der Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in das z.B. Cellulose-Polymer (z.B. 1% Carboxylmethylcellulose), zusammen mit der gesetzmäßlg vermehrten Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff beim Durchtritt durch das z.B. Cellulose-Polymer (z.B. 1% Carboxylmethylcellulose) begründen gegenüber der Diffusion in die Tränenflüssigkeit die Annahme einer durch das Cellulose-Polymer beschleunigten Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in das Hornhautgewebe. Diese theoretische Überlegung wird von der empirischen Beobachtung gestützt.In the fourth step of the method according to the invention, the activation energy for the diffusion of gaseous hydrated oxygen into the cornea of the docked eye is selectively increased by a further measure. Under physiological conditions, a tear film with a thickness of 40 μm and a volume of 8 μL covers the 35 ° C cornea. According to Henry's law, when the temperature rises from 25 ° C to 35 ° C, a lower solution of hydrated oxygen in the tear fluid is to be expected. The solution in water thus means a lower degree of utilization of the enriched gaseous hydrated oxygen. If, instead, before attaching the eye to the device according to the invention, for example, a concentrated viscous homopolymer, eg cellulose polymer (eg 1% carboxymethylcellulose) is applied to the cornea, then the physicochemical properties of the polymers can be utilized. A more highly concentrated eg cellulose polymer (eg 1% carboxymethylcellulose) is located on the corneal epithelium with a thicker layer and longer adhesion. At elevated temperature of the cornea is in contrast to the tear fluid Solution and permeability of hydrated oxygen in the eg cellulose polymer (eg 1% carboxymethylcellulose) increases. The activation energy of the diffusion of hydrated oxygen into the eg cellulose polymer (eg 1% carboxylmethylcellulose), which is artificially increased by gas movement, together with the lawfully increased diffusion of hydrated oxygen on passing through the eg cellulose polymer (eg 1 % Carboxymethylcellulose) substantiate the diffusion of hydrated oxygen into the corneal tissue, as opposed to diffusion into the tear fluid, which is accelerated by the cellulose polymer. This theoretical consideration is supported by empirical observation.

Gewerbliche Nutzung der Erfindungcommercial Use of the invention

Die gewerbliche Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens der technisch verfügbaren Anreicherung von vermehrt gasförmigen hydratisierten Sauerstoff (in Wasserdampf angereichertem physikalisch gelösten Sauerstoff) ist vielfältig denkbar. Eine medizinische, eine für das allgemeine Publikum kommerzielle und eine industrielle Nutzung können aufgezeigt werden.The commercial use of the method according to the invention of the technical available Enrichment of increasingly gaseous hydrated oxygen (in water vapor enriched physically dissolved Oxygen) is diverse conceivable. A medical, one for the general public commercial and an industrial use can be shown become.

Die medizinische Nutzung geht von der Behandlung von Stoffwechselkrankheiten der Hornhaut aus, weil der Stoffwechsel der gefäßfreien Hornhaut den Gesetzen der Biochemie folgt. So können genetische Stoffwechselschäden, Kontaktlinsenschäden und Heilungsschäden des Hornhautgewebes durch die technische Anreicherung von hydratisiertem Sauerstoff behandelt werden. Für den Strukturstoffwechsel des überlebenden Hornhautgewebe in Hornhautbanken ist die Gabe von angereichertem hydratisiertem Sauerstoff aus demselben Grund von Vorteil.The Medical use comes from the treatment of metabolic diseases the cornea because the metabolism of the vascular free cornea the laws biochemistry follows. So can genetic metabolic damage, Contact lens damage and healing damage of the corneal tissue through the technical enrichment of hydrated Oxygen are treated. For the structural metabolism of the survivor Corneal tissue in corneal banks is the gift of enriched hydrated oxygen for the same reason an advantage.

Die kommerzielle Nutzung des angereicherten hydratisierten Sauerstoffs durch das Publikum ist nur deshalb denkbar, weil Sauerstoff allgemein unter toxikologischen Gesichtspunkten als ungefährlich gilt. Neben Glucose ist Sauerstoff die einzige Ernährung der menschlichen Hornhaut.The commercial use of the enriched hydrated oxygen by the public is only conceivable because oxygen in general is considered to be safe from a toxicological point of view. In addition to glucose Oxygen is the only diet the human cornea.

Die industrielle Nutzung von gasförmigen hydratisiertem Sauerstoff zielt auf ein technische standardisierte Prüfverfahren z.B. in der Kontaktlinsenindustrie. Bisher wurde trockenes Sauerstoffgas verwendet. Die Messung des Durchtritts des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs durch Homo- oder Copolymere z.B. Kontaktlinsenfertigung kann die bisherige Sauerstoffmessungen wirkungsvoll ergänzen.The industrial use of gaseous hydrated oxygen targets a technical standardized test methods e.g. in the contact lens industry. So far, dry oxygen gas used. The measurement of the passage of the gaseous hydrated oxygen by homopolymers or copolymers, e.g. Contact lens manufacturing can Effectively supplement previous oxygen measurements.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch ein technisch einfaches und zudem kostengünstiges Verfahren kann physiologisch wertvoller gasförmiger hydratisierter Sauerstoff angereichert und die Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in die Hornhaut, überlebendes Gewebe oder sauerstoffdurchlässige Polymere vermehrt und beschleunigt werden.By a technically simple and also cost-effective method can be physiological valuable gaseous hydrated oxygen enriched and the diffusion of hydrated Oxygen in the cornea, surviving Tissue or oxygen permeable Polymers are increased and accelerated.

Mit Glucose und molekularem Sauerstoff sind zwei Ausgangsstoffe für den Hornhautstoffwechsel bekannt. Die aktivierte und beschleunigte Diffusion des angereicherten gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs liefert dem Stoffwechsel der lebenden und überlebenden Hornhaut mit technischen Mitteln einen der beiden Ausgangsstoffe, welcher von außerhalb zugeführt werden kann und der auch von ihrem kranken Stoffwechsel nach der Erfahrung gut umgesetzt wird. Die Diätetik und die Therapie der lebenden, aber auch der überlebenden Hornhaut werden durch diesen aufgefundenen Weg des Substratangebots verbessert.With Glucose and molecular oxygen are two sources of corneal metabolism known. The activated and accelerated diffusion of the enriched gaseous hydrated oxygen provides the metabolism of living and surviving Cornea by technical means one of the two starting substances, which from outside supplied can be and also from her sick metabolism after the Experience is well implemented. The dietetics and the therapy of living, but also the survivor Corneas become through this discovered path of substrate supply improved.

