DE102018008512A1

DE102018008512A1 - Herstellung, Zusammensetzung und Anwendung von Zubereitungen in einer Zweikammer-Auftragungsvorrichtung zur Neutralisierung und Inaktivierung von oxidierenden, ätzenden und reizenden Chemikalien auf der Haut

Info

Publication number: DE102018008512A1
Application number: DE102018008512.1A
Authority: DE
Inventors: Katharina Holtkamp
Original assignee: Ilma Biochem GmbH
Current assignee: Ilma Biochem GmbH
Priority date: 2018-10-27
Filing date: 2018-10-27
Publication date: 2020-04-30
Also published as: US20200289395A1; US11357717B2

Abstract

Es wird ein Produkt beschrieben, das im Rahmen der Ersten Hilfe bei Hautkontakt mit Säuren, Basen, Oxidationsmitteln, Formaldehyd und Fluoriden zur Neutralisierung und Inaktivierung der Chemikalien dient. Es handelt sich um eine Zweikammer-Applikation, die in Zubereitung 1 eine Lösung eines Antioxidationsmittels und in Zubereitung 2 eine Lösung eines Puffers und eines Calciumsalzes enthält. Die beiden Zubereitungen werden kurz vor Anwendung gemischt und auf die betroffenen Stellen aufgetragen.

