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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine schmerzlindernde Zusammensetzung,
die aus einer feinen wässrigen Dispersion von metallischem
Titan hergestellt ist, auf einen schmerzlindernden Gegenstand, der
durch Behandeln eines Fasermaterials oder Harzmaterials mit solch
einer Zusammensetzung erhalten wird, und auf dessen Herstellungsverfahren.
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Den
neueren Trend des wachsenden Bewusstseins der Verbraucher in Bezug
auf Gesundheit und Hygiene widerspiegelnd erzielen Produkte, die
gestaltet sind, um Gesundheit zu fördern oder Sauberkeit
zu verbessern, Aufmerksamkeit. Insbesondere in den Bereichen Lebensmittel,
Kleidung, Gegenstände des täglichen Bedarfs usw.
sind die Nachfrage und der Bedarf an diesen Produkten steigend.
Unter anderem ist diese Nachfrage besonders stark in Bezug auf Kleidung
(Textilprodukte) aufgrund ihrer bloßen Natur in ständigem
Kontakt mit dem Körper zu sein, wobei Eigenschaften zur
Gesundheitsförderung, Verhinderung von Krankheiten oder Verbesserung
der Sauberkeit als wirksam betrachtet werden.
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In
Anbetracht dieser Situation wurde eine Vielzahl von Produkten durch
aktive Studien an gesundheitsfördernder Kleidung entwickelt.
Zum Beispiel ist Kleidung, die Fasermaterialien, Kohlenstoffmaterialien
oder andere Materialien, die Licht im fernen Infrarot oder magnetische
Kräfte erzeugen, verwendet, um Krankheiten zu behandeln,
bereits kommerziell erhältlich, während andere
Produkte ebenfalls Aufmerksamkeit erzielen, wie etwa Faserprodukte,
die gestaltet sind, um Müdigkeit zu lindern, indem sie
die Wirkung von Turmalin nutzen, ebenso wie saubere antibakterielle
Faserprodukte, die anorganische Verbindungen, Chitosan usw. einsetzen.
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Metallisches
Titan ist ein metallisches Material, das im Vergleich zu Eisen,
Kupfer, Aluminium usw. erst kürzlich entdeckt wurde. Da
es leicht ist und ausreichende Festigkeit bei hohen Temperaturen
zeigt, wird metallisches Titan in verschiedenen industriellen Bereichen,
wie etwa der Raumfahrtindustrie verwendet, wo Titan in Düsentriebwerken
usw. eingesetzt wird. Im Energiesektor ist metallisches Titan ein
Material für Wärmeaustauscherröhren und
Rohrplatten, die u. a. in Kernkraft werken und Wärmekraftwerken
verwendet werden. Metallisches Titan wird auch in einem weiten Bereich
von Gegenständen des täglichen Bedarfs einschließlich
Brillengestellen und Golfschlägerköpfen verwendet.
Die Anwendungsbereiche von metallischem Titan erweitern sich weiterhin.
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Anwendungen
von metallischem Titan in Gegenständen des täglichen
Bedarfs, Produkten der Gesundheitsfürsorge/medizinischen
Produkten und Kosmetika sind von relativ großer Anzahl.
Beispiele umfassen Haarscheren, deren Oberfläche mit einem
dünnen Titanfilm beschichtet ist (
Japanische Patentoffenlegung Nr. Sho 62-268584 ),
geschmolzene metallische Titanmaterialien, die die Verwendung von
fernem Infrarotlicht erleichtern (
Japanische
Patentoffenlegungen Nr. Hei 1-155803 und Nr.
Hei 3-11284 ), Wäsche (
Japanische Patentoffenlegung Nr.
Hei 8-322695 ), Kochgeschirr (
Japanische Patentoffenlegung Nr. Hei 9-140593 ),
Augenmasken (
Japanische Patentoffenlegung
Nr. Hei 10-71168 ), gesundheitserhaltende Ausstattungen
(
Japanische Patentoffenlegungen
Nr. Hei 11-285541 und Nr.
Hei
11-285543 ), Hygieneverschlüsse (
Japanische Gebrauchsmusterregistrierung Nr.
3045835 ), Gesundheitsslipper (
Japanische Gebrauchsmusterregistrierung Nr. 3061466 )
und andere.
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Bezüglich
einer Dispersionsflüssigkeit auf Wasserbasis, in der feine
Titanmetallteilchen dispergiert sind, ist ein Verfahren bekannt,
um hochfunktionelles Wasser herzustellen, in welchem Titan fein
dispergiert ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine gasförmige
Mischung aus Sauerstoff und Wasserstoff in Wasser, das unter hohem
Druck steht, verbrannt wird und das resultierende Verbrennungsgas
verwendet wird, um metallisches Titan zu schmelzen (
Japanische Patentoffenlegung Nr. 2001-314871 ).
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Als
ein Produkt, das die obige Technologie anwendet, ist ein Bekleidungsmaterial
bekannt, das erhalten wird, indem ein Fasermaterial in eine wässrige
Dispersion, die fein dispergiertes Titan, das durch Schmelzen von
metallischem Titan unter Verwendung des Verbrennungsgases, das aus
der Verbrennung von Sauerstoff und Wasserstoff in unter hohem Druck
stehendem Wasser erzeugt wird, erhalten wird, enthält,
getaucht wird (
Japanische
Patentoffenlegung Nr. 2002-20969 ), ebenso wie eine Hautlotion,
die aus einer wässrigen Titandispersion hergestellt ist,
die nach den gleichen Verfahren erzeugt wird (
Japanisches Patent Nr. 3715301 ).
