DE102004011378B4

DE102004011378B4 - Apparatus for enriching oxygen dissolved physically in water vapor and for increasing its uptake by the living cornea of the human or animal eye, but also in surviving tissue or in material

Info

Publication number: DE102004011378B4
Application number: DE102004011378A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Haugwitz Michael Von Dr Med De; Michael Von Haugwitz De
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: DE102004011378A1; DE102004011378A9

Abstract

Vorrichtung zur Anreicherung von in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff zwecks Aufnahme durch die lebende Hornhaut des menschlichen oder tierischen Auges, mit – einem Behälter (a) aus sauerstoffdurchlässigem Material, – einem in dem Behälter (a) angeordneten großflächigen Sack (e) aus sauerstoffdurchlässigem Material, – auf dem Sack (e) aufliegende tropfnasse Fasergewebestreifen (f) zur Wasserspeicherung, – einer inneren Befeuchtungseinrichtung (h), aus der temperiertes Wasser auf die Fasergewebestreifen (f) fließt, – einer Kühlvorrichtung am Boden (g) und einer Wärmevorrichtung auf dem Dach der gasdichten Vorrichtung (a), – einer Öffnung (c) in dem Behälter (a) zum Kontaktieren der Hornhaut bzw. des zu begasenden Materials mit dem Gasgemisch in dem Behälter.Apparatus for accumulating oxygen dissolved in water vapor for uptake by the living cornea of the human or animal eye, comprising - a container (a) of oxygen-permeable material, - a large sack (e) of oxygen-permeable material arranged in the container (a), on the bag (e) resting dripping wet fiber fabric strips (f) for water storage, - an internal humidifier (h) from the tempered water on the fiber fabric strips (f) flows, - a cooling device at the bottom (g) and a heater on the roof of the gas-tight device (a), - an opening (c) in the container (a) for contacting the cornea or the material to be gassed with the gas mixture in the container.

Description

Es ist bekannt, daß die lebende Hornhaut des Menschen und der Tiere molekularen Sauerstoff aus der umgebenden Luft aufnimmt. 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. Es wurde bei der Sauerstoffzufuhr an die Augen ein regulierter, stetiger Gasstrom aus einer Sauerstoffquelle (Flüssiggasflasche) vorgesehen, vgl die DE 197 30 735 A1 . Der normale Sauerstoffluß aus dem atmosphärischen Sauerstoff in die Hornhaut wird mit bis zu 9,0 μl·h/cm² Hornhaut geschätzt. Die Tränenfilmmenge, welche mit einer Dicke von 38–50 μm Hornhaut und Bindehaut bedeckt, beträgt 7–9 μL.It is known that the living cornea of humans and animals absorb molecular oxygen from the surrounding air. In the scientific experimental test plastic boxes were used, which sealed the area of the eyes gas-tight. Overpressure or exhaust valves on the gassing devices surrounding the eyes were used to control partial pressures. The need for wetting the living cornea was pointed out early. When the oxygen supply to the eyes a regulated, steady gas flow from an oxygen source (LPG bottle) was provided, see the DE 197 30 735 A1 , The normal oxygen flux from the atmospheric oxygen into the cornea is estimated to be up to 9.0 μl · h / cm ² cornea. The amount of tear film, which covers the cornea and conjunctiva at a thickness of 38-50 μm, is 7-9 μL.

Begasungsraten von 1 bis 3 L Sauerstoff/min erreichen ein Stundenvolumen von 60–180 l Sauerstoff. Hiermit wird ein Sauerstoffpartialdruck von 760 mm Hg erzeugt. Geht man im folgenden von Normbedingungen (760 mm Hg Luftdruck, 0°C) aus, so kann eine maximale Lösung von 0,03 μl Sauerstoff/μl Wasser (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 vermindert sich die Löslichkeit von Sauerstoff.Fumigation rates of 1 to 3 L oxygen / min reach an hourly volume of 60-180 l oxygen. This produces an oxygen partial pressure of 760 mm Hg. Assuming in the following of standard conditions (760 mm Hg air pressure, 0 ° C), so a maximum solution of 0.03 ul oxygen / ul water (tear fluid) can be expected. If the excess fumigation is abandoned and the normal oxygen partial pressure of 87 mm Hg is effective at 760 mm Hg air pressure, 0.003 μl oxygen / μl water (tear fluid) are dissolved. At 35 ° C, the mean temperature of the corneal surface decreases the solubility of oxygen.

