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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine blutstillendes Material sowie ein Verfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung zur Herstellung des Materials nach dem Obersatz des Patentanspruchs 1, welches vorzugsweise als wirksame Alternative zum gewöhnlich bei leichteren Verletzungen zur Blutstillung verwendeten Pflaster zum Einsatz kommt.
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Stand der Technik
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Es wurden in mehreren wissenschaftlichen Studien die elektrischen Größen auf der intakten Haut und in der Wunde analysiert und gemessen. So konnte nachgewiesen werden, dass auf der intakten, gesunden Haut ein negatives und unter der Haut ein positives Potential herrscht.
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Es ist danach auch bekannt, dass eine granulierende Wunde gegenüber der umgebenden Haut positiv geladen ist und negativ geladene Zellen (Neutrophile, Makrophagen, Fibroblasten) in der intakten Umgebung anziehen kann, wobei die Potentialdifferenzen um so stärker sind, je üppiger die Granulationsbildung ist (sog. Demarkationsstrom, welcher messbar ist). Besonders stark lässt sich dieser Strom, welcher durch einen Kurzschluss dieser bioelektrischen Potentiale entsteht, beobachten, wenn die Granulationen von einem Defekt der tiefen Gewebe herrühren. In chronischen oder schlecht heilenden Wunden ist dieser Stromfluss gestört oder nicht ausreichend, um den Wundheilungsprozess einzuleiten.
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Weiterhin ist es bekannt, dass die einsetzende Wundheilung durch Wachstumsfaktoren initiiert wird, die von Thrombozyten und Endothelzellen abgegeben werden. Sowohl das Endothel als auch die Blutplättchen sind bekanntlich negativ geladen, wodurch sich diese abstoßen. Wird auf eine blutende Wunde ein positiv geladenes Material aufgegeben, so wird ein Teil der austretenden und vorbei fließenden positiven Thrombozyten zur Wunde gezogen, wo sie zusammenlagern (Thrombozytenaggregation), womit die Wunde um ein vielfaches schneller geschlossen wird als durch Abdrücken oder Verbinden der Wunde. Die Thrombozytenaggregation, das heißt, die Zusammenlagerung der Blutplättchen während der Blutstillung und anschließenden Blutgerinnung, dient dazu, das verletzungsbedingte Loch im Blutgefäß dauerhaft fest zu verschließen.
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Es wurde ebenso gefunden, dass das Aufgeben eines negativ geladenen Materials auf eine blutende Wunde durch Abstoßungsreaktionen von Material und Thrombozyten / Endothelzellen einerseits sowie die Anziehungsreaktion der positiv geladenen, granulierenden Wunde andererseits auf den Wundstrom einen positiven Einfluss haben und mithin eine Wundheilung gleichermaßen beschleunigen kann. Beide vorgenannten Verfahren erhöhen die Zellaktivität und mithin den Wundverschluss.
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Es hat sich weiterhin auch experimentell (sowohl bei Tier- als auch klinischen Versuchen) gezeigt, dass spezifische Arten einer elektrischen Stimulation (durch positive Gleichstromimpulse oder negative Gleichstromimpulse) die Wundumgebung in einer positiven Weise ändern werden, so dass der normale Wundheilungsprozess in einer beschleunigten Weise stattfinden kann. Hierbei werden die vorgenannten Wundheilungsströme über elektrische Leitungen und mindestens zwei Elektroden von einem Impulsgeber direkt in die Wunde appliziert und sollen die normalen endogenen elektrischen Ströme ergänzen. In der Literatur (Wild, 2010; Gardner, 1999 u.a.) werden Behandlungsmethoden mit unterschiedlichen Stromarten (z.B. monophasichen/biphasichen, intermittierenden/kontinuierlichen Niederspannungsstrom) beschrieben.
