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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen des Schnittabfalls,
der beim Schneiden einer gefrorenen Probe mit einem Mikrotom im
Inneren des Kühlraums
eines Kryostaten anfällt,
mit mindestens einer im Schneidbereich angeordneten Einsaugöffnung,
einer Saugvorrichtung, einer aus dem Kühlraum herausführenden
Transportstrecke und mindestens einem in einer Kammer angeordneten
gekühlten
Filter zur Aufnahme des Schnittabfalls.
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Kryostaten
dienen dazu, histologische Proben im gefrorenen Zustand zu schneiden,
um möglichst
saubere Gewebeschnitte zu erhalten. Diese werden nach dem Schnitt
entsprechend behandelt, z. B. gefärbt und eingedeckt, um sie
mittels eines Mikroskops untersuchen zu können. Beim Schneiden der histologischen
Proben fällt
Schnittabfall an, wobei dieser beim Anschneiden der Probe durch
die Vornahme mehrerer Schnitte zur Erzielung einer sauberen Schnittfläche des
zu untersuchenden Gewebebereichs zunächst in starkem Maße anfällt. Jedoch auch
beim Herstellen der zu untersuchenden Schnitte entstehen feine Abriebteilchen.
Dieser Schnittabfall muß entfernt
und entsorgt werden. Zunächst
ist eine Absaugung aus dem Schneidbereich des Mikrotoms erforderlich,
damit weder dieses noch der Kühlraum
des Kryostaten verschmutzt werden. Da die zu untersuchenden Proben
oftmals infiziert sind, muß der
Schnittabfall aus der Absaugluft gründlich entfernt werden, um
nicht die Personen in der Umgebung zu gefährden. Dazu sind in der Regel
Filter vorgesehen. Befindet sich ein derartiger Filter in normaler
Raumtemperatur, so tritt das Problem auf, daß der Schnittabfall auftaut
und dadurch sehr schnell die Poren eines solchen Filters verstopft.
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Zur
Lösung
dieses Problems wurde von der
EP 0 725 712 B1 vorgeschlagen, bei einer
Vorrichtung der eingangs genannten Art den Filter im Kühlraum des
Kryostaten anzuordnen. Damit ist zwar das Problem des Auftauens
des Schnittabfalls gelöst,
jedoch führt
diese Lösung
dazu, daß der
Kühlraum
des Kryostaten für
einen Wechsel des Filtereinsatzes geöffnet werden muß und der
Filter dadurch schwer zugänglich
ist. Wird zur Erleichterung der Zugänglichkeit der Filter in der
Nähe des
Mikrotoms angeordnet, das durch eine Öffnungsmöglichkeit des Kühlraums zugänglich gemacht
ist, so ist der Filter bei Arbeiten am Mikrotom, beispielsweise
bei Probenwechsel, Messerwechsel oder Reinigung, im Weg. Wird eine Anordnung
an einer anderen Stelle des Kühlraums gewählt, macht
dies den Filter jedoch noch schwerer zugänglich oder es muß eine zusätzliche Öffnungsmöglichkeit
des Kühlraums
vorgesehen sein, was bedienerunfreundlich und mit Kälteverlusten
verbunden ist. In jedem Fall ist es jedoch umständlich, zuerst durch eine Öffnung des
Kühlraums
an das Filtergehäuse
zu gelangen und dann auch noch das Filtergehäuse im Kühlraum zu öffnen und den Filtereinsatz zu
wechseln.
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Zur
Vermeidung aller vorgenannten Nachteile wurde von der Firma MICROM
International GmbH der Kryostat MICROM Cryo-Star HM 560 mit einer Vorrichtung
der eingangs genannten Art ausgestattet, wobei die Kammer mit dem
Filter und die Zuleitung zu diesem isoliert sind und eine derartige
Luftströmung
aufrechterhalten wird, daß es
nicht zum Aufschmelzen des Schnittabfalls kommt. Bei diesem Gerät ist der
Filter ohne Öffnung
des Kühlraums durch
ein ausziehbares Teil an der Geräteaußenseite zugänglich.