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Andererseits
sind auch Dispersionen bekannt, die Titanoxid enthalten, d. h. Dispersionen,
die Titan in nichtelementarer Form enthalten. Beispiele umfassen
ein Garn, ein Gewebe oder einen nicht gewebten Stoff, welcher mit
der photokatalytischen Aktivität von Titan versehen wird,
indem er mit einer Mischung, die einen Farbstoff und ein Titanoxid
in Wasser enthält, imprägniert wird (
Japanische Patentoffenlegung Nr. 2002-180385 ),
und ein Faserträgermaterial, das mit solchen Funktionen
wie UV-Absorptionsvermögen, desodorierender Eigenschaft
und antibakterieller Eigenschaft versehen wird, indem es mit einer
feinen wässrigen Dispersion, die Sericin-Titanoxid enthält,
imprägniert wird (
Japanische
Patentoffenlegung Nr. 2006-342477 ).
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Ferner
sind bezüglich des Einsatzes von Titan im medizinischen
Bereich einige Anwendungen bekannt, in denen Titan in Behandlungsmitteln
verwendet wird, die auf der Körperoberfläche angebracht
werden. Beispiele umfassen die Verwendung eines Faserprodukts usw.,
das mit einer wässrigen Titanoxidlösung imprägniert
wurde, als ein Behandlungstuch zur Behandlung verschiedener Krankheiten,
beispielsweise wirkt es speziell als ein entzündungshemmendes
Mittel, als Hemostatikum, als Arzneimittel für Verbrennungen
oder Arzneimittel zur Heilung von Schnittwunden, Schürfwunden,
Hautentzündungen usw. (
Japanische
Patentoffenlegung Nr. 2001-106633 ) und die Verwendung eines
Stifts, der durch Mischen und Kneten von einem Ausgangsmaterial
auf Titanbasis und Klebstoff gefertigt wird, um einen dünnen
Gegenstand herzustellen, der am Körper angebracht werden
kann, um Quetschungen, Verstauchungen, steife Schultern, Myalgie
usw. zu heilen (
Japanisches Patent
Nr. 2935974 ). Der Mechanismus der Wirkungsweise dieser
Produkte ist jedoch unklar.
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Der
menschliche Körper besteht aus zahlreichen Zellen, die
in Gruppen aufgeteilt sind, um Atmung, Blutkreislauf, Verdauung,
Stoffwechsel und verschiedene andere Funktionen des Körpers
zu steuern. Das Nervensystem steuert die Gewebe dieser Organe und
dieses Nervensystem wird strukturell in Gehirn, Rückenmark
und periphere Nerven unterteilt. Unter diesen machen das Gehirn und
das Rückenmark die zentralen Nerven (zentrales Nervensystem)
aus, das als ein Steuerungssystem wirkt, das die Informationen,
die von den peripheren Nerven gesendet werden, erhält und
Anweisungen gemäß der erhaltenen Informationen
aussendet. Periphere Nerven stellen ein Kommunikationsnetzwerk zur
Verfügung, das sich über den Körper erstreckt, und
dieses Netzwerk sendet Informationen an die zentralen Nerven und überträgt
auch Anweisungen von den zentralen Nerven. Funktionell ist das Nervensystem
in somatische Nerven (somatisches Nervensystem) und vegetative Nerven
(vegetatives Nervensystem) eingeteilt, wobei die somatischen Nerven
als Empfänger wirken, um dem Gehirn Bilder, Geräusche,
Tastempfindung und andere Informationen bezüglich Aktionen,
deren Informationen vom Gehirn erkannt werden müssen, zu übertragen,
und auch als Transmitter, die Instruktionen weiterleiten, um die
unterschiedlichen Teile des Körpers als Antwort auf diese
Informationen zu bewegen. Die Nerven, die als Empfänger
wirken, werden als das sensible (oder sensorische) Nervensystem
bezeichnet, während andere, die als Transmitter wirken,
als motorisches Nervensystem bezeichnet werden.
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Übrigens
waren sogenannte schmerzmildernde Gegenstände und schmerzmildernde
Zusammensetzungen, die in schmerzmildernden Gegenständen
verwendet werden, die gestaltet sind, um die Wirkungen der sensiblen
Nerven anzupassen oder das Schmerzempfinden durch die sensiblen
Nerven zu lindern, wenn sie nahe des schmerzenden Bereichs aufgebracht
werden, zuvor nicht bekannt.
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Wie
oben erklärt, gibt es Hoffnung auf eine erhebliche Zunahme
in den Anwendungen von Titan in bioaktiven Materialien, medizinischen
Produkten usw. und einige Produkte wurden bereits entwickelt. Die
Wirkungsweise und die Auswirkungen, die Titan auf physiologische
Mechanismen hat, sind jedoch größtenteils unbekannt.