Description

Starke Oxidationsmittel wie Chlorgas, Chloramine, Hypochlorite, Chlordioxid, Brom, Jod, Wasserstoffperoxid, andere Peroxide und Ozon dienen als breit wirkende Desinfektionsmittel in der Medizin, in der persönlichen Hygiene, bei der Herstellung von Lebensmitteln und bei der Trinkwasseraufbereitung. Starke Oxidationsmittel unterschiedlichster Art (organische und anorganische) dienen in der chemischen Industrie und in weiteren Produktionseinrichtungen als Reagenz für chemische Reaktionen insbesondere auch in der Textil- und Papierindustrie zur Bleichung und sind Zutaten zu bleichenden Wasch- und Reinigungsmitteln. Starke Oxidationsmittel können weiterhin als Sabotagemittel und chemische Kampfstoffe eingesetzt werden (z.B. Chlorgas in den Bürgerkriegen in Syrien und Irak, Chlorcyan im 1. Weltkrieg).
Triacetonperoxid wird aus Wasserstoffperoxid und Aceton gebildet und kann durch Schlag oder Zündquellen zur Explosion gebracht werden, auch wenn es als loses Pulver vorliegt.
Starke Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Essigsäure und starke Basen wie Natronlauge oder Kalilauge dienen als Reinigungsmittel oder Chemikalie im häuslichen Bereich, bei der Herstellung von Lebensmitteln und bei der Trinkwasseraufbereitung. Sie dienen weiterhin in der chemischen Industrie und in weiteren Produktionseinrichtungen als Reagenz für chemische Reaktionen. Sie können weiterhin als Sabotagemittel eingesetzt werden. Weiterhin sind starke Oxidationsmittel auch teilweise starke Säuren (z.B. Peressigsäure, Salpetersäure).
Formaldehyd und Formaldehyd-abspaltende Verbindungen werden in größeren Mengen bei der Textilveredlung, bei der Polymerherstellung, zur Flächen- und Raum-Desinfektion und in der chemischen Industrie verwendet. Die keimtötenden Eigenschaften von Formaldehyd resultieren vermutlich aus einer Wechselwirkung zwischen dem elektrophilen Carbonylatom mit Aminogruppen in Zellproteinen und Nukleinsäuren. Die gleiche Reaktion könnte Ursache der reizenden und zytotoxischen Wirkungen sein. Formaldehyd kann Zellmembranen, Zytoplasma, Kernkomponenten oder DNA schädigen. Hohe Konzentrationen an Formaldehyd sind deshalb zytotoxisch. Sie führen zu einer Degenerierung und Nekrose von Epithelzellschichten der Schleimhaut (1).
Anorganische Fluorid-Ionen können als freie Säure (Fluss-Säure), als Salze (Fluoride) oder als Hydrofluoride bzw. Ammoniumfluoride auftreten. Fluoride werden vor allem als Flussmittel in der Metallurgie, zur Synthese von organischen Fluorchemikalien sowie zur gasdichten Versiegelung von Kraftstoffbehältern verwendet; dabei werden die Kunststofftanks aus z. B. PA (Polyamid) mit dem gelösten Fluorid bedampft. Als Fluoridierung bezeichnet man die Zugabe von Fluoriden insbesondere zu Speisesalz, Trinkwasser, Milch, Tabletten und Zahnpasten zur Prophylaxe von Zahnkaries. Beim Verbrauch dieser Produkte treten beim Anwender keine toxischen Fluorid-Konzentrationen auf. Ebenso treten bei der Nutzung von kovalent gebundenen Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen (z.B. Polymere wie Teflon) keine toxischen Fluorid-Konzentrationen auf. Toxisch ist nur gelöstes bzw. lösliches Fluorid und hier insbesondere die Fluss-Säure. Die Giftwirkung (Fluorose) beruht teils auf der Ausfällung des vom Stoffwechsel benötigten Calcium als Calciumfluorid, teils aus der Wirkung als Protoplasma- und Zellgift, das bestimmte Enzymsysteme und die Proteinsynthese hemmt. Sie äußert sich in Schädigungen des Skeletts, der Zähne, der Lungenfunktion, der Haut und in Stoffwechselstörungen.
Bei akzidentiellem Kontakt entsprechender Gase und Flüssigkeiten mit der Haut kommt es zur Hautreizung oder -schädigung und die Stoffe können durch die Haut penetrieren. Es kann auf der Haut und in den Atmungsorganen zu Reizungen und Verätzungen kommen oder es können transdermalen bzw. transpulmonale Vergiftungen auftreten (2). Diese Gefahr existiert insbesondere bei Fluss-Säure, ionischen Fluoriden und Salpetersäure. Diese Schädigungen können sowohl durch direkten Kontakt mit den Substanzen, wie auch indirekt durch Verdampfen der Substanzen auftreten (3). Weiterhin kann der Kontakt mit den schädigenden Substanzen durch kontaminierte Bekleidung, Bedarfsgegenständen, Ausrüstungsgegenstände und andere Oberflächen erfolgen.
Die schädigende Wirkung der Oxidationsmittel kann durch chemische Reduktionsmittel wie Ascorbat, Sulfit, Thiosulfat, Sulfid oder Thiole (Glutathion, Acetylcystein, Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptopropansulfonsäure, 2-Mercaptoethansulfonat-Natrium, Penicillamin) verhindert werden (4). Die in Sprengstoffen vorliegenden starken Oxidationsmittel können durch Reduktionsmittel inaktiviert werden und so die Sprengwirkung verhindert werden.
Die schädigende Wirkung von starken Säuren und Laugen kann durch physikalisch-chemische Neutralisation mit Puffern oder Puffermischungen verhindert werden (5)(6).
Als Antidot bei Fluoridvergiftungen dienen Calciumgluconat oder andere lösliche Calciumsalze. Hierdurch werden die Fluoride als unlösliches Calciumfluorid ausgefällt und können nicht mehr von den Zellen aufgenommen werden (5). Bei Fluss-Säure können die beide Schädigungsmöglichkeiten (Säure und Fluorid) durch eine gleichzeitige Zugabe eines löslichen Calciumsalzes und eines Puffergemisches vermieden werden.
Aldehyde bilden mit primären Aminen oder Amiden die entsprechenden Imine, welche keine hautreizenden oder andere toxischen Eigenschaften mehr aufweisen. Aminosäuren sind als Reaktionspartner besonders geeignet.
Für die unterschiedlichen hautschädigenden Chemikalien sind die in Ziffer [0006] bis [0009] genannten Möglichkeiten zur Neutralisierung bzw. Inaktivierung bekannt bzw. existieren Produkte mit der entsprechenden Einzelindikation. So werden in den Patenten US5140043A , US2249903A und EP1265595B1 stabile Ascorbinsäure-Lösungen und in Patent US4837019A eine topische Zubereitung mit einem Aminosäure-Puffer beschrieben. In den Patenten US5958436A und EP1758570A1 werden wiederum topische Zubereitungen mit Calciumsalzen zur Behandlung von Hautirritationen bzw. Fluss-Säure-Vergiftungen beschrieben. In Laboren und Industriebetrieben sind teilweise Kaltwasser-Duschen vorhanden, mit denen entsprechende wassermischbaren Chemikalien abgespült bzw. verdünnt werden können. Es existieren allerdings bisher keine Produkte, die für die breite Anwendung bei akzidentiellem Kontakt unterschiedlichster Chemikalien geeignet sind und die die Neutralisierung bzw. Inaktivierung sowohl von Säuren als auch von Basen, Oxidationsmitteln, Fluoriden und Formaldehyd umfassen. Grund hierfür ist insbesondere, dass die in Ziffer [0006] genannten Reduktionsmittel mit den anderen benötigten Zutaten und beim optimal wirkenden pH-Wert von ca. 5 - 7 keine ausreichende Stabilität in wässriger Lösung aufweisen, so dass entsprechende Arzneimittel oder Medizinprodukte nicht vorgefertigt werden konnten.
Aufgabenstellung war die Bereitstellung eines Produktes, das bei akzidentiellem Kontakt mit hautreizenden oder hautschädigenden Chemikalien