Allerdings ist die Aufrechterhaltung der Kühlung des Filters damit verbunden,
daß der
kalte Luftstrom immer aufrechterhalten werden muß. Da eine Temperatur von unterhalb –10°C gefordert
wird, ist dies nicht unproblematisch, insbesondere, wenn eine Öffnung des
Kühlraums
für Arbeiten
am Mikrotom erfolgen muß.
In einem solchen Fall kann ein zusätzlicher Filterwechsel erforderlich
sein. Es kommt außerdem
durch den dauernden Luftstrom zu einer stärkeren Luftverwirbelung im
Kühlraum
und trotz Rückführung der
gekühlten
Luft nach dem Filterdurchlauf zu einem verstärkten Zutritt von Außenluft mit
der Folge einer erhöhten
Vereisungsgefahr.
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Eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art, jedoch ohne gekühlten Filter,
ist aus der
DE 198 03
966 A1 bekannt. Dort wird das o.g. Problem des Verstopfens
des Filters auf andere Weist gelöst.
Diese Schrift lehrt, dem Filter einen Behälter vorzuordnen, der mit einer
desinfizierenden Flüssigkeit
gefüllt ist.
Die Schnitte mit Schnittabfällen
werden in diesen Behälter
gesaugt und fallen in die Flüssigkeit,
wobei die Schnittabfälle
durch die Flüssigkeit
gebunden und mit dieser entsorgt werden. Erst der auf diese Weise
gereinigte Luftstrom gelangt zum Luftfilter, so daß sich dieser
auch nicht mehr zusetzen kann. Dies ist jedoch ein anderer Lösungsweg
als der des o.g. Standes der Technik. Der Unterschied besteht darin, daß der Filter
zwar nicht mehr gekühlt
werden muß, dafür ist jedoch
der erwähnte
Behälter
erforderlich, ebenso der Wechsel der Flüssigkeit und das Entfernen
der Schnitte aus dieser Flüssigkeit,
was jedoch einen zusätzlichen,
unerwünschten
Aufwand bedeutet.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß der Filter bei leichter Zugänglichkeit
immer in ausreichendem Maß gekühlt ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zum Entfernen des Schnittabfalls, der beim Schneiden
einer gefrorenen Probe mit einem Mikrotom im Inneren des Kühlraums
eines Kryostaten anfällt,
mit mindestens einer im Schneidbereich angeordneten Einsaugöffnung,
einer Saugvorrichtung, einer aus dem Kühlraum herausführenden
Transportstrecke und mindestens einem außerhalb des Kühlraums
des Kryostaten in einer Kühlkammer
mit einer Kühleinrichtung
angeordneten Filter zur Aufnahme des Schnittabfalls, wobei die Transportstrecke
durch den Filter hindurchführt
und wobei die Kühleinrichtung
derart ausgebildet ist, daß sie von
der Kälteerzeugung
des Kryostaten mitversorgt wird.
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Auf
diese Weise läßt sich
eine ausreichende Kühlung
des Filters unabhängig
von der Luftströmung
realisieren, es ist also nicht erforderlich, diese immer aufrechtzuerhalten.
Die Luftströmung
kann auch unterbrochen werden, wenn beispielsweise gerade keine
Probe geschnitten wird. Es wird kein Raum innerhalb des Kühlraums
für den
Filter beansprucht und er ist deshalb bei Arbeiten in diesem auch
nicht im Weg. Der Filter läßt sich
ohne weiteres an einer beliebigen Stelle des Kryostaten anbringen, vorzugsweise so,
daß er
auf bedienungsfreundliche Weise zugänglich ist. Je nach Ausgestaltung
ist es auch möglich,
den Filter unabhängig
vom Kryostaten zu kühlen
oder über
eine gewisse Zeitspanne unabhängig
vom Kühlraum
kalt zu halten, um dadurch beispielsweise zu vermeiden, daß der Filtereinsatz öfter, als
durch seine Füllung
mit Schnittabfall nötig,
gewechselt werden muß.