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, vgl. die DE 197 30 735 A1 . 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 kontinuierlichen Flußvolumen von medizinischem Sauerstoffgas, welches durch einen Befeuchtungsbehälter (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 directed, cf. the DE 197 30 735 A1 , The Boyle Mariotte Law for Gases and Unsaturated Vapors provides the rationale for the detrimental 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 a humidifying vessel (volume of water) above which water vapor saturates, a sufficient volume of oxygen dissolved in water vapor can not be recovered.

DE 43 17 078 A1 schlägt die Begasung von handelsüblichen Tränenersatzflüssigkeiten in den pharmazeutisch-industriell üblichen Augentropffläschen vor. Es wird die physikalische Lösung von 50 mg Sauerstoff/L Tränenersatzflüssigkeit angegeben. Dies entspricht einer Lösung von 0,036 μl Sauerstoff/μl Wasser (Tränenflüssigkeit). Die Begasung erfolgte dabei mit einem Sauerstoffpartialdruck von 760 mmHg. Unter „Normalbedingungen” [0°C, 760 mmHg Luft] werden beim Partialdruck des atmosphärischen Sauerstoffs ca. 0,0102 μl Sauerstoff/μl Wasser (Tränenflüssigkeit) gelöst, bei einem Aussalzungseffekt weniger. Ein Tropfen Wasser besitzt ein Volumen von 5 μl. Die im Tropfen Wasser (Tränenflüssigkeit, Tränenersatzmittel) gelösten Sauerstoffmengen schwanken aus physikalischchemischen 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. 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 halten. Bei 20°C, 760 mmHg Luftdruck und bei üblichem Sauerstoffpartialdruck lösen sich 0,032 μl/5 μl Wassertropfen. Die Konzentration des in im Wasser (Tränenflüssigkeit) gelösten Sauerstoffs sinkt also in also im 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, 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. DE 43 17 078 A1 proposes the fumigation of commercially available tear replacement fluids in the pharmaceutically-industrial eyedropper vials. The physical solution of 50 mg oxygen / L tear replacement fluid is given. This corresponds to a solution of 0.036 μl oxygen / μl water (tear fluid). Fumigation was carried out with an oxygen partial pressure of 760 mmHg. Under "normal conditions" [0 ° C, 760 mmHg air] approx. 0.0102 μl oxygen / μl water (tear liquid) are dissolved at the partial pressure of the atmospheric oxygen, less with a salting-out effect. One drop of water has a volume of 5 μl. The amounts of oxygen dissolved in the drop of water (tear fluid, tear substitute) vary by a factor of 10 between 0.18 μl / 5 μl and 0.051 / 5 μl due to physicochemical reasons. Upon opening the eyedropper, the oxygen increasingly released at an oxygen partial pressure of 760 mm Hg will now diffuse from the wetting agent into the ambient air at the comparatively low partial pressure of oxygen in air and Henry's Law. 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 will remain in solution. At 20 ° C, 760 mmHg air pressure and normal oxygen partial pressure, 0.032 μl / 5 μl of water drops dissolve. The concentration of dissolved in the water (tear fluid) oxygen thus drops so 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 0.15 μl / min · cm ² , 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.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, welche eine Anreicherung von in Wasserdampf physikalisch gelösten (hydratisierten) Sauerstoff ermöglicht. Bei der Hydratation (Solvatation durch Wasser) von Sauerstoff ist das gelöste Molekül von einer stabilen Wasserhülle umgeben. Der gasförmig hydratisierte Sauerstoff diffundiert in die lebende Hornhaut, diffundiert aber auch in überlebendes Gewebe oder in sauerstoffdurchlässiges Polymermaterial. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.On this basis, it is an object of the invention to provide a device which allows an enrichment of physically dissolved in water vapor (hydrated) oxygen. In the hydration (solvation by water) of oxygen, the dissolved molecule of a stable Surrounded by water. The gaseously hydrated oxygen diffuses into the living cornea, but also diffuses into surviving tissue or into oxygen permeable polymer material. This object is achieved with the subject matter of patent claim 1.

Die Erfindung verwendet sauerstoffdurchlässige Polymermaterialien. Diese müssen eine gültige Bescheinigung der nichttoxischen Verwendbarkeit für lebende Gewebe oder für Lebensmittel besitzen (Zertifizierung). Es können z. B. Homopolymere wie Polyäthylen (Thermoplaste) zur Anwendung kommen.The invention uses oxygen permeable polymeric materials. These must have a valid certificate of non-toxic usability for living tissue or for food (certification). It can z. B. homopolymers such as polyethylene (thermoplastics) are used.