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Als
ein Weg, um die nahezu unbegrenzten Möglichkeiten von Titan
zu realisieren, ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet,
eine Zusammensetzung, die aus einer feinen wässrigen Dispersion,
die Titan enthält, gebildet ist, im medizinischen Bereich
zu verwenden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine Zusammensetzung, die die Wirkungen des Nervensystems anpasst oder
speziell die Wirkung zeigt, Schmerz zu lindern, ebenso wie ein Produkt,
das solche eine Zusammensetzung verwendet, zur Verfügung
zu stellen.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch die Aspekte der vorliegenden Erfindung wie
sie in den angefügten Ansprüchen definiert sind.
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Die
Erfindung betrifft eine wässrige Dispersion, enthaltend
feine Titanmetallteilchen, die in Wasser dispergiert sind, und eine
organische Säure oder deren Salz(en), zur Verwendung als
Arzneimittel. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung
dieser wässrigen Dispersion als schmerzlinderndes bzw.
schmerzstillendes Mittel.
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Insbesondere
geht es um eine wässrige Dispersion zur Verwendung als
Arzneimittel, die durch Verbrennen einer Gasmischung aus Wasserstoff
und Sauerstoff in unter Druck stehendem Wasser, Schmelzen von metallischem
Titan unter Verwendung des resultierenden Verbrennungsgases und
dabei Dispergierenlassen der entstehenden feinen Titanteilchen in
Wasser und Hinzufügen einer organischen Säure
oder deren Salz erhältlich ist.
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Außerdem
ist die Erfindung auf einen Gegenstand, der ein Trägermaterial
aufweist, das mit dieser wässrigen Dispersion behandelt
ist, zur Verwendung als Arzneimittel ebenso auf die Verwendung dieses
Gegenstands als schmerzlinderndes Mittel gerichtet.
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1 stellt
den Grad der Steigung des postsynaptischen Erregungspotentials relativ
zur verstrichenen Zeit dar, um Langzeit-Potentierung (LTP) zu beobachten.
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2 stellt
die Spannung des Membranruhepotentials für jede Probe dar.
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3 stellt
die Frequenz dar, bei welcher "Zündung" in jeder Probe
aufgrund des Aktionspotentials erfolgt.
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4 ist
ein Fließdiagramm der Herstellung einer feinen wässrigen
Titandispersion gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine Vorrichtung zur Herstellung einer feinen wässrigen
Titandispersion gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung besitzt das Trägermaterial, das
mit der feinen wässrigen Dispersion imprägniert
ist, wobei das Wasser eine organische Säure oder deren
Salz(e), insbesondere Zitronensäure oder deren Salze, und
feine Titanmetallteilchen, die in Wasser dispergiert sind, enthält,
einen physiologischen Mechanismus, der auf die Funktionen wirkt,
um in das Schmerzgedächtnissystem der Nervenzellen einzugreifen,
speziell auf die Neuronen, die besonders empfindlich sind, und stellt
insbesondere eine überlegene Wirkung der Schmerzlinderung
zur Verfügung. Ebenso hat das Trägermaterial,
das mit der feinen wässrigen Titandispersion gemäß der
vorliegenden Erfindung behandelt ist, einen hervorragenden Einfluss,
insofern, als dass es keine Toxizität für Neuronen
aufweist.
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Die
feine wässrige Dispersion, die von feinen metallische Titanteilchen
gebildet wird, wie sie von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen
wird, verbessert ferner das Verfahren zur Herstellung der feinen
wässrigen Dispersion, die aus feinen metallischen Titanteilchen
gebildet wird, wie es früher durch den Anmelder beschrieben
wurde, und verbessert weiterhin die Stabilität der hochstabilen
Titandispersion, die nach dem zuvor erwähnten früheren
Verfahren erhalten wurde.
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Die
erfindungsgemäße Dispersion von feinen Titanmetallteilchen
in Wasser enthält das Titan in einer physiologisch wirksamen
Menge, typischerweise in einer Konzentration von mindestens 7 mg/l
Wasser, vorzugsweise mindestens 50 mg/l Wasser, bevorzugter mindestens
100 mg/l Wasser, besonders bevorzugt mindestens 300 mg/l Wasser
und am meisten bevorzugt mindestens 600 mg/l Wasser.
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In
der erfindungsgemäßen Dispersion haben die feinen
Titanmetallteilchen, die in Wasser dispergiert sind, typischerweise
eine Größe von kleiner als 2 μm, vorzugsweise
kleiner als 1 μm, bevorzugter kleiner als 0,8 μm,
insbesondere bevorzugt kleiner als 0,2 μm und am meisten
bevorzugt kleiner als 0,1 μm. Hierin sind die Angaben zur
Teilchengröße so zu verstehen, dass sie Teilchen
bezeichnen, die ein Filtermaterial mit der entsprechenden Porenweite
passieren können.
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Neben
Wasser, den feinen Titanmetallteilchen, einer oder mehreren organischen
Säuren oder deren Salz(en) und anderen optionalen Bestandteilen,
die hierin erwähnt sind, enthält die erfindungsgemäße
Dispersion vorzugsweise keine weiteren Bestandteile, insbesondere
keine Bestandteile, die eine Koagulation der feinen Titanmetallteilchen
bewirken könnte. In einer Ausführungsform ist
die feine Dispersion von Titanmetallteilchen in Wasser frei von
mineralischen Komponenten, beispielsweise frei von Na, Ca und Mg.