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Es wurde dabei gefunden, dass die positiven Gleichstromimpulse in der Wunde den Austausch der Ionen, die Aufnahme der Aminosäuren, die Migration der Fibroblasten, die Synthese der Proteine und die Azidierung des Gewebes erhöhen. Die negativen Gleichstromimpulse wiederum nehmen Einfluss auf die Makrophogen- und die Leukozytenmigration, wodurch die natürlichen Prozesse der Reinigungsphase eingeleitet und gefördert werden. Weiterhin nehmen die negativen Gleichstromimpulse Einfluss auf die Ödemreduktion, die Erhöhung der Kapillardichte, die Alkalisierung sowie ebenso die bakterizide Wirkung. Die Zellaktivität nimmt dabei insgesamt zu und die erhöhte Zellteilung fördert den Wundverschluss.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur elektrostimulierenden Wundheilungsbeschleunigung bekannt. So sind in den Druckschriften
US 5,433,735 A1 und
US 4,982,742 A1 verschiedene E-lektrostimulationsvorrichtungen und Techniken zur Förderung der Regeneration und der Wiederherstellung von geschädigtem Gewebe beschrieben. Nachteilig bei diesen Einrichtungen ist, dass diese spezifischen Arten der elektrischen Stimulation in der Wundumgebung nur im klinischen Bereich angewendet werden können.
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Darstellung des Materials
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Material zu schaffen, welches die Wundheilung über eine Anziehungs- oder Abstoßungsreaktion der an der Wundheilung beteiligten Zellen anregt und welches geeignet ist, auch außerhalb des klinischen Bereiches vom Anwender unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Wunde leicht auf eine (blutende oder chronische) Wunde gelegt zu werden. Weiterhin sollte das Material nicht toxisch und nicht sensibilisierend sein.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Materials sowie deren Herstellung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist ein Material der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass das Material als Elektret mit positiver oder negativer Ladung ausgebildet ist, welches an einer Wunde anlegbar ist, wobei es durch die Verwendung des Materials an einer Wunde an der Kontaktfläche zwischen dem Material und der Wunde zu elektrostatischen Wechselwirkungen kommt, wodurch die körpereigenen Mechanismen der Wundheilung stimuliert werden.
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Als Elektrete seien nachstehende dielektrische Materialien verstanden, die entweder elektrische Ladungen quasi-permanent speichern (Ladungselektrete) oder eine quasi-permanente elektrische Polarisation durch orientierte Dipole aufweisen (Dipolelektrete). Die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ladungselektrete sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie im Volumen elektrische Ladungen speichern. Es kommt aber selbstverständlich auch ein Material in Betracht, dass an seiner Oberfläche elektrische Ladungen speichern kann, bspw. durch die Anordnung zusätzlichen dielektrischen Materials (bspw. eine dünne Elektretschicht aus fluorhaltigen Polymeren) an seiner Oberfläche.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Material ein elektrostatisch aufladbares Material, wobei das Material ganz besonders bevorzugt ein permanent elektrostatisch aufgeladenes Material ist. Der Vorteil der Verwendung eines permanent elektrostatischen Materials hat den Vorteil, dass dieses immer wieder verwendet werden kann und somit auch nach seiner Verwendung im Gegensatz zu üblichen Pflastern der Abfallbeseitigung nicht zugeführt werden muss.
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Als bevorzugtes Material kommt hierbei in erster Linie der Kunststoff Polytetrafluorethylen (PTFE) in Betracht, der geeignet erscheint, eine elektrostatische Ladung dauerhaft zu speichern. PTFE zeichnet sich durch fast ideale dielektrische Eigenschaften aus, da seine relative Dielektrizitätskonstante von 2,1 und sein Verlustfaktor von 0,0002 über einen weiten Temperatur- und Frequenzbereich hinweg sehr niedrig liegen.
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PTFE eignet sich auch weiterhin als Material, da es ebenso wie Teflon eine sehr geringe Permittivitätszahl aufweist und daher eine entsprechend negative Ladung erwarten lässt. Daneben weisen auch die dielektrisch-leitfähigen Kunststoffe PE und PS eine geringere Permittivität auf und sind zur Herstellung eines Materials zur negativen Stimulation einer Wunde gut geeignet.
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Zur Herstellung einer positiven Polarität eignen sich sämtliche Materialien, die eine hohe Permittivität ( z.B. PA, Wolle, Zellulose) aufweisen, da diese sich vorwiegend positiv aufladen.
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Die Erfindung weist gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik den Vorteil auf, dass das Material aufgrund seiner elektretischen, elektrostatischen bzw. permanent elektrostatischen Eigenschaften eine Wundheilung begünstigen kann. Wird dieses Material auf eine Wunde gelegt, ergeben sich die vorgenannten wundheilungsfördernden und blutstillenden Eigenschaften. Gleichzeitig kommt eine weitere Eigenschaft hinzu, dass nämlich die schnelle Heilung entzündungshemmend wirkt und nach der Wundenschließung kaum noch Schmerzen zu verspüren sind.