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 innere Befeuchtungseinrichtung des Behälters (a) 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 des Behälters. Die kontinuierlich 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 apparatus of the invention, the saturation vapor pressure for water must be reached for a given temperature and kept constant for a predetermined time. The saturation vapor pressure can only be kept constant if the vapor pressure of sufficiently large water surfaces increase the amount of water vapor and also the condensate on the container surfaces. Saturation vapor pressure is found at all locations of direct contact between water vapor and water surface. This requirement is met by the absorbency of modern technical fiber fabrics for water retention (eg flow papers) and the internal humidifying device of the container (a). The flow papers must be hygienic and have the valid certificate of non-toxic usability for living tissue or food (certification). The flow papers form three inner walls and the bottom of the container. The continuous renewable dripping wet wetting of the paper with any amount of tempered water through the internal humidifier ensures even with the vertical contact surfaces of the water vapor through the renewable dripping wet humidification for the required water surface.

Um die physikalische Lösung von Sauerstoff in Wasserdampf oder Wasser zu erhöhen, wird der Partialdruck des Sauerstoffs in der erfindungsgemäßen Vorrichtung z. B. auf 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 438,9 ml Wasserdampf in 19 L Behältervolumen erzeugt. Die in dem erzeugten Wasserdampfvolumen maximal gelösten 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 den Sauerstoffpartialdrucken eines 25%, 50% oder 75% Sauerstoff-Luftgemisches in der erfindungsgemäßen Vorrichtung maximal 0,009 μl, 0,015 μl oder 0,022 μl gasförmiger 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 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 oxygen in the device according to the invention z. B. increased to 251 mm Hg, 418 mm Hg and 607 mm Hg. At 40 ° C z. B. at saturation vapor pressure 1383.2 ml, generated at 20 ° C 438.9 ml of water vapor in 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 gaseous hydrated oxygen / 438.9 ml of water vapor in 19 L container volume. Thus, at the oxygen partial pressures 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. When the values for physical solution 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 are used, computationally similar results are shown Values of the physical solution of oxygen in water and in water vapor.

Die Aktivierungsenergie e^–Δε/RT wird für die Diffusion des hydratisierten Sauerstoffs genutzt. Sauerstoff löst sich physikalisch, temperaturabhängig nach dem Henryschen Gesetz, bei erhöhter Temperatur nur gering in Wasser. Bei gleicher Temperatur löst sich Sauerstoff jedoch vermehrt in sauerstoffdurchlässigen Polymermaterialien (z. B. Polyäthylen). Allerdings erfolgt die Diffusion von molekularem Sauerstoff in Polyäthylen noch langsamer als in Wasser, wobei Sauerstoff auch hydratisiert in die Polymermatrix diffundiert. Der zugehörige Diffusionskoeffizient ist der Temperatur und Aktivierungsenergie direkt proportional. 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 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 nützlich. Diese künstliche und durch die Temperaturdifferenz ausgelöste Bewegung des Gasvolumens wird technisch über eine Kühlvorrichtung im Boden und eine 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 = D₀·e^–Δε/RT erzeugt.The activation energy e ^{-Δε / RT} is used for the diffusion of the hydrated oxygen. Oxygen dissolves physically, depending on temperature according to Henry's Law, at elevated temperature only slightly in water. 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. 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 the gas tight device into the living corneal tear fluid, an artificial temperature differential induced movement of the gas volume is useful according to the Boyle-Mariotte-Gay-Lussac law. This artificial and triggered by the temperature difference movement of the gas volume is triggered technically via a cooling device in the ground and a 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 ₀ ^{.e -Δε / RT} necessary for the increased diffusion of the gaseous hydrated oxygen is generated.