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Wie
in verschiedenen Patentspezifikationen des Anmelders beschrieben,
kann die Dispersion, in welcher feine Titanmetallteilchen dispergiert
sind, leicht erhalten werden, indem metallisches Titan unter Verwendung
der hohen Temperatur, die durch das Verbrennungsgas erzeugt wird,
das wiederum durch Verbrennung von Sauerstoff und Wasserstoff in
unter hohem Druck stehenden Wasser innerhalb eines Druckbehälters
erzeugt wird, geschmolzen wird. Das Verfahren ist ausführlich
beschrieben in
Japanischem Patent
Nr. 3715301 ,
Japanischem
Patent Nr. 3686819 ,
US-Patenten
Nr. 6,989,127 , Nr.
7,108,735 ,
Nr.
7,118,684 , Nr.
7,144,589 , Nr.
7,300,491 , Nr.
7,300,672 und Nr.
7,320,713 ,
US-Patentveröffentlichung Nr.
2005/0008585 , auf die hierin Bezug genommen wird.
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Das
Trägermaterial, das mit der hochfunktionellen feinen Titandispersion
in Wasser, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird,
behandelt ist, besitzt einen physiologischen Mechanismus der auf
die Funktion wirkt, um in das Schmerzgedächtnissystem der
Nervenzellen einzugreifen, speziell auf Neuronen, die besonders
empfindlich sind, und stellt insbesondere eine hervorragende Wirkungsweise
zur Schmerzlinderung zur Verfügung, während es
keine Toxizität für Neuronen zeigt.
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Bezüglich
des Trägermaterials, das mit der hochfunktionellen feinen
Titandispersion in Wasser, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt
wird, behandelt ist, ist der Mechanismus, weshalb es die zuvor erwähnte
ausgezeichnete bioakti ve Wirksamkeit aufweist, unklar. Die Erfinder
forschen zur Zeit aber gewissenhaft, um die wissenschaftlichen Hintergründe
für diese Funktionen aufzudecken.
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Die
feine Dispersion von Titan in Wasser gemäß der
vorliegenden Erfindung kann z. B. nach dem Verfahren, das im
japanischen Patent Nr. 3715301 (entsprechend
EP 1 462 083 A1 )
beschrieben ist, hergestellt werden. Gemäß diesem
Herstellungsverfahren wird metallisches Titan geschmolzen, nicht
unter Verwendung einer üblichen Allzweckvorrichtung zum
Schmelzen von Metall, sondern unter Verwendung der Verbrennungswärme
aus Sauerstoff und Wasserstoff, und dann wird geschmolzenes Titan
in Wasser, das unter hohem Druck, typischerweise von 1,5 bis 2,5
Atmosphären, steht, als superfeine Titanteilchen dispergiert.
Herstellung von einer solchen Dispersion in Wasser kann beispielsweise
unter Verwendung der unten beschriebenen Herstellungsapparatur durchgeführt
werden.
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Im
Grunde werden Wasserstoff und Sauerstoff verbrannt und dann wird
ein Metallstab aus reinem Titan in die Atmosphäre des Verbrennungsgases
eingeführt, um den Stab zu erhitzen und das Schmelzen des Titans
zu bewirken, um mit dem Wasser, das unter hohem Druck steht, zu
kollidieren und dabei superfeine Titanteilchen in Wasser zu dispergieren.
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Durch
dieses Herstellungsverfahren wird das Produkt mit hervorragender
Bioaktivität versehen. Demgemäß müssen
die zu verbrennenden Mengen von Wasserstoff und Sauerstoff, Reaktionsdruck
und die Menge an zugeführtem Titanmetall gesteuert werden.
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Das
Verfahren zur Herstellung der feinen Dispersion von Titan in Wasser
unter hohem Druck, das von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen
wird, wird unter der Verwendung der Zeichnungen erläutert.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das zeigt, wie eine feine Dispersion von Titan
in Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung beispielhaft
hergestellt wird, während 5 eine Apparatur
zur Herstellung einer Hautlotion darstellt, die aus einer feinen
Titandispersion in Wasser gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht.
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Eine
Apparatur 1 zur Herstellung einer feinen Dispersion von
Titan in Wasser, die in 5 gezeigt ist, umfasst einen
Druckbehälter 2 zur Herstellung des Wassers unter
hohem Druck, in dem geschmolzenes Titan dispergiert wird, eine Elektrolysevorrichtung/gaserzeugende
Vorrichtung 3 und eine Filtervorrichtung (nicht gezeigt)
zum Filtrieren der feinen Dispersion von Titan in Wasser.
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Der
Druckbehälter 2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung
einer feinen Dispersion von Titan in Wasser, in welchem superfeine
Titanteilchen dispergiert sind, wobei die Vorrichtung einen Hochdruckwassertank 5, eine
Einspritzdüse 14 für die gasförmige
Sauerstoff/Wasserstoff-Mischung, eine Verbrennungskammer 6 und einen
Titanmetallstab 10 aufweist. Angeschlossen weist die Apparatur
die Vorrichtung 3 zur Elektrolyse von Wasser, um Wasserstoff
und Sauerstoff zu liefern, und das Filtersystem zum Filtrieren der
hergestellten feinen Dispersion von Titan in Wasser auf.