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Bei
dieser Vorrichtung ist die Kühleinrichtung derart
ausgebildet, daß sie
von der Kälteerzeugung des
Kryostaten mitversorgt wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Kühleinrichtung
von einem Kompressor für
die Kälteerzeugung
für den
Kryostaten mit Kältemittel
mitversorgt wird. Dabei ist es möglich, daß die Kühleinrichtung
der Kühlkammer
zur Kühleinrichtung
des Kryostaten in Reihe oder parallel geschaltet ist.
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Außer der
unmittelbaren Versorgung der Kühleinrichtung
der Kühlkammer
mit Kältemittel
kann jedoch auch vorgesehen sein, daß durch ein kälteleitendes
Element Kälte
der Kälteerzeugung
des Kryostaten zur Versorgung der Kühleinrichtung abgezweigt wird.
Dies ist dadurch möglich,
daß das
kälteleitende
Element Kälte
aus dem Kühlraum
des Kryostaten in die Kühlkammer
transportiert oder daß das kälteleitende
Element Kälte
aus einem Kältespeicher, der
von der Kälteerzeugung
des Kryostaten versorgt wird, zur Kühlkammer transportiert. Die
letzte Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Versorgung der Kühlkammer
unabhängig
von der Temperatur des Kühlraums
ist, und daß außerdem aufgrund
der Speicherkapazität
des Kältespeichers
auch Unterbrechungen im Betrieb der Kälteerzeugung des Kryostaten überbrückbar sind.
Damit ist es möglich,
die oben genannten Vorteile einer unabhängigen Kälteerzeugung trotz der Abhängigkeit
von der Kälteerzeugung für den Kryostaten
zumindest über
einen gewissen Zeitraum zu gewährleisten.
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Das
kälteleitende
Element weist vorzugsweise Einrichtungen zur Aufnahme und zur Abgabe
der Kälte
auf. Dies können
beispielsweise Lamellen oder andere flächige Elemente sein. Bezüglich der
Kühlkammer
ist die Einrichtung zur Kälteabgabe
vorzugsweise eine Innenwandung der Kühlkammer aus gut wärmeleitendem
Material.
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Insbesondere
bei der vorgenannten Ausgestaltung der Kühlkammer, jedoch auch bei allen
anderen Ausführungsformen,
ist es zweckmäßig, wenn die
Kühlkammer
außen
eine Wärmeisolation
aufweist. Auch das kälteleitende
Element weist außen zweckmäßigerweise
eine Wärmeisolation
auf, um die Verluste gering zu halten.
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Das
kälteleitende
Element kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Eine einfache Ausgestaltung
besteht darin, daß es
aus einem gut wärmeleitenden
Material besteht. Dies könnte
beispielsweise Kupfer oder Silber sein. Die Kälteleitung kann jedoch noch
effektiver ausgestaltet werden, indem das kälteleitende Element eine Heatpipe
ist, in der ein wärmetransportierendes
Medium zirkuliert. Dazu ist die Heatpipe innen hohl, mit dem wärmetransportierenden
Material gefüllt
und weist eine schrägliegende
oder eine vertikale Anordnung auf. Die Heatpipe ist vorzugsweise
an Ihren Enden im Inneren mit Einrichtungen ausgestattet, die der
Verdampfung und der Kondensation des wärmetransportierenden Mediums
dienen. Dabei kann es sich um Lamellen an den jeweiligen Enden des
Innenraums handeln.
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Die
Kühlkammer
wird vorzugsweise an einer Außenseite
des Kryostaten zum Wechsel des Filtereinsatzes des Filters öffenbar
angeordnet. Dabei ermöglicht
die Erfindung eine relativ unabhängige
Anordnung, die dadurch unter dem Gesichtspunkt der Bedienfreundlichkeit
vorgenommen werden kann.
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Bei
dieser Vorrichtung ist es auch möglich, mehrere
Filter anzuordnen, wobei nachfolgende Filter gekühlt oder ungekühlt sein
können.
Vorzugsweise wird vorgesehen, daß dem mindestens einen gekühlten Filter
mindestens ein ungekühlter
Feinfilter nachgeordnet ist. Dieser dient dann zur Aufnahme feinster
Partikel, insbesondere auch der Aufnahme von Bakterien. Da nicht
viel Material in diesen Filter gelangt, dauert es relativ lange,
bis die Poren verstopft sind und der Filtereinsatz gewechselt werden muß. Daher
ist auch das Problem des Aufschmelzens nicht so relevant, daß eine Kühlung erforderlich ist.