Der Sauerstofftransport erfolgt dann im Cellulose Polymer (z. B. 1% Carboxylmethylcellulose) zur Hornhautoberfläche. Hydratisierter Sauerstoff wird von der Oberfläche des sauerstoffdurchlässigen Polymermaterials 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 Cellulose-Polymer mit Arzneimittelcharakter (z. B. 1 Carboxylmethylcellulose) beschichtet. Bei der Temperatur 35°C ist die Durchlässigkeit für hydratisierten Sauerstoff in die in Frage stehende Polymermatrix deutlich größer als in Wasser. Sie kann bei 34°C doppelt so groß sein wie bei 25°C. Gegenüber Wasser begründen die polymerchemischen Eigenschaften des Cellulose-Polymers bei der erhöhten Temperatur der Hornhaut ein günstigeres Verhalten bei der Nutzung der Aktivierungsenergie.The oxygen transport then takes place in the cellulose polymer (eg 1% carboxymethylcellulose) to the corneal surface. Hydrated oxygen is taken up by the surface of the oxygen-permeable polymer material, enriched in the polymer matrix and increasingly released on its back surface (here into the corneal tissue). To cause increased by the activation energy diffusion of gaseous hydrated oxygen in the corneal surface, the cornea with a z. B. commercial suitably concentrated cellulosic polymer with drug character (eg., 1 Carboxylmethylcellulose) coated. At the temperature of 35 ° C, the permeability to hydrated oxygen in the polymer matrix in question is significantly greater than in water. It can be twice as high at 34 ° C as at 25 ° C. Compared to water, the polymer-chemical properties of the cellulose polymer at the elevated temperature of the cornea give rise to a more favorable behavior in the use of the activation energy.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist 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. 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 Polyäthylensackes (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 Fließpapieren. Es können auch mehrere Polyäthylengestelle, mit Polyäthylensack und 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 beiebige 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. 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 freie Vorbeistreichen des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffs z. B. an der lebenden Hornhaut zu ermöglichen.The device according to the invention is a container (a) with additional components as a whole made of oxygen-permeable polymer material (eg polyethylene), which surrounds a closed space. The enclosed space may but need not be gas and watertight. However, a gas-tight space avoids a complicated measuring technique. Incidentally, the device according to the invention is used only for the use of the enriched gaseous hydrated oxygen at a designated location, eg. B. in the front surface ("cover"), (b) short for gas-tight docking of eye, tissue or material (use with simultaneous sealing) (c) open. Continued use of the enriched gaseous hydrated oxygen then continues under gas and water tight conditions. The inner walls of the device according to the invention also serve the oxygen storage as the frame (d) of z. B. polyethylene, the concurrent with the three walls of the device in a few centimeters distance from them and with a clear height of ¾ of its wall height a U-shaped led bag made of z. B. carries polyethylene, which extends to the bottom of the device. The front and rear walls of the polyethylene bag (e) additionally increase the areas of oxygen storage. In the polyethylene bag (e) from the outside (i) the medical oxygen gas is passed through z. B. micropores in the front surface of the bag can escape delayed into the device. Over the polyethylene frame (d) and the polyethylene bag (e) and in close contact with it, laterally adjacent strips of technical fiber fabric for water retention (eg flow papers) (f) are placed on both sides of the bag in front and behind Rich soil. 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 paper flow. It is also possible to place a plurality of polyethylene racks, with polyethylene bag and flow paper (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 is a full length perforated polyethylene hose (h) mounted on the outside and in gas-tight closed inventive device bey amounts of tempered water on all blotter 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 effective from the outside any technical temperature increase z. B. by a thermochemical heating device. 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 place (k) for the effective from the outside any technical temperature reduction z. B. 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 in order to prevent the free passage of the gaseous hydrated oxygen z. B. to allow the living cornea.

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. Die Größe des Wasserdampfvolumens wird in der gasdichten erfindungsgemäßen Vorrichtung über die Höhe der Temperatur beeinflußt. Die Menge des gasförmigen hydratisierten Sauerstoffvolumens wird über den Sauerstoffpartialdruck und das Wasserdampfvolumen beeinflußt. Die 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 Cellulose-Polymers vermehrt.It uses medical oxygen gas. Either the artificially increased water vapor volume is gassed in the device according to the invention with an arbitrarily selected continuously flowing oxygen gas volume per unit time or with an arbitrarily measured and then kept constant oxygen gas volume. The size of the water vapor volume is influenced in the gas-tight device according to the invention via the height of the temperature. The amount of gaseous hydrated oxygen volume is influenced by the oxygen partial pressure and the water vapor volume. The regulatory influence on the processes of increased oxygen diffusion in water, oxygen-permeable polymer materials (polyethylene) or water vapor on the temporal sequence is changing or changing temperature of water vapor and on the changing or changed partial pressures of oxygen and water vapor in the gas-tight sealed invention Contraption. Oxygen diffusion into the living cornea is augmented by the polymer chemical laws of a cellulose polymer conveniently deposited on the corneal tissue.