Ein Weg zum Ausführen der Erfindung (Text vom 6.1.2003)A way to run the Invention (Text of 6.1.2003)

Die Erfindung besteht aus einem abgeschlossenen Behälter zur Erzeugung einer Anreicherung von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoffs, welcher kontrolliert auf die Hornhaut des lebenden menschlichen oder tierischen Auges, auf lebendes Gewebe oder auf beliebiges Material einwirkt. In der Folge wird allein die Wirkung auf die lebende Hornhaut des menschlichen Auges beschrieben.The Invention consists of a sealed container for generating an enrichment of physically dissolved in water vapor oxygen, which controls on the cornea of the living human or animal eye, on living tissue or on any material acts. In the The result alone is the effect on the living cornea of the human Described eye.

Physikalisch in Wasserdampf gelöster Sauerstoff ist die physiologische Darreichungsform von Sauerstoff an die Hornhaut, wie sie in der Natur weitverbreitet auftritt. An der Hornhaut des Auges wird diese Form des Sauerstoffs optimal in den Tränenfilm aufgenommen. Bei dem Kontakt von physikalisch gelöstem Sauerstoff mit Viscoelastica ist das offenbar klinisch von gleicher Bedeutung.Physically dissolved in water vapor Oxygen is the physiological dosage form of oxygen to the cornea, as it occurs in nature widespread. At The cornea of the eye optimally receives this form of oxygen taken the tear film. At the contact of physically dissolved oxygen with Viscoelastica this obviously has clinical significance.

Die Erfinderaufgabe ist die Anreicherung von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff in einer Vorrichtung und zusätzlich die Vermehrung der Aufnahme von physikalisch gelöstem Sauerstoff von der lebenden Hornhaut des Auges.The Inventor task is the accumulation of physically in water vapor dissolved Oxygen in a device and in addition the increase of the intake from physically solved Oxygen from the living cornea of the eye.

Die Aufgabe einer Vermehrung der Aufnahme von physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoff in die lebende menschliche Hornhaut wird gelöst, wenn die Voraussetzung für eine maximale Bildung von physikalisch in Wasserdampf gelöstem molekularem Sauerstoff in einem abgeschlossenen Raum geschaffen wird. Dazu müssen alle verwendeten Werkstoffe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gasförmigen Sauerstoff (a, d, e) in den Feststoff speichern. Zusätzlich muß der Sauerstoff als Gas in einem voluminösen Sauerstoffsack (e) gespeichert werden. So kann der gasförmig zugeführte Sauerstoff großflächig in Kontakt mit Wasser oder Wasserdampf kommen und physikalisch darin zur Lösung gebracht werden. Ein noch größerer Volumenanteil des physikalisch frei in Wasserdampf gelösten Sauerstoffs kommt mit der lebenden Hornhaut in Berührung, wenn dem gelösten Sauerstoff eine temperaturabhängige Bewegung entlang der Hornhaut erteilt wird. Diese vermehrte Berührung kann jedoch nur dann für den Gewebestoffwechsel der Hornhaut nutzbar gemacht werden, wenn auch eine vermehrte Aufnahme des physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoffs in das lebende Hornhautgewebe stattfinden kann. Für diese vermehrte Aufnahme ist ein künstlicher Film eines zweckmäßigen Inhaltsstoffes eines Tränenersatzmittels (Viscoelasticum) Voraussetzung. Das Viscoelasticum muß hierzu die Fähigkeit zu einer vermehrter Aufnahme von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff besitzen.The object of increasing the uptake of oxygen physically dissolved in water vapor into the living human cornea is solved when the prerequisite for maximum formation of molecular oxygen dissolved physically in water vapor in a closed space is created. For this purpose, all materials used in the apparatus according to the invention must store gaseous oxygen (a, d, e) in the solid. In addition, the oxygen must be stored as a gas in a bulky oxygen sack (s). So can the gaseously supplied acid material come in contact with water or water vapor over a large area and be physically brought into solution. An even greater volume fraction of the oxygen, which is physically free in water vapor, comes into contact with the living cornea when the dissolved oxygen is given a temperature-dependent movement along the cornea. However, this increased contact can only be harnessed for the tissue metabolism of the cornea, although an increased uptake of the physically dissolved in water vapor oxygen in the living corneal tissue can take place. For this increased intake, an artificial film of a suitable ingredient of a tear substitute (Viscoelasticum) condition. The viscoelasticum must have the ability to an increased absorption of physically dissolved in water vapor oxygen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einzelnen Bauteilen:
Der dicht abgeschlossene Behälter (a) besteht aus sauerstoffspeicherndem Material in zweckmäßiger Größe, z.B. 15 Liter Inhalt. Er nimmt ein Traggerüst (d) aus demselben Material auf. Nach vorne schließt ein abnehmbarer Deckel (b) gegen eine auf dem Behälterrand umtaufende Dichtung den Innenraum des Behälters dicht ab.The device according to the invention consists of individual components:
The tightly sealed container (a) consists of oxygen-storing material in an appropriate size, eg 15 liters content. He picks up a shoring (d) made of the same material. Towards the front, a removable cover (b) seals the interior of the container tightly against a seal that runs around the edge of the container.