a) die Chemikalien auf der Haut und in den obersten Hautschichten möglichst schnell neutralisiert bzw. inaktiviert,
b) selbst und nach Reaktion mit den Chemikalien keine hautreizende Wirkung aufweist,
c) ohne spezielle Kenntnis der Chemikalie eingesetzt werden kann,
d) jederzeit zur direkten Applikation geeignet ist,
e) über mehrere Jahre am Ort der möglichen Gefährdung ohne Wirkungsverlust gelagert werden kann,
f) das zur Vermeidung von Verschleppungen auch für die Bekleidung, Ausrüstungsgegenstände, Rettungsmittel und Ersthelfer verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch zwei unterschiedlichen Zubereitungen in einer Zweikammer-Auftragungsvorrichtung gelöst, die folgende Merkmale aufweisen:

Eine erste Zubereitung enthält ein Reduktionsmittel oder Mischungen aus Reduktionsmitteln in einem Anteil zwischen 3 und 10 %, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Ascorbinsäure, Natrium-Ascorbat, Kalium-Ascorbat, Calcium-Ascorbat, Ascorbinsäure-Ester mit Fettsäuren, Cystein, N-Acetyl-Cystein, Natrium-Thiosulfat, Natrium-Sulfid, Glutathion, Acetylcystein, Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptopropansulfonsäure, 2-Mercaptoethansulfonat-Natrium, Penicillamin, Natriumsulfit und Kaliumsulfit gebildet wird. Dieses Reduktionsmittel wird unter Schutzgasatmosphäre unter Rühren bei stabiler Temperatur zwischen 15 und 20°C gelöst in einer Mischung aus demineralisiertem Wasser in einem Anteil von bis zu 15% und ansonsten wassermischbaren organischen Lösungsmitteln bzw. Stoffen, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol (MG 200 bis 10 000), Glucose, Lactulose, Sorbitol, Erythrit und Dimethylsulfoxid gebildet wird. Die Zubereitung wird mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 3 bis 5 eingestellt.
Eine zweite Zubereitung enthält eine Puffersubstanz oder Mischungen aus Puffersubstanzen in einem Anteil zwischen 3 und 15 %, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Glycin, Lysin, Alanin, Glutaminsäure, Di-Natriumhydrogenphosphat, Natrium-Citrat und Tris(hydroxymethyl)-aminomethan gebildet wird sowie ein Calciumsalz oder Mischungen aus Calciumsalzen in einem Anteil zwischen 0,5 % und 3 %, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Calciumchlorid, Calciumascorbat, Calciumgluconat, Calciumlactat, Calciumcitrat, Calciumacetat und Calciumglutamat gebildet wird. Die Puffersubstanzen und Calciumsalze werden in Wasser unter Rühren bei stabiler Temperatur zwischen 15 und 20°C und unter Schutzgas gelöst. Der pH-Wert wird durch Zugabe von Natronlauge oder Salzsäure auf einen Wert von 5 bis 7 eingestellt.