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Weiterhin
weist der Druckbehälter 2 den Hochdruckwassertank 5 auf,
der aus Metall, vorzugsweise Stahl, hergestellt ist. In den Hochdruckwassertank 5 wird
die gasförmige Mischung von Wasserstoff und Sauerstoff,
die von der Elektrolysevorrichtung 3 erzeugt wird und durch
eine Wasserstoffzufuhrleitung 16 und eine Sauerstoffzufuhrleitung 17 geleitet
wird, unter hohem Druck in die Verbrennungskammer durch die Einspritzdüse 14 eingespritzt.
Im Inneren der Verbrennungskammer 6 wird der Titanmetallstab 10 allmählich
in die Verbrennungskammer 6 aus einem Zufuhrzylinder 13 entsprechend
der aufschmelzenden Menge eingeführt. Die gasförmige
Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff wird durch eine Zündvorrichtung 11 gezündet
und geschmolzenes metallisches Titan wird in das Wasser 9,
das unter hohem Druck steht, eingelassen. Das geschmolzene Titan
wird zu superfeinen Teilchen in dem Wasser unter hohem Druck und
dann wird Wasser 9, das unter hohem Druck steht und diese
Teilchen enthält, aus der Apparatur über einen
Auslass 8 am Boden des Hockdruckwassertanks entnommen,
um danach durch eine entsprechende Filtervorrichtung filtriert zu werden.
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Es
ist auch möglich, Hochdruckgasflaschen, die jeweils Wasserstoff
und Sauerstoff als die das Gas liefernde Vorrichtung 3 zu
verwenden, um direkt Wasserstoff und Sauerstoff in den Hochdruckwassertank 5 einzuführen.
Sauerstoff und Wasserstoff werden jedoch gemäß der
bevorzugten Ausführungsform durch die Elektrolyse von Wasser
hergestellt und sind deshalb 100% rein. Demgemäß kann
ein Brenngas mit einem theoretischen Sauerstoff/Wasserstoff-Mischungsverhältnis
von 1:2 effizient zugeführt werden, um irgendwelche anderen
Komponenten außer Titan von der feinen Dispersionsmatrix
auszuschließen.
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Mit
Bezug auf die Gas erzeugende Vorrichtung 3 zur Erzeugung
des Materials zur Herstellung der feinen Dispersion von Titan in
Wasser, stellt die dargestellte Vorrichtung ein Beispiel bereit,
bei dem Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse von Wasser 20 erzeugt
werden, wobei die Bezugszeichen 18 und 18' eine Kathodenplatte
bzw. eine Anodenplatte bedeuten.
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In
dieser Apparatur werden Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse
erzeugt und durch die Wasserstoffzufuhrleitung 16 und die
Sauerstoffzufuhrleitung 17 in die Brennkammer 6 aus
der Düse 14 mit einer Pumpe eingespritzt und die
resultierende Gasmischung wird vollständig verbrannt, um
Verbrennungsdampf mit einer perfekten ultrahohen Gastemperatur herzustellen.
Dann wird der Metallstab 10 aus reinem Titan in dieses
Verbrennungsgas eingeführt, um den Stab zu erhitzen und
zu schmelzen. Der Titanmetallstab wird aus dem Zylinder 13 in
einer festgelegten Menge zu einer Zeit entsprechend der aufschmelzenden
Menge eingeführt. Wenn der Titanmetallstab schmilzt, muss
das Mischverhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff streng
auf 2:1 reguliert werden. Ferner muss ein Druckregelventil 7 bereitgestellt
werden, um den Druck in dem Hochdruckwassertank einzustellen.
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Geschmolzenes
Titan 12, das auf hohe Temperatur erhitzt wurde und somit
in der Brennkammer 6 geschmolzen ist, wird aus der Brennkammer 6 in
das unter hohem Druck stehende Wasser 9 entlassen, wo es mit
dem unter hohem Druck stehenden Wasser kollidiert, um superfeine
Teilchen zu erzeugen. Es wird davon ausgegangen, dass zu diesem
Zeitpunkt ein Teil des Titans eine kristalline Struktur ausbildet.
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Da
superfeine Titanteilchen in Wasser diesem Zustand entstehen, haben
diese superfeinen Titanteilchen eine sehr hohe Hydrophobie und werden
in Wasser in einer stabilen Art und Weise dispergiert. Daher setzen
sich diese Teilchen kaum ab, sogar wenn ein Koagulationsmittel verwendet
wird.
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Diese
Vorrichtung wird wie folgt betrieben. Zuerst wird eine Wasserstoff/Sauerstoff-Mischung
unter hohem Druck in den Hochdruckwassertank 5 aus der
Düse 14 mithilfe einer Pumpe eingespritzt und
dann durch die Zündvorrichtung 11 entzündet,
um Verbrennungsgasdampf mit ultrahoher Temperatur herzustellen,
wonach der Metallstab 10 aus reinem Titan allmählich
in das Verbrennungsgas eingeführt wird, um den Stab zu schmelzen.