Die Zuleitung des medizinischen Sauerstoffgases aus einer handelsüblichen Sauerstofflasche wird mit einem Zuführungsschlauch (i) und abgedichtet durch die Rückwand des Behälters (a) geführt. Der Wasser führende Schlauch für die innere Befeuchtungsvorrichtung (h) wird ebenfalls abgedichtet durch die Seitenwand geführt. Die kontrollierte Wasserzuführung in die innere Befeuchtungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch ein schwerkraftnutzendes System (Infusionssystem) unterstützt. Es können alle für die Wasserzuführung verwertbaren technischen Mittel, wie Wasserdruck, elektromotorische Pumpe oder andere benutzt werden.The Supply of medical oxygen gas from a commercial Oxygen bottle is sealed with a supply hose (i) and through the back wall of the container (a) guided. Of the Water leading Hose for the inner moistening device (h) is also sealed by led the side wall. The controlled water supply in the inner humidifying device of the device according to the invention is supported by a gravity-utilizing system (infusion system). It can all for utilize the water supply technical means, such as water pressure, electromotive pump or others are used.

In dem Deckel (b) des Behälters (a) befindet sich eine ovaläre Öffnung (c), deren Größe so gewählt ist, daß der Augenhöhlenrand bei anliegendem Auge die Öffnung (c) abdichtet und zugleich die gesamte Hornhaut [analog Gewebe oder Material] dem physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoff ausgesetzt ist. Wenn für die Nase eine gasdichte Ausnehmung im Deckel (b) geschaffen wird, können auch zwei Öffnungen so bemessen werden, daß jeweils die lebende Hornhaut beider Augen gleichzeitig dem physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoffvolumen ausgesetzt werden können. Auch können bei geeigneten Abmessungen des Behälters (a) ohne weiteres mehrere Augen oder Augenpaare gleichzeitig einem zweckmäßig vermehrten Volumen von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff ausgesetzt werden.In the lid (b) of the container (a) there is an oval opening (c), whose size is chosen that the Orbital rim when the eye is close, the opening (c) seals and at the same time the entire cornea [analogous tissue or Material] exposed to the physically dissolved in water vapor oxygen is. If for the nose is created a gas-tight recess in the lid (b), can also two openings be sized so that each the living cornea of both eyes at the same time physically dissolved in water vapor Oxygen volume can be exposed. Also can at suitable dimensions of the container (a) readily several eyes or pairs of eyes simultaneously appropriately increased Exposed volume of oxygen physically dissolved in water vapor become.

An dem Traggerüst (d) ist als Speicher für gasförmigen Sauerstoff der Sauerstoffsack (e) zur Aufnahme und zur Abgabe des von außen zugeführten medizinischem Sauerstoffs befestigt. Seine Vorder- und Hinterwand wird aus einem dünnen, sauerstoffspeicherndem Material (z.B. handelsübliche Polyaethylenfolie) gebildet. An der Rückwand ist ein Schlauchventil in die Folie eingelassen, in das der Zuführungsschlauch für Sauerstoff dicht mündet (i). In der Vorderwand des Sauerstoffsackes, zur Deckelöffnung (c) zu, befinden sich in dem dünnen Material über die ganze Fläche zusätzlich eine Vielzahl lupenoptisch kleiner Öffnungen (z.B. handelsübliche Polyaethylenfolie mit „Mikroporen"), durch die das Sauerstoffgas über die ganze Vorderfläche frei austreten kann. Die Hinterwand speichert nur Sauerstoff. Auch die Hinterwand des Sauerstoffsackes kann bei Bedarf aus einem dünnen Material mit lupenoptisch kleinen Öffnungen bestehen. Der Sauerstoffsack (e) ist so bemessen, daß er leer etwa 2/3 der Höhe des Behälters einnimmt und sich entlang den beiden Seitenwänden und der Rückwand des Behälters erstreckt. Gasgefüllt nimmt er an Volumen zu und wulstet sich in dichterem Kontakt gegen die Fließpapierstreifen (f) auf. Jedes andere denkbare Verfahren muß eine Abgabe von gasförmigen Sauerstoff über großflächig in engem Kontakt gebrachtes Wasser oder Wasserdampf und und gegebenenfalls aus einem ausreichend groß bemessenen Feststoffspeicher ermöglichen.At the shoring (d) is used as a storage for gaseous oxygen the oxygen bag (s) for receiving and delivering the externally supplied medical Attached to oxygen. His front and back wall will be one thin, oxygen storage material (e.g., commercial polyethylene film). On the back wall a hose valve is inserted in the film, in which the supply hose for oxygen flows tightly (i). In the front wall of the oxygen bag, to the lid opening (c) to, are in the thin one Material over the whole area additionally a plurality of small-sized optical openings (e.g., commercial polyethylene film with "micropores") through which the Oxygen gas over the whole front surface can escape freely. The back wall only stores oxygen. Also the If required, the back wall of the oxygen bag can be made of a thin material with magnifying glass small openings consist. The oxygen sack (e) is sized to be empty about 2/3 of the height of the container occupies and along the two side walls and the rear wall of the container extends. gas Filled it increases in volume and buckles in closer contact the blotter strips (f) up. Any other conceivable method must be a discharge of gaseous oxygen over a large area in tight Contact brought water or steam and and optionally from a sufficiently large sized Enable solid storage.

Im Behälter (a) wird mittels der Anordnung des Traggerüsts (d) eine vermehrte Wasserdampfmenge dadurch erzeugt, daß besonders saugfähige Fließpapierstreifen (f) mit Wasser verschiedener Temperatur bis zur Sättigung angefeuchtet werden können. Die befeuchteten Fließpapierstreifen (f) hängen über die drei Seiten des Traggerüsts (d) nach vorn und hinten bis zum Boden des Behälters. Sie sind so angeordnet, daß sie dabei vorn und hinten in direkter Berührung mit dem Sauerstoffsack sind.in the container (a) by means of the arrangement of the supporting framework (d) an increased amount of water vapor generated by that particular absorbent paper strips (f) with water of different temperature until saturation can be moistened. The moistened blotting paper strips (f) hang over the three sides of the shoring (d) forward and backward to the bottom of the container. They are arranged that she in front and behind in direct contact with the oxygen bag are.