Vier Faktoren der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschleunigen im Zusammenwirken die Aufnahme von hydratisiertem Sauerstoff z. B. in die lebende Hornhaut.Four factors of the device according to the invention accelerate in interaction the absorption of hydrated oxygen z. B. in the living cornea.

Der erste Faktor: In der erfindungsgemäßen gasdichten Vorrichtung (z. B. 20 L) wird durch Einleitung eines entsprechenden Sauerstoffgas-Zeitvolumens (z. B. 15 L O₂/min) ein hoher Sauerstoffpartialdruck (z. B. 600 mm Hg) 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 Fließpapieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird technisch erreicht, indem die Wassertemperatur der inneren Befeuchtungsvorrichtung für die Fließpapiere gemessen wird. Die gleichbleibende Temperatur des Gasgemisches kann in der erfindungsgemäßen gasdicht abgeschlossenen Vorrichtung am ehesten durch die Wassertemperatur technisch beeinflußt werden. Bei gleichbleibender Temperatur wird in der erfindungsgemäßen gasdichten Vorrichtung während eines Zeitraums (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.The first factor: In the gas-tight device according to the invention (eg 20 L), a high oxygen partial pressure (eg 600 mm Hg) is generated by introducing a corresponding oxygen gas time volume (eg 15 LO ₂ / min). At the same time by dripping wet impregnation of the fiber fabric strips for water retention z. B. flow papers with water of elevated temperature (eg., 60 ° C), a high water vapor pressure (eg., 149 mm Hg) produced. The dry molecular oxygen gas is released from the Polyethylene bag initially collected, partially stored in the bag and in polyethylene and released delayed through the micropores in the container volume. The constant temperature of the water in the flow papers of the device according to the invention required for a fixed period of time (eg 20 min) is technically achieved by measuring the water temperature of the inner wetting device for the 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. At a constant temperature, the formation of the water vapor volume is utilized in the gas-tight device according to the invention for a period of time (eg 20 minutes). At the same time, the same time (eg 20 min) is used for the increased temperature increased diffusion of gaseous or hydrated oxygen into the polymer matrix (polyethylene). At the same time, the high water vapor volume has wetted the oxygen-permeable polymer surfaces with formation of condensation.

Der zweite Faktor: 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). Es wird jetzt nicht mehr die Sauerstofflösung in Polyäthylen, sondern vorrangig die Sauerstofflösung in Wasser angestrebt. Die innere Befeuchtungseinrichtung hält die Wassertemperatur in den Fließpapieren konstant. Es werden jetzt bei der physikalischen Lösung des gasförmigen Sauerstoffs die großen 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.

The second factor: The flow papers are now with z. B. 40 ° C water soaked. At this temperature, the water vapor pressure must be set lower (eg 55 mm Hg). It is now no longer the oxygen solution in polyethylene, but primarily the oxygen solution in water sought. The internal humidifying device keeps the water temperature in the flow paper 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 condensation water covered polyethylene surfaces. As the temperature decreases, the physical solution of oxygen in polyethylene progressively decreases and increases in water. There are in the completed device according to the invention therefore at a selected period of z. B. 20 min and a last measured in the device target temperature of 25 ° C, three ways to increase the gaseous hydrated oxygen available:

(1) Molecular oxygen exiting the polyethylene bag increasingly dissolves in the water which is bound by the flow papers resting on it. In this way, the flow papers bind more and more oxygen-containing water over time, from which gaseous hydrated oxygen is released.
(2) the condensate on the large polyethylene surfaces (walls of the device), especially the surface of the polyethylene bag increasingly dissolves the diffusing at temperature decrease from the polymer matrix oxygen and releases even gaseous hydrated oxygen,
(3) 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.

Der dritte Faktor: Es wird z. B. das Auge mit seiner Hornhaut über 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.The third factor: it is z. B. the eye is docked with its cornea through a convenient opening to the enriched gaseous hydrated oxygen volume. As a result, in accordance with the Boyle-Mariotte-Gay-Lussac law of ideal gases via the external cooling device at the bottom of the device according to the invention, a reduction of the gas temperature and temperature-induced reduction of the local gas volume becomes effective. At the same time, the external heating device on the roof of the device generates an increase in the gas temperature and a temperature-related increase in the local gas volume in the gas-tight device according to the invention. These temperature-induced changes in volume triggers a movement of the entire gas volume along the temperature difference and in the direction of the reduced gas volume in the region of the temperature reduction by means of volume compensation. This volume movement also affects the enriched gaseous hydrated oxygen and specifically increases the activation energy of its diffusion.