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In
dieser Apparatur ist es wesentlich, Wasserstoff und Sauerstoff in
Wasser zu verbrennen, um Erzeugung von anderen Substanzen neben
Wasser und superfeinen Titanteilchen zu verhindern, und aus diesem Grund
ist es notwendig, Wasserstoff und Sauerstoff unter hohem Druck zu
verbrennen, sodass sie vollständig im Wasser verbrennen,
ohne Verunreinigungen zu enthalten. Auch muss die Stelle, an welcher
der Titanmetallstab eingeführt wird, in einem Bereich sein,
wo die Gasmischung vollständig verbrennt, um einen Gasdampf mit
perfekter ultrahoher Temperatur herzustellen.
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Ein
wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Anwesenheit
von organischer Säure oder deren Salz(en) in der wässrigen
Titandispersion.
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Wenn
die feine Dispersion von Titan in Wasser gemäß der
Erfindung, wie sie etwa unter Verwendung der zuvor beschriebenen
Apparatur hergestellt wird, erhalten wird, können wesentliche
Effekte erzielt werden, indem eine organische Säure oder
deren Salz als Elektrolyt zugegeben wird.
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Beispielweise
betrug die Titankonzentration, wie sie durch quantitative Analyse
auf Basis von ICP-Emissionsspektroskopie gemessen wurde, in einem
Experiment, wo eine feine Dispersion von Titan in Wasser durch Hinzufügen
von Zitronensäure hergestellt wurde und dann die erhaltene
Dispersion nacheinander durch Filter der Größe
2 μm, 1 μm oder 0,8 μm filtriert wurde,
etwa 70 mg/l. Andererseits betrug die Titankonzentration in der
feinen Dispersion von Titan in Wasser, die unter den gleichen Bedingungen,
aber ohne Hinzufügen von Zitronensäure hergestellt
wurde, nur etwa 0,4 mg/l.
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Dies
zeigt, dass die feine Dispersion von Titan in Wasser, die ohne Hinzufügen
von Zitronensäure hergestellt wurde, herbeiführt,
dass feine Titanteilchen koagulieren und somit von den Filtern abgefangen
werden und daher die Titankonzentration im Filtrat erniedrigen.
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Daraus
kann man schließen, dass die Herstellung einer feinen Dispersion
von Titan in Wasser durch Hinzufügen von einer organischen
Säure, wie etwa Zitronensäure, zu einer Abschwächung
der Koagulation und des Absetzens von Teilchen und somit zu einer
verbesserten Stabilität führt.
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Als
organische Säuren oder deren Salze, die während
der Herstellung zugegeben werden, sind beispielsweise Zitronensäure
oder ihre Salze, L-Ascorbinsäure oder ihr Salz und L-Sorbinsäure
oder ihr Salz oder Mischungen der vorgenannten geeignet. Das Hinzufügen
dieser Säuren erhöht den Titangehalt in der feinen Dispersion
von Titan in Wasser und verbessert die Stabilität von Titan
im Dispersionsmedium Wasser. Vorzugsweise ist diese organische Säure
Zitronensäure oder deren Salze. Typischerweise wird durch
die Hinzugabe einer organischen Säure, beispielsweise Zitronensäure,
während der Herstellung der feinen Dispersion von Titan
in Wasser ein pH-Wert von 2 bis 4 und vorzugsweise von 2,2 bis 2,7
erreicht. Die Konzentration der organischen Säure, beispielsweise
Zitronensäure, die hinzugegeben wird, beträgt
typischerweise 0,01 bis 0,2 Gew.-% und vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion. Ferner wurde festgestellt,
dass die feine Dispersion von Titan in Wasser weiter stabilisiert
werden kann, wenn ein wasserlösliches Polymer wie etwa
Polyvinylpyrrolidon zugegeben wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die feine Dispersion von Titan in Wasser,
die nach dem obigen Herstellungsverfahren erzeugt werden kann, als
schmerzlindernde Zusammensetzung verwendet. Bei einer Verwendung
dieser Zusammensetzung wird ein Trägermaterial mit der
Dispersion von Titan in Wasser imprägniert und vormals
wurde beobachtet, dass während der Imprägnierung Koagulation
des metallischen Titans in Folge von Spurenmengen von mineralischen
Komponenten wie etwa Na, Ca und Mg bewirkt wurde. Daher erforderte
das Imprägnierverfahren hohe Fachkunde und seine Durchführung
war nur in speziellen Anlagen, die mit einer Reinwasseranlage ausgestattet
waren, um reines Wasser herzustellen, das in dem Prozess benötigt
wurde, möglich. Es wurde aber festgestellt, dass durch
Verwendung der feinen Dispersion von Titan in Wasser, die durch
Hinzugeben von organischer Säure oder deren Salz, z. B.
Zitronensäure, zu dem Wasser in dem Produktionsverfahren
hergestellt wurde, der Gehalt an dispergiertem Titan in Wasser erhöht
wurde und ferner dass Titan in Wasser stabilisiert wurde. Im Ergebnis
ist es nun möglich, eine schmerzlindernde Zusammensetzung
auf jeder allgemeinen Anlage ohne die oben erwähnte spezielle
Möglichkeit der Reinwasserherstellung zu produzieren.
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Das
Trägermaterial, das unter Verwendung der zuvor erwähnten
feinen wässrigen Dispersion, in welcher feine Titanmetallteilchen
dispergiert sind, behandelt, beispielsweise imprägniert
wird, muss ein Material sein, das leicht mit metallischem Titan
imprägniert werden kann und dieses einbehält.