Entlang den Seitenwänden und der Rückwand ist unter der Decke des Behälters (a) ein nach unten zu mit regelmäßiger Lochreihe perforierter sauerstoffspeichernder Schlauch (h) befestigt, in den von außen (h) Wasser zugeführt wird. Er dient der inneren Befeuchtung der Fließpapierstreifen (f). Er verläuft mit seinen Öffnungen direkt über der oberen Auflagefläche des Tragegerüsts für die Fließpapierstreifen (d). Die austretenden Wassertropfen treffen gezielt die Auflagefläche (f) der Fließpapierstreifen auf den oberen Holmen des Tragegerüsts in ganzer Ausdehnung. Bei geschlossenem Behälter können auf diese Weise die Fließpapierstreifen (f) mit einer abgemessenen Menge Wasser verschiedener Temperatur befeuchtet werden. Dadurch kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung temperaturabhängig der Wasserdampfdruck und die Sauerstoffaufnahme in Wasserdampf und Feststoff gesteuert werden.Along the side walls and the rear wall, under the ceiling of the tank (a), there is attached an oxygen-storing hose (h) perforated down to a regular row of holes, into which water (h) is supplied from outside. It serves for the inner moistening of the blotter strips (f). It runs with its openings directly above the upper bearing surface of the support for the blotter strips (d). The escaping drops of water hit the contact surface (f) of the blotter paper strips on the upper spars of the support frame in their entirety. With the container closed, in this way the strips of flux paper (f) can be moistened with a measured amount of water of different temperature. This can be temperature-dependent in the device according to the invention the water vapor pressure and the oxygen uptake in water vapor and solid are controlled.

Eine Kühlvorrichtung (g) senkt kontrolliert von außen die Temperatur am Boden des Behälters (a). Zu diesem Zweck wird ein 6 × 6 × 4 cm3 Aluminium-Volumen unter dem Behälterboden (k) mittels zweier handelsüblicher Pettier-Elemente mit Wasserdurchlauf auf eine Temperatur von 6° C abgekühlt. (Kühlvorrichtung nach v. Haugwitz, G.M.: Untersuchungen zur Isolierung Langerhansscher Inseln des Pankreas. Inauguraldissertation Ulm 1972, p.59 1: Kühlvorrichtung für Gewebe in vitro.) Jede durch eine Kühlvorrichtung gekühlte Auflagefläche (k) unter dem Behälter (a), aus einem Material mit hohem (dem Metall angenäherten) Wärmeübergang, ist analog verwendbar, wenn sie den durch Messungen ermittelten optimalen Temperaturbereich dauerhaft verwirklicht. Es können ein einfacher Wasserdurchlauf oder thermoelektrische (Pettier-Effekt), thermochemische oder andere zweckmäßige Verfahren verwendet werden. Der Boden des Behälters (a) muß mit der Kühlvorrichtung (g) fest in Verbindung sein, weit der Kälteübergang durch das Kunststoffmaterial verringert wird. Eine notwendige Trennung der Kälteeinwirkung auf den Behälterboden wird durch Entfernen der Kühlvorrichtung bzw. eine dazwischengeschobene Isolierplatte (z.B. Styropor) ermöglicht.A cooling device (g) lowered controlled from the outside, the temperature at the bottom of the container (a). For this purpose, a 6 × 6 × 4 cm 3 volume of aluminum under the container bottom (k) is cooled by means of two commercial Pettier elements with water flow to a temperature of 6 ° C. Haugwitz, GM: Investigations on the Isolation of Langerhans Islets of the Pancreas, Inauguraldissertation Ulm 1972, p.59 1 : Cooling device for tissue in vitro.) Each cooled by a cooling device bearing surface (k) under the container (a), made of a material with a high (the metal approximate) heat transfer, is analogously usable if it permanently realized by measurements determined optimum temperature range , A simple water pass or thermoelectric (petting effect), thermochemical or other convenient method may be used. The bottom of the container (a) must be firmly connected to the cooling device (g), as far as the cold transition through the plastic material is reduced. A necessary separation of the effect of cold on the container bottom is made possible by removing the cooling device or an insulating plate pushed in between (eg styrofoam).

Zwischen den vorderen Fließpapierstreifen (f) im rückwärtigen Behälterraum und dem vorne dicht sitzenden Deckel (b) ist ein freier Raum, in dem sich der physikalisch in Wasserdampf gelöste Sauerstoff sammeln kann. Bei Einwirkungsbeginn wird mit der Freigabe der Öffnung (c) im Deckel (b) der Druckausgleich gegen den Außenraum zugelassen.Between the front flow paper strip (f) in the rear tank room and the front tightly fitting lid (b) is a free space, in which can collect the oxygen dissolved in water vapor physically. At the beginning of the action, the release of the opening (c) in the cover (b) of the Pressure equalization against the exterior authorized.

Für die Erfüllung der Erfinderaufgabe wirken in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vier technische Einzelvorgänge einander ergänzend zusammen. Diese Einzelvorgänge können jeweils für sich allein die gestellte Aufgabe nicht ausreichend erfüllen. Sie werden wie folgt zusammenfassend beschrieben:

  • (1) Der Behälter ist dicht abgeschlossen, damit der mit der Sauerstoffzuführung veränderte Sauerstoffpartialdruck berechenbar bleibt. Die technisch vorbereitete Berührung von Sauerstoff mit Wasser und Wasserdampf muß in einer gegebenen Zeit eine verwertbare Menge von physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoff bereitstellen. Hierzu müssen die Flächen der Berührung von Wasser oder Wasserdampf mit Sauerstoff in dem geschlossenen Behältervolumen vergrößert werden. Das wird dadurch erreicht, daß alle Werkstoffe, welche zum Bau des Behälters (a) und seiner Hilfsvorrichtungen (d) verwendet werden, die Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung besitzen müssen. Bei festen Körpern wächst die Fähigkeit zur Sauerstoffaufnahme mit der Temperatur. (Koblet H. (1965) Physikalische Chemie, Physikalische Begriffe in der klinischen Biochemie., Stuttgart, p.9, 82) Ein Beispiel für einen sauerstoffspeichernde Werkstoff ist der Kunststoff Polyäthylen (PE). Es können andere Werkstoffe mit passenden Eigenschaften verwendet werden. Diese Werkstoffe müssen jedoch zugleich und wegen des hohen Wasserdampfgehalts im Behälter für den hier beschriebenen Zweck untoxisch sein und deshalb z.B. (nach RAL) bei hohen Temperaturen in ständigen Kontakt mit Nahrungsmitteln verwendbar sein. Bei Temperaturabfall und seiner Diffusion aus der Speicherung in Feststoffen geht der Sauerstoff in physikalische Lösung im dort aufliegenden Wasser und in Wasserdampf.
  • (2) Der Speicher des in den Behälter eingeleiteten gasförmigen Sauerstoffs ist der Sauerstoffsack (e). Er ist, wie alte Materialien der Vorrichtung, aus sauerstoffspeichernden Material. Gasförmiger Sauerstoff tritt durch verteilte sehr kleine Öffnungen (Polyaethylenfolie mit Mikroporen) aus der gesamten Vorderfläche (ggf. auch Rückfläche) des Sauerstoffsacks. Zusätzlich wird Sauerstoff im Feststoff der Vorder- und Rückwand des Sauerstoffsacks gespeichert. Der direkt austretende oder in der Folie gespeicherte Sauerstoff muß in direkten großflächigem Kontakt mit Wasser und Wasserdampf sein, um die physikalische Lösung von Sauerstoff fördern zu können. Hierzu liegen dem Sauerstoffsack an der Vorder- und Rückfläche Fließpapierstreifen direkt auf, welche mit Wasser wählbarer Temperatur gesättigt befeuchtet sind. Der Sauerstoffsack ist jedoch in Teilen nicht von Fließpapier bedeckt. Dadurch trifft der überall erzeugte Wasserdampf zusätzlich auf das frei in den Raum austretenden Sauerstoffgas. Die Wasserdampfbildung und der Wasserdampfdruck über Wasser steigen mit der Zunahme der Temperatur. Ebenso nimmt die Aufnahme von Sauerstoff in Feststoffe mit steigender Temperatur zu. Im Gegensatz dazu nimmt jedoch die physikalische Lösung von Sauerstoff in Wasser und Wasserdampf mit steigender Temperatur ab. Es kommt also darauf an, bei zunächst höherer Wassertemperatur die Bildung von Wasserdampf und die Lösung von Sauerstoff im Werkstoff zu begünstigen, um dann bei langsam abfallender Temperatur die Lösung von Sauerstoff in Wasserdampf zu optimieren. Die Ermittlung der für die Wasserdampfbildung günstigen Ausgangstemperatur und der beim folgenden Temperaturabfall optimierten physikalischen Sauerstofflösung kann durch zweckmäßige Messungen erleichtert werden. Zur Zusammenführung der Meßmethoden können dazu Temperaturmessungen auf Oberflächen oder im freien Raum z.B. durch eine thermoelektrische Meßeinrichtung oder eine solche mit einer kalibrierten Thermistor Sonde durchführt werden. Diese Messungen können mit der Messung der im freien Wasserdampfvolumen gelöste Sauerstoffkonzentration z.B. mit einer nach dem polarographischen Prinzip arbeitenden Sauerstoffelektrode zusammen mit einem Analysator für physiologische Gase verbunden werden. Auch andere Verfahren der Messung von Temperatur und Sauerstoff sind einsetzbar, wenn sie nur im freien Wasserdampf oder auf feuchten Oberflächen eingesetzt werden können. Auf diese Weise kann die physikalisch in Wasserdampf gelöste Sauerstoffmenge in Abhängigkeit von Temperatur und Wasserdampfdruck zu einer optimalen Anreicherung hin geregelt werden. Ein Fließpapierstreifen bedeckt auch den Boden des Behälters in ganzer Fläche (f). Die an der Behälterinnenwand kondensierende Feuchtigkeit kommt in Kontakt mit dem im Behältermaterial (a) gespeicherten Sauerstoff. In dieses Wasser oder in den Wasserdampf erfolgt die physikalische Lösung des Sauerstoffs in Abhängigkeit von der linearen Diffusion des Sauerstoffs aus dem Feststoff nach dem Nernstschen Verteilungssatz {am 7.1.2004 hinzugefügt: Koblet M. (1964), p.83]}. Auf diese Weise sind alte festen Oberflächen des Behälters (a) und seines Traggerüsts (d) am Aufladen von Wasserdampf mit physikalisch gelösten Sauerstoff beteiligt.
  • (3) Nach Ablauf der notwendigen Zeit für den physikalischen Lösungsvorgang des Sauerstoffs im angereicherten Wasserdampf ist im freien Behältervolumen ein temperaturabhängiges, aber unbewegliches Volumen von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff angesammelt. Nach den Gesetz von Gay-Lussac verringert sich bei konstantem Druck und Abfall der Temperatur das Volumen eines idealen Gases. Die Temperatursenkung durch die Kühlvorrichtung am Behälterboden (k) bewirkt eine örtliche Abkühlung des Gasvolumens und seine Verringerung. Der notwendige Volumenausgleich bewirkt eine Bewegung des physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoffs aus der Gegend des Behälterdaches mit wärmerem Wasserdampf nach unten zum abgekühlten Volumen über dem Behälterboden. Ein größerer Mengenanteil des physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoffs bewegt sich deshalb, auch wahrnehmbar an der empfindlichen Hornhaut, am Auge in der Deckelöffnung (c) vorbei. Diese Bewegung des Gasvolumens ist für seine Wirkung auf den Gewebestoffwechsel auch durch die in der Zeiteinheit größere Volumennutzung des in Wasserdampf physikalisch gelösten Sauerstoffs vorteilhaft.
  • (4) Das Aufnahmevermögen für Sauerstoff des auf der Hornhautoberfläche lagernden natürlichen wäßrigen Tränenfilms läßt sich mit Steigerung des Sauerstoffpartialdruck aus physiologischen Gründen nicht beliebig steigern. Dabei spielen u.a. Hornhauttemperatur, Abdampfquote, Lidschlagfrequenz, Filmdicke eine Rolle. Deshalb müssen Haftfähigkeit des Films und vor allem seine Aufnahmefähigkeit für physikalisch gelösten Sauerstoff durch einen geeigneten künstlichen Tränenfim vergrößert werden. So kann der vermehrt physikalisch in Wasserdampf gelöste Sauerstoff von der Hornhaut in größerer Menge verwertet werden. In der Augenheilkunde oder für Kontaktlinsenträger werden Tränenersatzmittel verwendet, welche die Benetzung der Hornhautoberfläche vermehren. Als Inhaltsstoffe werden Viscoelastica verwendet, welche neben einer guten Verträglichkeit auch eine erheblich verlängerte Verweildauer des künstlichen Viscoelastica-Films auf der Hornhautoberfläche aufweisen. Zugleich sind solche Viscoelastica zweckmäßig, welche klinisch nach meiner Beobachtung eine erhöhte Aufnahmefähigkeit für physikalisch in Wasserdampf gelösten Sauerstoff und entsprechende biologische Wirkung aufweisen. Ein Beispiel eigener klinischer Erfahrung ist 1% Na Carboxymethylcellulose (1% Na-CMC).