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Die
Vorrichtung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
erläutert.
Es zeigen
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1 ein Ausführungsbeispiel
mit einem kälteleitenden
Element zwischen Kühlraum
und Kühlkammer,
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2 ein Ausführungsbeispiel
mit einem kälteleitenden
Element zwischen Kältespeicher
und Kühlkammer,
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3 ein verbessertes kälteleitendes
Element und
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4 ein schematisch dargestelltes
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Kühlung
des Kühlraums und
der Kühlkammer
mittels eines Kompressors erfolgt.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung, wobei ein Kryostat 1 dargestellt ist,
in dessen Kühlraum 4 ein
Mikrotom 3 angeordnet ist, welches zum Schneiden einer
histologischen Probe 2 dient. Bei diesem Schneiden fällt im Schneidbereich 5 Schnittabfall
an, der mittels einer Einsaugöffnung 6 abgesaugt
und mittels einer Transportstrecke 8 und einer Saugvorrichtung 7 aus
dem Kühlraum 4 entfernt
wird. Die Transportstrecke 8 ist als Schnittabfalleitung 28 ausgebildet,
welche durch einen Filter 10 hindurchführt, der den Schnittabfall
aus der Luft herausfiltert.
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Dabei
ist der Filter 10 in einer Kühlkammer 9 angeordnet,
damit der Schnittabfall nicht auftaut und die Poren des Filters 10 verstopft.
Um die Kühlkammer 9 zu
kühlen,
ist eine Kühleinrichtung 11 angeordnet,
welche aus einer Einrichtung 17 zur Aufnahme der Kälte im Kühlraum 4,
einem kälteleitenden
Element 15 und einer Einrichtung 17' zur Abgabe der Kälte in der
Kühlkammer 9 aufweist.
Um diese Leitung der Kälte
effektiv auszugestalten und eine entsprechende Kühlung der Kühlkammer 9 zu gewährleisten,
weist sowohl das kälteleitende
Element 15 als auch die Kühlkammer 9 eine Wärmeisolation 20 bzw. 19 auf.
Weiterhin ist die Einrichtung 17 zur Aufnahme der Kälte mit
Lamellen ausgestattet und über das
kälteleitende
Element 15 mit einer Einrichtung 17' zur Abgabe der Kälte verbunden,
die aus einem wärmeleitenden
Material besteht und die Innenwandung 18 der Kühlkammer 9 bildet.
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Die
Saugvorrichtung 7 befördert
die gereinigte Luft wieder in den Kühlraum 4 zurück. Dadurch
zirkuliert die kalte Luft und es tritt keine warme Luft hinzu. Außerdem sorgt
eine Isolation 29 des Kühlraums 4 dafür, daß keine
Kälte verlorengeht.
Der Kühlraum 4 wird
mittels einer Kälteerzeugung 12 des
Kryostaten 1 gekühlt,
welche einen Kompressor 13, eine Kühlmittelleitung 27 und
eine Kühleinrichtung 14 aufweist.
Letztere ist als Verdampfer ausgebildet und entzieht dem Kühlraum Wärme. Der
Zweck dieser Kühlung
besteht darin, daß histologische
Proben 2 in gefrorenem Zustand sauber geschnitten werden
können.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung, das zusätzlich
einen Kältespeicher 16 aufweist.
Dabei transportiert der Kompressor 13 mittels der Kühlmittelleitung 27 das
Kühlmittel
zuerst in den Kältespeicher 16,
welcher gleichzeitig diese Kälte
an die Einrichtung 17 und das kälteleitende Element 15 abgibt
und zusätzlich
eine gewisse Kältekapazität aufweist,
um eine Unterbrechung der Kühlmittelförderung überbrücken zu
können.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Kühlkammer 9 auch bei
Unterbrechungen des Antriebs des Kompressors 13 über einen
gewissen Zeitraum weiter mit der im Kältespeicher 16 gespeicherten
Kälte versorgt
wird. Zusätzlich zur
Darstellung in 1 ist
hier nach dem Filter 10 ein Feinfilter 25 angeordnet,
der nicht gekühlt
ist. Dieser dient dazu, feinste Partikel und Bakterien aus der Luft
herauszufiltern. Ansonsten entsprechen die Bezugszeichen dem bereits
zu 1 erläuterten
mit den dort erläuterten
Funktionen.