Der vierte Faktor: Die Aktivierungsenergie für die Diffusion von gasförmigen hydratisiertem Sauerstoff in die Hornhaut des angedockten Auges wird 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 viskoses Homopolymer, (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 gesetzmäßig vermehrten Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff beim Durchtritt durch das z. B. Cellulose-Polymer (z. B. 1% Carboxylmethylcellulose) begründen gegenüber der Diffusion in die Tränenflüssigkeit eine durch das Cellulose-Polymer beschleunigte Diffusion von hydratisiertem Sauerstoff in das Hornhautgewebe.The fourth factor: The activation energy for the diffusion of gaseous hydrated oxygen into the cornea of the docked eye is selectively increased by another 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. Instead, before docking the eye to the device according to the invention z. For example, when a concentrated viscous homopolymer (e.g., 1% carboxymethylcellulose) is applied to the cornea, the physicochemical properties of the polymers may be utilized. A higher concentration z. Cellulosic polymer (eg 1% carboxymethylcellulose) is present on the corneal epithelium with a thicker layer and longer adhesion. At elevated temperature of the cornea, in contrast to the tear fluid, the solution and permeability of hydrated oxygen in the z. For example, cellulose polymer (e.g., 1% carboxymethyl cellulose) is increased. The activation energy of the diffusion of hydrated oxygen into the z. B. by this polymer properties and the predetermined artificially increased by gas movement. Cellulosic polymer (eg 1% carboxymethylcellulose), along with the lawfully propagated Diffusion of hydrated oxygen as it passes through the z. Cellulosic polymer (e.g., 1% carboxymethyl cellulose) causes diffusion of hydrated oxygen into the corneal tissue, accelerated by the cellulose polymer, from diffusion into the tear fluid.

Die medizinische Nutzung der beanpruchten Vorrichtung 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 of the claimed device is based on the treatment of metabolic diseases of the cornea, because the metabolism of the vascular free cornea follows the laws of biochemistry. Thus, genetic metabolic damage, contact lens damage and healing damage to the corneal tissue can be treated by the technical enrichment of hydrated oxygen. For the structural metabolism of the surviving corneal tissue in corneal banks, the administration of enriched hydrated oxygen for the same reason is beneficial.

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 conceivable only because oxygen is generally considered harmless from a toxicological point of view. In addition to glucose, oxygen is the only diet of the human cornea.

Die industrielle Nutzung von gasförmigem hydratisiertem Sauerstoff zielt auf ein technisches standardisiertes 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 aims at a technical standardized test method z. In the contact lens industry. So far, dry oxygen gas has been used. The measurement of the passage of the gaseous hydrated oxygen by homo- or copolymers z. B. Contact lens production can complement the previous oxygen measurements effectively.

Durch die beanpruchte technisch einfache und zudem kostengünstige Vorrichtung 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. 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.The claimed technically simple and also cost-effective device can enrich physiologically valuable gaseous hydrated oxygen and increase and accelerate the diffusion of hydrated oxygen into the cornea, surviving tissue or oxygen-permeable polymers. With glucose and molecular oxygen, two sources of corneal metabolism are known. The activated and accelerated diffusion of the enriched gaseous hydrated oxygen provides the metabolism of the living and surviving cornea with technical means one of the two starting materials, which can be supplied from outside and which is well implemented by their diseased metabolism in the experience. The dietetics and therapy of the living but also the surviving cornea are improved by this discovered pathway of substrate supply.

Nach alledem besteht die beanspruchte Vorrichtung aus einem abgeschlossenen Behälter zur Erzeugung einer Anreicherung von physikalisch in Wasserdampf gelöstem Sauerstoff 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.After all, the claimed device consists of a sealed container for generating an enrichment of oxygen dissolved in water vapor, which acts in a controlled manner on the cornea of the living human or animal eye, on living tissue or on any material. As a result, only the effect on the living cornea of the human eye is described.