For the fulfillment of the inventor task act in the device according to the invention four technical individual operations complementary to each other. These individual operations can not sufficiently fulfill the task in each case alone. They are summarized as follows:
  • (1) The container is tightly sealed so that the oxygen partial pressure changed with the oxygen supply remains calculable. The technically prepared contact of oxygen with water and water vapor must provide a usable amount of oxygen physically dissolved in water vapor in a given time. For this purpose, the areas of contact of water or water vapor with oxygen in the closed container volume must be increased. This is accomplished by having all the materials used to construct the container (a) and its ancillary devices (d) to have oxygen storage capability. For solid bodies, the ability to absorb oxygen increases with temperature. (Koblet H. (1965) Physical Chemistry, Physical Terms in Clinical Biochemistry., Stuttgart, p.9, 82) An example of an oxygen-storing material is the plastic polyethylene (PE). Other materials with suitable properties can be used. However, these materials must be non-toxic at the same time and because of the high water vapor content in the container for the purpose described here and therefore, for example (according to RAL) at high temperatures in constant contact with food usable. With temperature drop and its diffusion from storage in solids, the oxygen goes into physical solution in the water lying there and in water vapor.
  • (2) The storage of the gaseous oxygen introduced into the container is the oxygen sack (e). It is, like old materials of the device, made of oxygen-storing material. Gaseous oxygen passes through distributed very small openings (poly-ethylene film with micropores) from the entire front surface (possibly also back surface) of the oxygen sac. In addition, oxygen is stored in the solids of the front and back wall of the oxygen sac. The directly exiting or stored in the film oxygen must be in direct contact over a large area with water and water vapor in order to promote the physical solution of oxygen can. For this purpose, the oxygen bag on the front and back surface are directly on blotter strips, which are moistened saturated with water selectable temperature. The oxygen sack, however, is not partially covered by blotter paper. As a result, the water vapor generated everywhere additionally hits the oxygen gas that escapes freely into the room. The water vapor formation and the water vapor pressure over water increase with the increase of the temperature. Likewise, the uptake of oxygen into solids increases with increasing temperature. In contrast, however, the physical solution of oxygen in water and water vapor decreases with increasing temperature. It is therefore important to favor at first higher water temperature, the formation of water vapor and the solution of oxygen in the material, and then to optimize at slowly decreasing temperature, the solution of oxygen in water vapor. The determination of the favorable for the formation of steam vapor outlet temperature and the optimized at the following temperature drop physical oxygen solution can be facilitated by appropriate measurements. To combine the measuring methods, temperature measurements on surfaces or in free space can be carried out, for example, by a thermoelectric measuring device or one with a calibrated thermistor probe. These measurements can be done with the Mes solution of dissolved in the free water vapor volume oxygen concentration, for example, be connected to an operating according to the polarographic principle oxygen electrode together with an analyzer for physiological gases. Other methods of measuring temperature and oxygen can be used if they can only be used in free water vapor or on moist surfaces. In this way, the amount of oxygen physically dissolved in water vapor can be regulated to optimum enrichment as a function of temperature and water vapor pressure. A strip of flow paper also covers the bottom of the container in full area (f). The moisture condensing on the container inner wall comes into contact with the oxygen stored in the container material (a). In this water or in the water vapor, the physical solution of the oxygen as a function of the linear diffusion of oxygen from the solid according to the Nernst distribution set {on 7.1.2004 added: Koblet M. (1964), p.83]}. In this way, old solid surfaces of the container (a) and its supporting framework (d) are involved in the charging of water vapor with physically dissolved oxygen.
  • (3) After the necessary time has elapsed for the physical dissolution process of the oxygen in the enriched water vapor, a temperature-dependent but immovable volume of oxygen dissolved physically in water vapor has accumulated in the free container volume. According to Gay-Lussac's law, with constant pressure and drop in temperature, the volume of an ideal gas decreases. The lowering of the temperature by the cooling device at the container bottom (k) causes a local cooling of the gas volume and its reduction. The necessary volume compensation causes a movement of the dissolved oxygen in water vapor from the area of the container roof with warmer water vapor down to the cooled volume above the container bottom. Therefore, a larger proportion of the oxygen dissolved physically in water vapor, also perceptible on the sensitive cornea, moves past the eye in the lid opening (c). This movement of the gas volume is also advantageous for its effect on the tissue metabolism by the greater use of volume in the time unit of volume of the physically dissolved in water vapor oxygen.
  • (4) The oxygen uptake capacity of the natural aqueous tear film stored on the corneal surface can not be arbitrarily increased with physiological increase in oxygen partial pressure. Among other things, corneal temperature, evaporation rate, blink frequency, film thickness play a role. Therefore, adhesiveness of the film, and above all, its ability to absorb physically dissolved oxygen must be increased by a suitable artificial tear film. Thus, the more physically dissolved in water vapor oxygen can be utilized by the cornea in larger quantities. In ophthalmology or for contact lens wearers, tear substitutes are used which increase the wetting of the surface of the cornea. As ingredients Viscoelastica be used, which in addition to a good compatibility also have a significantly extended residence time of the artificial Viscoelastica film on the corneal surface. At the same time, such Viscoelastica are useful, which clinically have in my observation an increased capacity for physically dissolved in water vapor oxygen and corresponding biological activity. An example of our own clinical experience is 1% Na carboxymethylcellulose (1% Na-CMC).