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3 zeigt ein verbessertes
kälteleitendes Element 15,
das als Heatpipe 21 ausgebildet ist. Auch dieses kälteleitende
Element 15 ist mit einer Einrichtung 17 zur Aufnahme
der Kälte
ausgestattet, das in einem Kühlraum 4 oder
in einem Kältespeicher 16 angeordnet
ist. Am anderen Ende der Heatpipe 21 befindet sich eine
Einrichtung 17' zur
Abgabe der Kälte
an die Kühlkammer 9 mit
dem Filter 10, wobei diese als eine Innenwandung 18 der
Kühlkammer 9 ausgebildet
ist, welche aus gut wärmeleitenden
Material, beispielsweise Silber oder Kupfer, besteht. Heatpipe 21 und
die Innenwandung 18 der Kühlkammer 9 sind von
Wärmeisolationen 20 und 19 umgeben.
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Die
Heatpipe 21 ist hohl ausgebildet und mit einem wärmetransportierenden
Medium 22 gefüllt. Dabei
ist die Heatpipe 21 schräg oder vertikal ausgerichtet,
damit das wärmetransportierende
Medium 22 in Richtung der Pfeile 30 zirkulieren
kann. Dabei nimmt das wärmetransportierende
Medium 22 an einer Einrichtung 23 zur Kondensation
des wärmetransportierenden
Mediums 22 die Kälte
auf und gibt sie am anderen Ende an einer Einrichtung 24 zur
Verdampfung des wärmetransportierenden
Mediums 22 an die Kühlkammer 9 ab.
Die Einrichtungen 23 und 24 können beispielsweise als Lamellen
ausgebildet sein, welche von dem wärmetransportierenden Medium 22 durchströmt werden.
Eine derartige Heatpipe 21 arbeitet wesentlich effektiver
als ein kälteleitendes Element 15,
das lediglich aus einem Stab aus gut wärmeleitenden Material besteht.
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4 zeigt ein schematisch
dargestelltes Ausführungsbeispiel
einer alternativen Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der der Kompressor 13 zusätzlich zur
Kühleinrichtung 14 für den Kryostaten 1 auch
die Kühlkammer 9 mit
Kälte versorgt,
indem auch dort eine Kühleinrichtung 11 angeordnet
ist, die beispielsweise als Verdampfer ausgebildet, den Filter 10 kühlt. Bei
dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, daß die Kühlmittelleitung 27,
welche der Kühlung
des Kühlraums 4 dient,
mittels einer Absperrung 31 unterbrochen werden kann, so
daß bei
einer Arbeitsunterbrechung des Kryostaten 1 auch der Filter 10 in
der Kühlkammer 9 für sich weitergekühlt werden
kann, um einen Wechsel des Filtereinsatzes bei einer Wiederinbetriebnahme
des Kryostaten 1 zu vermeiden. Bei der schematischen Darstellung
wurden zur Vereinfachung Mikrotom 3 und Schnittabfalleitung 28 weggelassen
und auch die übrigen
Elemente lediglich bezüglich
ihrer Funktionsanordnung dargestellt. Selbstverständlich ist
auch eine Ausgestaltung möglich,
bei der die Kühleinrichtung 11 der Kühlkammer 9 mit
der Kühleinrichtung 14 des
Kryostaten 1 in Reihe geschaltet ist.
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Beliebige
Kombinationen aller vorgenannten Elemente sind denkbar, um für den jeweiligen
Bedarf eine optimale Kühlung
des Filters 10 zu erzielen, beispielsweise auch eine Kombination
eines kälteleitenden
Elements 15 und eines Peltierelements, um letzteres nur
dann zu betreiben, wenn die Kälteerzeugung 12 der
Kryostaten 1 abgestellt ist.