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. 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.Physically dissolved oxygen in water vapor is the physiological form of administration of oxygen to the cornea, as it occurs in nature widespread. At the cornea of the eye, this form of oxygen is optimally absorbed into the tear film. In the case of contact of physically dissolved oxygen with Viscoelastica, this obviously has the same clinical significance. The inventors task is the enrichment of oxygen dissolved physically in water vapor in a device and additionally the increase of the uptake of physically dissolved 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). Thus, the oxygen supplied in gaseous form can come into contact with water or water vapor over a large area and be physically dissolved therein. 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 umlaufende Dichtung den Innenraum des Behälters dicht ab.The device according to the invention consists of individual components:
The sealed container (a) consists of oxygen-storing material in an appropriate size, z. B. 15 liters content. He picks up a shoring (d) made of the same material. Towards the front, a removable cover (b) tightly closes the interior of the container against a seal running 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 commercially available oxygen cylinder is guided with a supply hose (i) and sealed through the rear wall of the container (a). The water-carrying hose for the inner humidifying device (h) is also sealed through the side wall. The controlled water supply into the internal humidifying device of the device according to the invention is assisted by a gravity-utilizing system (infusion system). It can be used all usable for the water supply technical means, such as water pressure, electromotive pump or others.

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) is an oval opening (c) whose size is selected so that the eye socket edge seals the opening (c) when the eye is touching and at the same time the entire cornea [analogous tissue or material] physically exposed to oxygen dissolved in water vapor. If a gas-tight recess in the cover (b) is created for the nose, and two openings can be sized so that each of the living cornea of both eyes can be exposed simultaneously to the physically dissolved in water vapor volume of oxygen. Also, with appropriate dimensions of the container (a), several eyes or pairs of eyes may be simultaneously exposed to a purposefully increased volume of oxygen physically dissolved in water vapor.

An dem Traggerüst (d) ist als Speicher für gasförmigen Sauerstoff, der Sauerstoffsack (e), zur Aufnahme und zur Abgabe des von außen zugeführten medizinischen Sauerstoffs befestigt. Seine Vorder- und Hinterwand wird aus einem dünnen, sauerstoffspeichernden 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 der Folie über die ganze Fläche zusätzlich eine Vielzahl (nicht nur durch ein Mikroskop sondern schon durch eine handelsübliche Lupe sichtbar gemachter, d. h.) 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 asförmigem Sauerstoff über großflächig in engen Kontakt gebrachtes Wasser oder Wasserdampf und gegebenenfalls aus einem ausreichend groß bemessenen Feststoffspeicher ermöglichen.On the support frame (d) is attached as a storage for gaseous oxygen, the oxygen sack (s), for receiving and delivering the externally supplied medical oxygen. Its front and rear walls are made of a thin, oxygen-storing material (eg commercial polyethylene film). On the rear wall, a tube valve is inserted into the foil into which the oxygen supply tube opens tightly (i). In the front wall of the oxygen bag, the lid opening (c) to, are in the thin material of the film over the entire surface in addition a variety (not only by a microscope but already made by a commercial magnifying glass visible, ie) magnifying glass small openings (z B. commercially available polyethylene film with "micropores"), through which the oxygen gas can escape freely over the entire front surface. The back wall only stores oxygen. If required, the rear wall of the oxygen sack can also be made of a thin material with lozenge-optically small openings. The oxygen sack (e) is sized to occupy approximately two-thirds of the height of the container and extend along the two side walls and the rear wall of the container. Gas filled, it increases in volume and bulges in closer contact with the flow paper strips (f). Any other conceivable method must permit the delivery of as-formed oxygen over water or steam which has been brought into close contact over large areas and, if appropriate, from a sufficiently large solid storage medium.

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 support frame (d) an increased amount of water vapor generated by the fact that particularly absorbent strips of paper (f) can be moistened with water of various temperatures to saturation. The moistened blotting paper strips (f) hang over the three sides of the support frame (d), fore and aft, to the bottom of the container. They are arranged so that they are in front and behind in direct contact with the oxygen bag.

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. As a result, the water vapor pressure and the oxygen uptake in water vapor and solid can be controlled in a temperature-dependent manner in the device according to the invention.

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 Peltier-Elemente mit Wasserdurchlauf auf eine Temperatur von 6°C abgekühlt. 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 (Peltier-Effekt), thermochemische oder andere zweckmäßige Verfahren verwendet werden. Der Boden des Behälters (a) muß mit der Kühlvorrichtung (g) fest in Verbindung sein, weil 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 commercially available Peltier elements with water flow to a temperature of 6 ° C. Each cooling surface cooled by a cooling device (k) under the container (a), made of a material with high (the metal approximate) heat transfer, is analogously usable if it permanently realized by measurements determined optimum temperature range. A simple water flow or thermoelectric (Peltier effect), thermochemical or other convenient method may be used. The bottom of the container (a) must be firmly connected to the cooling device (g), because the cold transition is reduced by the plastic material. A necessary separation of the effect of cold on the container bottom is made possible by removing the cooling device or an insulating plate (eg styrofoam) pushed in between.