Durch das Zusammenführen von vier technischen Faktoren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Erfinderaufgabe gelöst, eine vermehrte Aufnahme von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff in die Hornhautoberfläche (oder Gewebe oder Material) zu bewirken. Hierdurch wurde ein Weg der Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgezeigt.By merging of four technical factors by means of the device according to the invention the inventor task is solved, an increased intake of physically dissolved in water vapor oxygen in the corneal surface (or tissue or material) effect. This became a way the execution the device according to the invention and the method according to the invention.

Anmerkung:Annotation:

Die beiden Bezeichnungen „physikalisch in Wasserdampf gelöster Sauerstoff" und „gasförmiger hydratisierter Sauerstoff" werden in der hier vorgelegten Patentschrift durchgehend gleichbedeutend verwendet.The both terms "physically dissolved in water vapor Oxygen "and" gaseous hydrated Oxygen " used in the patent submitted here consistently synonymous.

Claims (2)

Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff und zur Vermehrung seiner Aufnahme durch die lebende Hornhaut des menschlichen oder tierischen Auges, aber auch in überlebendes Gewebe oder in Material unter Verwendung einer verfahrensgemäßen Vorrichtung, welche besteht aus: – einem gasdichten Behälter (a) aus sauerstoffdurchlässigem z.B. Polyäthylenmaterial (z.B. Polyäthylen) mit zusätzlichen Bauteilen aus demselben Material, die auch eine vergrößerte innere Sauerstoffdiffusionsfläche bereitstellen, – einen in der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung angeordneten großflächigen Sack aus z.B. Polyäthylen (e), durch den verzögert medizinisches Sauerstoffgas strömt und der auch eine vergrößerte innere Sauerstoffdiffusionsfläche bildet, – dem großflächigen Sack aus z.B. Polyäthylen (e) eng aufliegenden und nahe aneinandergelegten tropfnassen Fasergewebestreifen zur Wasserretention z.B. Fließpapier (f), die zur Flächenvergrößerung an seinen beiden Seiten bis zum Boden der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung herabreichen und in das in den z.B. Fließpapierstreifen gespeicherte Wasser das Sauerstoffgas aus den Mikroporen des Polyäthylensacks (e) strömt oder der gespeicherte Sauerstoff aus dem Polyäthylensack (e) diffundiert, – einer inneren Beleuchtungseinrichtung (h), aus der bei Bedarf eine beliebige Menge von definiert temperiertem Wasser auf die z.B. Fließpapierstreifen in der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung fließt, um ihre maximalen Befeuchtung und den Wasserdampfdruck konstant aufrechtzuerhalten, – einer Kühlvorrichtung am Boden (g) und einer Wärmevorrichtung auf dem Dach der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung, durch deren auf das Gasvolumen einwirkende unterschiedliche Temperaturen den physikalischen Gasgesetzen folgend eine zweckmäßige künstliche Gasvolumenbewegung auch des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffvolumens in der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung ausgelöst wird, – einer Öffnung (c) in der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung, an der z.B. die Hornhaut eines lebenden Auges direkt mit dem künstlich bewegten Gasgemisch in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet daß, a) in dem ersten Schritt ein hoch gewählter Sauerstoffpartialdruck eine vermehrte Diffusion von Sauerstoff in die durch die Bauart der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung vergrößerten sauerstoffdurchlässigen z.B. Polyäthylenoberflächen (a) bewirkt. Die gleichzeitig über einen festgesetzten Zeitraum hoch gewählte Wassertemperatur in den z.B. Fließpapieren (e) erzeugt ein hohes Wasserdampfvolumen, das wegen der mangelhaften Lösung von Sauerstoff in Wasser vor allem die inneren z.B. Polyäthylenoberflächen der Vorrichtung benetzt. Mit diesem Schritt wird gezielt Sauerstoff in z.B. Polyäthylen gespeichert, b) bei dem im zweiten Schritt ein weiterhin hoch gewähltem Sauerstoffpartialdruck und die über einen festgesetzten Zeitraum abgesenkte Wassertemperatur eine vermehrte Diffusion von Sauerstoff in das Wasser der tropfnassen Fließpapiere (e) und in den Wasserdampf bewirkt. Zugleich bedeutet die Temperaturabsenkung eine vermehrte Diffusion von Sauerstoff aus den z.B. Polyäthylenoberflächen (a) in das sie benetzende Kondenswasser und in den Wasserdampf. Der temperaturbezogene Wasserdampfdruck bewirkt die Freisetzung von gasförmigem hydratisierten Sauerstoff in das freie Wasserdampfvolumen der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung. Mit diesem Schritt wird gezielt gasförmiger hydratisierter Sauerstoff in den Behälter freigesetzt. c) in einem dritten Schritt durch die Wirkung der Kühlvorrichtung (g) am Boden und der Wärmevorrichtung auf dem Dach der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung gegenläufige Änderungen der benachbarten Gasvolumina wirksam werden. Nach den physikalischen Gasgesetzen wird dadurch im gesamten Gasvolumen der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung eine gesetzmäßige Volumenbewegung ausgelöst, die auch den vorhandenen angereicherten gasförmigen hydratisierten Sauerstoff betrifft. Die Volumenbewegung vermehrt zugleich die Aktivierungsenergie der Diffusion des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs und erleichtert dadurch seine Diffusion in die Tränenflüssigkeit. Mit diesem Schritt wird gezielt die Aktivierungsenergie der Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff vermehrt. Dieser Schritt muß zweckmäßig bei dem an die Öffnung (c) der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung angedocktem Auge eingeleitet werden. d) in einem vierten Schritt zur Speicherung des hydratisierten Sauerstoffs und Beschleunigung der Diffusion des hydratisierten Sauerstoffs in die Hornhaut ein geeignet konzentriertes z.B. Polymermaterial mit Arzneimittelcharakter (z.B. 1% Carboxymethylcellulose) auf die Hornhaut aufgebracht wird. Die Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in die Tränenflüssigkeit ist bei der höheren Temperatur der Tränenflüssigkeit auf der Hornhaut gesetzmäßig geringer und verschlechtert sich die Nutzung der Anreicherung des hydratisierten Sauerstoffs. Die gegenüber dem dünnen Tränenfilm größere Schichtdicke des Cellulose-Polymerfilms und seine längere Haftzeit auf der Hornhaut begründen die Annahme seiner Speicherung des hydratisierten Sauerstoffs. Die durch die größere Aktivierungsenergie vermehrte Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in das z.B. Cellulose-Polymer und