Die beiden Zubereitungen werden in zwei voneinander getrennten Behältnissen gelagert und kurz vor der Anwendung in einem Verhältnis von 2 :1 bis 1:2, vorzugsweise im Verhältnis 1:1, gemischt
Die Auftragungsvorrichtung ist so gestaltet, dass die Mischung der beiden Zubereitungen und zeitlich unmittelbar folgende Auftragung in einer einzigen Vorrichtung ermöglicht wird. Die Auftragung erfolgt durch Sprühen oder Verteilen mit Hilfe eines Schwamms oder eines Pinsels, die vorzugsweise Teil der Auftragungsvorrichtung sind.
Ausführungsbeispiel:

Zubereitung 1 (Anteile je 100 ml, Zubereitung unter Stickstoff-Begasung und bei max. 20,0 °C):

Wasser	11 ml
PEG 200	70,0 g zugeben und mischen
Glycerin, wasserfrei	9,7 g zugeben und mischen
Tergitol TMN 10	ca. 0,1 ml
Ascorbinsäure	9,0 g zugeben und leicht rühren, bis sich alles gelöst hat.

Zubereitung 2 (Anteile je 100 ml, Zubereitung unter Stickstoff-Begasung und bei max. 20,0 °C):

Calciumchlorid 2 H2O	3,0 g
Benzoesäure	0,1 g
Tergitol TMN 10	ca. 0,1 ml
Wasser	82 ml Substanzen zugeben und rühren, bis sich alles gelöst hat
Glycin	15,0 g zugeben und rühren, bis sich alles gelöst hat.

Abfüllung in einer Doppelkammer-Sprayflasche, bei der mit Betätigen des Sprühhebels jeweils gleiche Volumina aus den beiden Kammern angesaugt werden und in einer Kammer gemischt werden. Danach wird die Mischung über einen Sprühmechanismus abgegeben.
Im Ausführungsbeispiel weist die Zubereitung 1 einen pH-Wert von 4,05 und eine Redoxspannung von - 183 mV auf, die Zubereitung 2 weist einen pH- Wert von 5,22 und eine Redox-Spannung von -10 mV auf. Nach Mischen der beiden Lösungen im Verhältnis 1:1 liegt der pH-Wert bei 4,3 und die Redoxspannung bei 31 mV (später leicht ansteigend auf 50 mV). Durch freiwerdende Lösungsenthalpie steigt die Temperatur um ca. 5 K.
Die Mischung enthält dann ca. 0,25 mol/l Ascorbinsäure und 0,1 mol/l Calciumionen (entspr. einer Bindungskapazität für Fluorid von 0,2 mol/l) und weist eine Pufferkapazität bzw. Formaldehyd-Iminbildungs-Kapazität von 1 mol/l auf.
Das Ausführungsbeispiel wurde hinsichtlich seiner neutralisierenden bzw. inaktivierenden Wirkung auf unterschiedliche Chemikalien in Bezug auf Mischbarkeit, pH-Wert-Änderung, Veränderung der Redoxspannung und Temperatur bzw. die beobachtbaren Veränderungen nach Mischen geprüft.
Geprüft wurden die Veränderungen für folgende Chemikalien:

• Salpetersäure 65 %
• Schwefelsäure 95 %
• Flusssäure 40%
• Salzsäure, rauchend 36%
• Natriumhypochlorit-Lösung 10 % aktives Chlor
• Wasserstoffperoxid 30 %
• Peressigsäure 24 %
• Ammoniak 25%
• Natronlauge 32%
• Calciumhypochlorit 76 % aktives Chlor
• Lithiumhypochlorit 26 % aktives Chlor
• Formaldehyd 35 %
• Triacetonperoxid

Das Ergebnis kann wie folgt zusammengefasst werden:

• Alle untersuchten Chemikalien waren mischbar
• Fluorid wird innerhalb von wenigen Minuten ausgefällt, ebenso kommt es zur teilweisen Ausfällung von Sulfat
• Säuren und Basen werden unmittelbar auf einen pH-Wert von 3,5 bis 4,5 gepuffert.
• Oxidationsmittel werden unmittelbar auf eine Redoxspannung < 50 mV reduziert.
• Reaktionsenergien werden in begrenzter Menge als chemische Energie aufgenommen.
• Haut und Bedarfsgegenstände werden gut benetzt
• Triacetonperoxid kann durch Schlag oder Zündquellen nicht mehr zur Explosion gebracht werden