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Durch die extrem schnelle Blutstillung ist das Material auch als Kompresse mit leichtem Andruck an Körperteilen einsetzbar, an denen bisher keine Kompressen angelegt werden konnten. Sie kann in der allgemeinen, urologischen, plastischen, Neuro-, Thorax-, Zahn-, Herz- und Gefäßchirurgie zur Blutstillung und als Kompresse und Pflaster in der Unfallchirurgie und im Hausgebrauch Anwendung finden.
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Da sich das Material in jeder beliebigen Größe herstellen lässt, kann es auf Schürf- und Brandwunden aufgelegt werden, wo sie nach kürzester Zeit fast krustenfrei eine dünne Haut bildet und die Schmerzen lindert.
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Ganz besonders bevorzugt ist das Material zu seiner einfachen Verwendung und optionalen Auflage an Wunden als eine elastisch und/oder zumindest flexibel ausgebildete Scheibe oder Folie ausgebildet.
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Das Material weist zu seiner Verwendung vorzugsweise eine einfach handhabbare, besonders bevorzugt symbolische, Formgebung auf und ist als Rechteck, Quadrat, Dreieck, runde Fläche, ovale Fläche oder dergleichen ausgeführt, also bspw. aus einem Gesamtmaterial ausgeschnitten, ausgestanzt oder auf sonstige Weise zugeschnitten.
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In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Material in Form einer Scheckkarte oder einer Visitenkarte ausgeführt. Zumindest die Scheckkarte hat ein standardisiertes Format mit einer Scheckkarten-Größe von 85,6 mm × 54 mm, da sie am bequemsten zu transportieren ist und viele Aufbewahrungshilfen für dieses Format ausgelegt sind.
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Die Ausbildung des Materials aus elektrostatisch aufladbarem Material bzw. aus permanent elektrostatisch aufladbarem Material ermöglicht ferner die Ausbildung und Verwendung sehr dünnen Materials zur einfachen Verwendung und Verstauung sowie darüber hinaus eine damit entsprechende Kosteneinsparung bei der Herstellung des Materials durch geringeren Materialaufwand.
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Das Material kann bevorzugterweise zumindest einseitig bedruckt oder beklebt werden, um somit als Werbeträger zu fungieren.
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Darstellung des Verfahrens
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Die Herstellung elektretischen Materials ist aus dem Stand der Technik unlängst bekannt. Die elektrische Aufladung von Elektreten geschieht bspw. durch eine negative Koronaentladung in Luft oder durch die Bestrahlung mit einem hochenergetischen Elektronenstrahl im Vakuum, (
GB 1 368 454 A ). Ferner ist es bekannt, eine thermische Nachbehandlung eines aufgeladenen Elektrets vorzunehmen, das es ermöglicht, Membranen zu erzeugen, die beidseitig negativ geladen sind,
DE 24 32 377 A1 . In der
US 4,527,218 A ist eine positive Koronaentladung bei erhöhten Temperaturen beschrieben, die auch die Herstellung positiv geladener Elektrete erlaubt. Weiterhin ist eine negative Aufladung auch allein durch eine Temperaturbehandlung ohne elektrisches Feld möglich. Diese Methode führt aber zu Elektreten mit vergleichsweise geringer Ladungsstabilität (
DE 195 22 473 A1 ) .
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Es wurde überraschend gefunden, dass sich die an der Wundheilung beteiligten Zellen am schnellsten bei einem elektrischen Feld von 100 bis 200 Millivolt pro Millimeter bewegten. Ferner ist es bekannt, dass die natürlicherweise bei Wunden vorkommende Feldstärke rund 42 bis 11 Millivolt pro Millimeter beträgt. Es ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, dass die elektrische Feldstärke des erfindungsgemäßen Materials zwischen etwa 40 bis 300 Millivolt pro Millimeter Material liegt.
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Um dies zu erreichen, durchläuft das Material im Herstellungsverfahren vorzugsweise mindestens zwei Flachelektroden, durch welche das Material geführt wird oder welche über das Material geführt werden. Die Flachelektroden sind vorzugsweise als über eine Spannungsquelle elektrisch geladene Transportbänder dargestellt, wobei auf einer Flachelektrode eine positive Spannung und auf der anderen Flachelektrode eine negative Spannung angelegt wird. Bevorzugte Werte der verwendeten Feldstärken liegen bei 100 V/mm. Diese ergeben Oberflächenladungsdichten bis zu 10-7 Coul/cm2.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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In der Zeichnung zeigt
- 1 die Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.