die gesetzmäßig vermehrte Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff durch das z.B. Cellulose-Polymer hindurch begründen im Vergleich zur Diffusion in die Tränenflüssigkeit bei der z.B. 1% Carboxymethylcellulose die Annahme einer beschleunigten Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in das Hornhautgewebe. Mit dem auf die Hornhaut aufgebrachten z.B. Cellulose-Polymer wird beim angedockten Auge eine bessere Nutzung des angereicherten gasförmigem hydratisierten Sauerstoffs möglich. In diesem Schritt wird gezielt die Speicherung des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs auf der Hornhaut und seine beschleunigte Diffusion in die Hornhaut bewirkt. Auch dieser Schritt muß zweckmäßig schon bei dem schon an die Öffnung (c) der gasdichten verfahrensgemäßen Vorrichtung angedockten Auge wirksam werden.Apparatus and method for the enrichment of oxygen dissolved physically in water vapor and for its uptake by the living cornea of the human or animal eye, but also in surviving tissue or in material using a device according to the method, which consists of: - a gastight container (a ) made of oxygen-permeable eg polyethylene material (eg polyethylene) with additional components of the same material, which also provide an enlarged inner oxygen diffusion surface, - arranged in the gas-tight procedural device large bag of eg polyethylene (e), flows through the delayed medical oxygen gas and also forms an enlarged inner oxygen diffusion surface, - the large bag of eg polyethylene (e) close resting and close to each other dripping wet fiber fabric strips for water retention eg blotting paper (f), which extend down to increase the area on both sides to the bottom of the gas-tight process device and in the stored eg in the blotter paper water, the oxygen gas from the micropores of the polyethylene bag (e) flows or the stored oxygen from the polyethylene bag (s) diffused, - an internal lighting device (h) from which any amount of defined tempered water flows as needed on the example paper strips in the gas-tight device according to the device, to their maximum humidification and the water vapor pressure constant maintain, - a cooling device on the ground (g) and a heating device on the roof of the gas-tight device according to the device, acting on the gas volume different temperatures following the physical gas laws a two an artificial opening of the gaseous hydrated oxygen volume in the gas-tight device according to the invention is triggered, - an opening (c) in the gas-tight device according to the method in which, for example, the cornea of a living eye is brought into direct contact with the artificially moved gas mixture, characterized , a) in the first step, a highly selected oxygen partial pressure causes increased diffusion of oxygen into the oxygen-permeable, eg polyethylene surfaces (a), which are enlarged by the design of the gas-tight device according to the method. The water temperature in the flow papers (e), which is highly selected at the same time over a fixed period of time, generates a high volume of water vapor, which primarily wets the inner, eg polyethylene surfaces of the device because of the inadequate solution of oxygen in water. This step deliberately stores oxygen in, for example, polyethylene, b) in which, in the second step, a further highly selected oxygen partial pressure and the water temperature lowered over a fixed period of time cause an increased diffusion of oxygen into the water of the dripping wet paper (s) and into the water vapor , At the same time, the temperature reduction means an increased diffusion of oxygen from the polyethylene surfaces, for example (a) into the wetting condensation water and into the water vapor. The temperature-related water vapor pressure causes the release of gaseous hydrated oxygen in the free water vapor volume of the gas-tight device according to the device. This step selectively releases gaseous hydrated oxygen into the vessel. c) in a third step by the action of the cooling device (g) on the ground and the heat device on the roof of the gas-tight process device counteracting changes in the adjacent gas volumes are effective. According to the laws of physics, a regular volume movement is triggered in the entire gas volume of the gas-tight device according to the method, which also affects the existing enriched gaseous hydrated oxygen. The volume movement simultaneously increases the activation energy of the diffusion of the gaseous hydrated oxygen, thereby facilitating its diffusion into the tear fluid. This step specifically increases the activation energy of the diffusion of hydrated oxygen. This step must be usefully initiated at the eye docked to the opening (c) of the gas-tight process device. d) in a fourth step for storing the hydrated oxygen and accelerating the diffusion of the hydrated oxygen into the cornea, a suitably concentrated, eg drug-like polymer material (eg 1% carboxymethylcellulose) is applied to the cornea. The diffusion of hydrated oxygen into the tear fluid is naturally lower at the higher temperature of the tear fluid on the cornea, and the utilization of the hydrated oxygen enrichment deteriorates. The larger layer thickness of the cellulose polymer film than the thin tear film and its longer duration of detention on the cornea justify the assumption of its storage of the hydrated oxygen. The increased by the greater activation energy diffusion of hydrated oxygen in the example cellulose polymer and the lawful increased diffusion of hydrated oxygen through the example cellulose polymer cause compared to the diffusion into the tear fluid in the example 1% carboxymethylcellulose the assumption of accelerated diffusion of hydrated oxygen in the corneal tissue. The applied to the cornea, for example, cellulose polymer is the docked eye better use of the enriched gaseous hydrated oxygen possible. In this step, the storage of gaseous hydrated oxygen on the cornea and its accelerated diffusion into the cornea is specifically effected. Also, this step must be effective already in the already docked to the opening (c) of the gas-tight process-related device eye. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahrensschritt d) unter Nutzung der erhöhten Aktivierungsenergie die Diffusion von gasförmigem hydratisierten Sauerstoff direkt in die Tränenflüssigkeit erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that at the process step d) using the increased activation energy the Diffusion of gaseous hydrated oxygen is taken directly into the tear fluid.
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