Demgemäß sind synthetische oder natürliche
nichtgewebte Stoffe oder gewebte Stoffe oder poröse Harzmaterialien
geeignet.
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Betreffend
die Form der Produkte, die das zuvor erwähnte Trägermaterial,
das mit einer feinen wässrigen Dispersion, in welcher feine
Titanmetallteilchen in Wasser dispergiert sind, behandelt ist, verwenden,
umfassen Beispiele Produkte, die ausgewählt sind aus Strumpfhosen,
Socken, Handschuhen, Unterwäsche, Hemden, Wäsche
einschließlich Bettwäsche, Gesundheitssportbekleidung,
Ohrenschützern, Handtüchern, Genitalschutz für
Sportbekleidung, Armbändern, Halsketten, Tapes einschließlich
Klebeverbänden, selbsthaftenden Bandagen, elastischen Bandagen,
Gaze, Augenklappen, Hygieneartikeln, Packungen und Kleidung.
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Beispiele
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Die
Herstellungsapparatur, die in
EP 1 462 083 A1 offenbart ist, wurde verwendet,
um eine feine Dispersion von Titan in Wasser herzustellen, die aus
99,84% gereinigtem Wasser, 0,1% Zitronensäure und 0,06% Titan
(Titankonzentration: 600 mg/l) bestand. Diese Dispersion wurde mit
Wasser verdünnt, um drei wässrige Dispersionen
mit den unten angegebenen Konzentrationen von 7 mg/l, 100 mg/l und
600 mg/l herzustellen.
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Ein
Trägermaterial (33% Baumwolle, 61% Polyester, 6% Polyurethan)
in Leinwandbindung wurde mit den hergestellten wässrigen
Dispersionen imprägniert, um die Proben, die in Tabelle
1 gezeigt sind, herzustellen.
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Es
wurden vier Proben mit zunehmenden Titankonzentrationen hergestellt,
wobei Probe Nr. 1 die Kontrollprobe war. Tabelle 1
| Probennr. | Trägermaterial | Titankonzentration* |
| 1 | Stoff
in Leinwandbindung (schwarz gefärbt) | 0 |
| 2 | Stoff
in Leinwandbindung (schwarz gefärbt) | 7
mg/l |
| 3 | Stoff
in Leinwandbindung (schwarz gefärbt) | 100
mg/l |
| 4 | Stoff
in Leinwandbindung (schwarz gefärbt) | 600
mg/l |
- * Die Titankonzentration wurde als Milligrammgehalt
an elementarem Titan pro 1 Liter Wasser gemessen.
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Die
obigen Proben wurden wie folgt untersucht, um festzustellen, ob
die vorliegende Erfindung eine physiologische Struktur zur Linderung
von Schmerz erzeugen würde.
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Es
ist im Bereich der Gehirnneurologie bekannt, dass die physiologische
Reaktion auf Schmerz durch Messen der elektrischen Änderungen,
die in Hippocampuszellen, die die schmerzempfindenden Nerven im Gehirn
steuern, auftreten, überprüft werden kann. Da
es schwierig ist, menschliche Proben für diese Art von Experiment
herzustellen, werden Hippocampuszellen von Versuchstieren, spezieller
Mäusen, verwendet. Im Bereich der Gehirnneurologie hat
sich gezeigt, dass Ergebnisse aus Mäusezellen erhalten
wurden, eine strukturelle Übertragbarkeit auf den Menschen
aufweisen.
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So
wurden Hippocampuszellen von Mäusen geteilt und in temperierte
künstliche Rückenmarksflüssigkeit getaucht,
um eine bioaktive Umgebung zu erschaffen. Spezieller wurden die
Hippocampuszellen an Elektroden angeschlossen, um eine Umgebung
zu schaffen, in der schmerzempfindliche Nerven stimuliert werden würden.
Jede der folgenden Proben wurde nicht in Berührung mit,
aber in unmittelbarer Nähe von Hippocampuszellen angeordnet,
um die folgenden Messungen durchzuführen. Die erhaltenen
Proben gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach
dem zuvor erwähnten Produktionsverfahren hergestellt wurden,
wurden als Proben 1 bis 4 wie in Tabelle 1 gemäß ihrer
Titankonzentrationen bezeichnet.
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In
der Gehirnneurologie sind die folgenden drei Werte als objektive
Indikatoren, die Übertragbarkeit aufweisen und bei der
Messung der Reaktion von Hippocampuszellen auf Schmerz verwendet
werden können, anerkannt. Somit wurden diese Werte an Proben
mit unterschiedlichen Titankonzentrationen von kein Titan bis zu
höheren Konzentrationen von bis zu 600 mg/l, wie nach dem
zuvor beschriebenen Produktionsverfahren erhalten, gemessen, um
zu sehen, ob wesentliche Unterschiede bestanden. Diese Werte können
gemessen werden, indem der Zustand der erzeugten Elektrizität,
wenn die Hippocampuszellen elektrisch stimuliert werden, aufgezeichnet
wird, und daher wurden Proben 1 bis 4 der vorliegenden Erfindung
wie oben erwähnt in die unmittelbare Nähe der
Hippocampuszellen gegeben und die Hippocampuszellen wurden elektrisch
stimuliert, um den Zustand der erzeugten Elektrizität aufzuzeichnen.