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Ausführung der Erfindung
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Wie aus 1 ersichtlich, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zwei bandartige Flachelektroden 10a,10b, welche als über jeweils eine Spannungsquelle 11 elektrisch geladene Transportbänder 10a,10b dargestellt sind, wobei auf dem Transportband 10a eine positive Spannung und auf dem Transportband 10b eine negative Spannung angelegt wird.
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In einer besonders vorteilhaften in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei - bspw. als Kammern ausgebildete - Temperaturzonen 12a,12b. Das dielektrische Material wird dabei in der Temperaturzonen 12a auf eine Formierungstemperatur erhitzt, die vorzugsweise knapp unter der Schmelztemperatur des Materials 2 liegt.
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Das Material 2 durchläuft nun von der Temperaturzonen 12a zwischen den beiden vorzugsweise übereinander angeordneten Flachelektroden 10a,10b, durch welche das Material 2 aufgeladen wird, in die Temperaturzonen 12b, wo das Material 2 ebenfalls noch unter dem Einfluss des elektrischen Feldes abgekühlt wird. Der Vorteil dieser Ausführungsform der Vorrichtung liegt in der Beständigkeit der nach der Abkühlung eingefrorenen Polarisation, welche einige Jahre bis zu einige hundert Jahre betragen kann, welche jedoch in erster Linie von äußeren Einflüssen (Temperatur- und Kontaminationseinflüsse, Luftfeuchtigkeit) abhängt.
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Wie aus 1 ersichtlich, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung neben den Temperaturzonen ferner eine Zuschnittzone 12c. In dieser Zuschnittzone erfolgt der Zuschnitt des Materials 2, welches vorteilhafterweise bandförmig durch die Vorrichtung 1 geführt wird. Das Material 2 ist hierzu vorzugsweise vor der Eingabe in die Vorrichtung 1 auf einer Materialrolle 13 platziert, von der es abgerollt und den Transportbändern 10a,10b zugeführt wird. Das Material 2 wird dabei von den Transportbändern 10a,10b von der Materialrolle 13 gezogen.
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Der Zuschnitt des Materials 2 erfolgt vorzugsweise auf einer (vorteilhafterweise im selben Niveau wie die Transportbänder 10a,10b angeordneten) plattenartigen Formkörper 14, welche hinter den Transportbändern 10a,10b positioniert ist. Der plattenartige Formkörper 14 kann hierzu vorzugsweise eine oder mehrere Öffnungen 140 in Form des auszuformenden Materials 2 aufweisen, durch welche das Material 2 nach seinem Ausformen (Zuschnitt, Ausstanzen, etc.) in einen Auffangbehälter 15 fällt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in seinem einfachen und somit preiswerten Aufbau und der damit auch preiswerten Herstellung des Materials 2, das in großen Mengen in kurzer Zeit produziert werden kann. Da der Raum, in dem das Material produziert wird, nicht nur staubfrei, sondern auch steril sein muss, ergibt sich ein weiterer Vorteil in der Größe der Vorrichtung. Sie erlaubt es, die Aufladung des Materials mit der Weiterbearbeitung (Zuschnitt) des Materials 2 zu verbinden, was wiederum die Kosten senkt.
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Die nach dem Zuschnitt des bandartigen Materials 2 übrigen Bandreste 17 werden nach dem Zuschnitt vorzugsweise in einem Auffangbehälter zur Wiederverwendung aufgefangen.
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Das erfindungsgemäße Material 2, das Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beschränken sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Material
- 2a
- zugeschnittenes Material
- 10a,10b
- bandartige Flachelektroden
- 11
- Spannungsquelle
- 12a,12b
- Temperaturzonen
- 12c
- Zuschnittzone
- 13
- Materialrolle
- 14
- plattenartiger Formkörper
- 15
- Auffangbehälter für das Material 2
- 16
- Stanzeinrichtung
- 17
- Band- /Materialrest
- 140
- Auffangbehälter für den Bandrest
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5433735 A1 [0008]
- US 4982742 A1 [0008]
- GB 1368454 A [0025]
- DE 2432377 A1 [0025]
- US 4527218 A [0025]
- DE 19522473 A1 [0025]