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.There is a free space in between the front blotter strips (f) in the rear compartment and the front cover (b) the physically dissolved in water vapor can collect oxygen. At the beginning of the action, the release of the opening (c) in the cover (b) allows the pressure equalization against the outside.

Bei der Erfindung wirken 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. Ein Beispiel für einen sauerstoffspeichernden 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 alle Materialien der Vorrichtung, aus sauerstoffspeicherndem 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 austretende Sauerstoffgas.

In the invention, four individual technical processes complement 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. 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 at the same time and because of the high water vapor content in the container for the purpose described here to be nontoxic and therefore z. B. (according to RAL) at high temperatures in constant contact with food. 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 all 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 released freely into the room.

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 gelösten 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.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 merge the measurement methods to temperature measurements on surfaces or in free space z. B. by a thermoelectric measuring device or such with a calibrated thermistor probe are performed. These measurements can be done with the measurement of dissolved oxygen vapor concentration in the free water vapor volume z. B. are connected to a working according to the polarographic principle oxygen electrode together with a physiological gas analyzer. 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.

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. Auf diese Weise sind alle 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 Tränenfilm 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).

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 takes place as a function of the linear diffusion of oxygen from the solid according to the Nernst distribution theorem. In this way, all 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 especially 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. Hier wurde ein Weg der Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgezeigt.By combining four technical factors by means of the device according to the invention, the inventor task is solved to bring about an increased absorption of oxygen dissolved physically in water vapor into the corneal surface (or tissue or material). Here, a way of carrying out the device according to the invention has been demonstrated.

Anmerkung:Annotation:

Die beiden Bezeichnungen „physikalisch in Wasserdampf gelöster Sauerstoff” und „gasförmiger hydratisierter Sauerstoff” werden durchgehend gleichbedeutend verwendet.The two terms "physically dissolved in water vapor oxygen" and "gaseous hydrated oxygen" are used throughout synonymous.

Beschreibung der vorgelegten ZeichnungDescription of the submitted drawing

Der Behälter (a) hat einen frontseitigen abnehmbaren Deckel (b), in dessen Mitte sich eine zweckmäßige Öffnung (c) befindet. Im Behälter befindet sich entlang der Rückwand und der Seitenwände ein Tragegerüst (d), längs dem in ganzer Länge der Sauerstoffsack (e) befestigt ist. Über die oberen Holme des Tragegerüsts (d) sind an Rückwand und Seitenwänden die Fließpapierstreifen (f) aufgehängt. Von oben werden die Fließpapierstreifen (f) durch den perforierten Schlauch der Befeuchtungseinrichtung (h) mit temperiertem Wasser gesättigt. Auch der Boden des Behälters ist mit befeuchtetem Fließpapier (f) bedeckt. Von außen liegt der Boden der gekühlten Fläche (k) einer Kühlvorrichtung (g) fest an.The container (a) has a front removable lid (b), in the middle of which a convenient opening (c) is located. In the container is along the rear wall and the side walls of a support frame (d), along the full length of the oxygen bag (s) is attached. Over the upper spars of the support frame (d) the blotter strips (f) are hung on the back wall and side walls. From above, the blotter strips (f) are saturated with tempered water through the perforated hose of the humidifier (h). Also the bottom of the container is covered with moistened blotting paper (f). From the outside, the bottom of the cooled surface (k) of a cooling device (g) is fixed.

Claims

Apparatus for accumulating oxygen dissolved in water vapor for uptake by the living cornea of the human or animal eye, with A container (a) of oxygen permeable material, A large-area bag (s) of oxygen-permeable material arranged in the container (a), - on the bag (e) resting dripping wet fiber fabric strips (f) for water storage, An internal humidifying device (h) from which tempered water flows onto the fiber fabric strips (f), A cooling device at the bottom (g) and a heating device at the roof of the gastight device (a), - An opening (c) in the container (a) for contacting the cornea or the material to be fumigated with the gas mixture in the container.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the fiber fabric strips (f) extend down to the bottom of the gas-tight device for surface enlargement on both sides of the bag (e).

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the material or the cornea in the opening of the device with an oxygen-permeable liquid polymer (Viscoelasticum) is covered.