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LTP (synaptische Plastizität):
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LTP
(Langzeit-Potentierung) bezieht sich auf ein Phänomen,
bei dem die Anwendung von kontinuierlichen Stimulationen bei hoher
Frequenz auf die Neurite der präsynaptischen Neuronen ein
größeres postsynaptisches Erregungspotential (EPSP)
erzeugt, um die Effizienz der synaptischen Übertragung über
einen längeren Zeitraum zu erhöhen. Hier kann
gesagt werden, dass je schneller das Verhältnis zu der
normalen LTP abfällt, desto schneller kehren die Nervenzellen
zu einem normalen Zustand zurück.
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Membranruhepotential:
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Ionen
bewegen sich ständig und fließen in und aus den
Zellen, solange die Zellen am Leben sind. Die Bewegung von elektrischen
Ladungen hört aber anscheinend unter einer bestimmten Bedingung
auf und das Membranpotential, das diesen Zustand liefert, wird das
Membranruhepotential genannt. Es ist bekannt, dass je niedriger
das Membranruhepotential ist, desto stabiler werden Nervenzellen
in ihrem Ruhezustand.
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Aktionspotentialfrequenz:
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Wenn
Wechselstrom an die Synapsen der Hippocampuszellen angelegt wird,
"zünden" sie bei einer bestimmten Frequenz. Diese Frequenz
wird die Aktionspotentialfrequenz genannt. Es gilt, dass je niedriger diese
Frequenz, desto schneller reagieren die Nerven auf Signale, was
eine höhere Übertragungseffizienz anzeigt.
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Ergebnisse
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Die
Ergebnisse dieses Experiments sind in 1 bis 3 basierend
auf gemessenen Ergebnissen für (a) bis (c) gezeigt.
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Die
elektrischen Reaktionen von ATT-Proben (Bänder, die mit
der feinen Dispersion von Titan in Wasser imprägniert wurden)
bei unterschiedlichen Konzentrationen sind in den Darstellungen
gezeigt.
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1 zeigt
die Auswirkung auf LTP (a). Im Vergleich zu der 0-mg/l-Probe (Kontrolle)
haben die Proben, die mit der feinen Titandispersion in Wasser mit
Titankonzentrationen von 7 mg/l und 100 mg/l imprägniert wurden
im Allgemeinen relativ geringere Steigungsverhältnisse,
wobei das LTP mit zunehmender Zeit in den letzteren Proben schneller
abfällt. Dieser Trend ist bei der 600-mg/l-Probe noch auffallender.
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Betreffend
das Membranruhepotential (b), das in 2 gezeigt
ist, zeigt die 100-mg/l-Probe das Membranruhepotential bei einer
relativ niedrigeren Spannung als die 0-mg/l-Probe (Kontrolle). Dieser
Trend ist bei der 600 mg/l-Probe noch auffallender.
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Bezüglich
der Aktionspotentialfrequenz (c), die in 3 gezeigt
ist, zeigt die 100-mg/l-Probe eine relativ niedrigere Aktionspotentialfrequenz
im Vergleich zu der 0-mg/l-Probe (Kontrolle). Dieser Trend ist bei
der 600 mg/l-Probe noch auffallender.
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Zusammenfassung des Experiments
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Die
obigen Ergebnisse des Experiments liefern die folgenden Erkenntnisse
in Bezug auf die Proben mit den entsprechenden Titankonzentrationen.
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Die
titanimprägnierten Bänder mit Titankonzentrationen
von 7 mg/l und 100 mg/l zeigen hervorragende Regenerierbarkeit (LTP
fällt schneller ab und stabilisiert sich rascher), größere
Stabilität in einem Ruhezustand (= niedriges Membranruhepotential)
und verbesserte Signalempfangsempfindlichkeit und Transmissionseffizienz
(= niedrigere Aktionspotentialfrequenz) im Vergleich zu der 0-mg/l-Probe,
die überhaupt kein Titan enthält.
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Diese
Trends sind bei der Probe mit einer höheren Konzentration
von 600 mg/l noch auffallender.
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Die
obigen Ergebnisse zeigen, dass eine schmerzlindernde Zusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung die Wirkungen
der Verbesserung der Stabilität und Transmissionseffizienz
von Nervenzellen und demnach der Schmerzlinderung hat, wie in Bereichen
nahe der titanimprägnierten Bänder beobachtet,
die mit Titan in Konzentration von 7 mg/l, 100 mg/l und 600 mg/l
imprägniert wurden.
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Ferner
wurde klar, dass die titanimprägnierten Bänder
unter Verwendung der Proben gemäß der vorliegenden
Erfindung eine physiologische Struktur aufwei sen, die auf die das
Schmerzgedächtnissystem beeinflussenden Neuronen, die die
empfindlichsten Zellen im menschlichen Körper sind, wirkt,
um in diese einzugreifen, ohne eine toxische Wirkung auf Neuronen
zu haben.
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In
der vorliegenden Offenbarung bedeutet "Erfindung" eine oder mehrere
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-284221 ,
eingereicht am 31.10.2007, auf deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit
Bezug genommen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1462083 A1 [0031, 0055]
- - JP 2007-284221 [0076]