Publication number	Priority date	Publication date	Assignee	Title
US5140043A	1989-04-17	1992-08-18	Duke University	Stable ascorbic acid compositions
US2249903A	1935-01-26	1936-01-23	WINTHROP CHEM CO Inc	Stable aqueous solution of ascorbic acid
EP1265595B1	2000-09-08	2002-12-18	Vivier Pharma Inc, Vivier Canada Inc	Stabilized ascorbic acid solutions
US4837019A	1986-08-11	1986-08-11	Bayer Consumer Care Holdings LLC, Procter and Gamble Co	Skin treatment composition and method for treating burned skin
US5958436A	1995-12-21	1995-12-21	Cosmederm Technologies	Formulations and methods for reducing skin irritation (Ca)
EP1758570A1	2004-06-01	2007-03-07	Cameco Corp	Composition for treatment of a hydrofluoric acid burn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 5140043 A [0011, 0021]
US 2249903 A [0011, 0021]
EP 1265595 B1 [0011]
US 4837019 A [0011]
US 5958436 A [0011]
EP 1758570 A1 [0011]

Claims

Herstellungsverfahren und Zusammensetzung von zwei getrennt voneinander zu lagernden flüssigen Zubereitungen bestehend aus: (a) Zubereitung eines Reduktionsmittels gelöst in einer Mischung aus Wasser und einem organischen wassermischbaren Lösungsmittel (b) Zubereitung eines Puffers und einer Calciumverbindung gelöst in Wasser
Anwendung der Zubereitungen aus Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zubereitungen in zwei voneinander getrennten Behältnissen gelagert werden und kurz vor der Anwendung in einem Verhältnis von 2 :1 bis 1:2, vorzugsweise im Verhältnis 1:1, gemischt werden und dann auf die betroffenen Stellen der Haut aufgetragen oder aufgesprüht werden, vorzugsweise in einer Auftragungsvorrichtung die Mischung und Auftragung in einer einzigen Vorrichtung ermöglicht.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung (a) durch Lösen eines Reduktionsmittels in einem Lösungsmittel bestehend aus Wasser und einem organischen wassermischbaren Lösungsmittel und Einstellung des pH-Wertes auf den Bereich 3 bis 4 durch Zugabe von Salzsäure unter Rühren bei stabiler Temperatur und unter Lichtausschluss zwischen 15 und 20°C und unter Schutzgas hergestellt wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung (b) durch Lösen eines Puffers und eines Calciumsalzes in Wasser und Einstellung des pH-Wertes auf den Bereich 5 bis 7 durch Zugabe von Natronlauge oder Salzsäure unter Rühren bei stabiler Temperatur zwischen 15 und 20°C und unter Schutzgas hergestellt wird.
Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung (a) ein Reduktionsmittel oder Mischungen aus Reduktionsmitteln in einem Anteil zwischen 3 und 10 % enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Ascorbinsäure, Natrium-Ascorbat, Kalium-Ascorbat, Calcium-Ascorbat, Ascorbinsäure-Ester mit Fettsäuren, Cystein, N-Acetyl-Cystein, Natrium-Thiosulfat, Natrium-Sulfid, Glutathion, Acetylcystein, Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptopropansulfonsäure, 2-Mercaptoethansulfonat-Natrium, Penicillamin, Natriumsulfit und Kaliumsulfit gebildet wird.
Zubereitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung (a) als Lösungsmittel demineralisiertes Wasser in einem Anteil von bis zu 15% und ansonsten wassermischbare organische Stoffe enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol (MG 200 bis 10 000), Glucose, Lactulose, Sorbitol, Erythrit und Dimethylsulfoxid gebildet wird.
Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung (b) eine Puffersubstanz oder Mischungen aus Puffersubstanzen in einem Anteil zwischen 3 und 15 % enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Glycin, Lysin, Alanin, Glutaminsäure, Di-Natriumhydrogenphosphat, Natrium-Citrat und Tris(hydroxymethyl)-aminomethan gebildet wird.
Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitung (b) ein Calciumsalz oder Mischungen aus Calciumsalzen in einem Anteil zwischen 0,5 % und 3 % enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe die aus Calciumchlorid, Calciumascorbat, Calciumgluconat, Calciumlactat, Calciumcitrat, Calciumacetat und Calciumglutamat gebildet wird.
Anwendung nach Anspruch 2 als Produkt im Rahmen der Ersten Hilfe zur Neutralisierung und Inaktivierung von oxidierenden, ätzenden und reizenden Chemikalien auf der Haut und auf Bekleidung, Bedarfsgegenständen, Ausrüstungsgegenständen und Rettungshilfsmitteln.