DE19803966A1 - Absaugeinrichtung für Schnittabfälle bei einem Kryostat-Mikrotom - Google Patents

Description

Aus der US-A 5 255 585 ist eine Absaugeinrichtung für Kryostat- Mikrotome bekannt, bei der zumindest ein erster Filter im Innenraum des Kryostaten angeordnet ist. Durch diesen ersten Filter werden die beim Anschneiden eines Präparates entstehenden Schnittabfälle aufgefangen und entsprechend der Kryostat-Temperatur bei Temperaturen im Bereich zwischen -10°C und -40°C in gefrorenem Zustand aufbewahrt. Optional kann dem Filter ein bakteriologisches Filter nachgeschaltet sein, durch das die das erste Filter passierenden mikroskopischen Partikel zurückgehalten werden, bevor die Abluft der Absaugeinrichtung an die Umgebung des Kryostaten abgegeben wird. Nachteilig bei diesem System ist der permanente Austausch der gekühlten Luft im Kryostaten gegen wesentlich wärmere Umgebungsluft. Zum Aufrechterhalten einer stabilen Kryostattemperatur, insbesondere bei Tieftemperaturbetrieb, ist dadurch eine erhebliche Kühlleistung des Kryostaten erforderlich. Nachteilig ist weiterhin, daß die von der Absaugeinrichtung an die Umgebung abgegebene Luft zwar gefiltert und bei Verwendung eines bakteriologischen Filters auch teilweise von Bakterien befreit ist; eine wirksame Entkeimung der abgegebenen Luft kann jedoch durch die mechanische Reinigung nicht erreicht werden.

Eine weitere Absaugeinrichtung für Kryostat-Mikrotome wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung Vacutome angeboten. Diese Absaugeinrichtung weist innerhalb des Kryostaten einen Behälter mit einem Papierfilter zum Auffangen der Schnittabfälle auf. Im Gegensatz zur US-A 5 255 585 arbeitet diese Absaugeinrichtung nach dem Prinzip der Umwälzung, d. h. der Luftstrom der Absaug­ einrichtung wird nach der mechanischen Reinigung durch das Papierfilter in den Kryostaten zurückgeleitet. Dadurch wird eine starke Zufuhr von Umgebungsluft in den Kryostaten vermieden. Eine vollständige oder annähernd vollständige Desinfektion des Luftstromes findet jedoch auch hier nicht statt. Deshalb kann es hier zu einer Kontaminierung der Luft im Kryostaten und dadurch zu einer Anreicherung des zu schneidenden Präparates mit Krankheitserregern kommen. Außerdem wird die kontaminierte Luft beim Öffnen des Kryostaten auch an die Umgebung abgegeben.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Absaugeinrichtung für Schnittabfälle bei einem Kryostat-Mikrotom, bei der sowohl eine Kontaminierung der Umgebung des Kryostaten mit eventuellen Krankheitserregern des zu schneidenden Präparates als auch eine Anreicherung des zu schneidenden Präparates mit Krankheits­ erregern weitgehend vermieden wird.

Dieses Ziel wird durch eine Absaugeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Absaugeinrichtung weist ein Filter zum Trennen des Luftstromes von den Schnittabfällen und eine diesem Filter nachgeschaltete Einrichtung zur Desinfektion und Entkeimung der Luft innerhalb des Luftstromes der Absaug­ einrichtung auf. Zur Entkeimung kann beispielsweise eine Heizung vorgesehen sein, durch die der Luftstrom der Absaugeinrichtung auf keimtötende Temperaturen aufgeheizt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Luftstrom der Absaugeinrichtung auch einer keimtötenden Strahlung, beispielsweise einer elektromagnetischen Strahlung im Wellenlängenbereich unter 300 nm, ausgesetzt sein.

Der Filter zum Abtrennen der Schnittabfälle aus dem Luftstrom der Absaugeinrichtung ist vorzugsweise als ein zur Aufnahme einer desinfizierenden Flüssigkeit bestimmter Behälter ausgebildet. Der Luftstrom der Absaugeinrichtung wird dabei oberhalb des vorgesehenen Flüssigkeitsstandes in den Behälter hinein bzw. aus dem Behälter herausgeführt. Die abgesaugten Schnittabfälle fallen bei dieser Anordnung in die Desinfektionsflüssigkeit, so daß bei einer eventuellen Kontaminierung der Schnittabfälle mit Krankheitskeimen diese in der Desinfektionsflüssigkeit abgetötet werden. Die Schnitt­ abfälle können dadurch problemlos bei Bedarf zusammen mit der Desinfektionslösung entsorgt werden.

Der Flüssigkeitsbehälter ist dabei vorzugsweise außerhalb des Kryostatinnenraumes angeordnet. Dadurch wird zum einen der Raumbedarf innerhalb des Kryostaten reduziert und zum anderen können problemlos auch Desinfektionsflüssigkeiten eingesetzt werden, deren Gefrierpunkt oberhalb der Arbeitstemperatur des Kryostaten liegt.

Prinzipiell könnte die von Schnittresten befreite und entkeimte Luft wie nach der eingangs genannten US-A 5 255 585 problemlos an die Umgebung abgegeben werden. Bevorzugt wird der Luftstrom der Absaugeinrichtung jedoch nach der Abtrennung der Schnitt­ abfälle und nach der Desinfektion der Luft in den Kryostaten zurückgeleitet, um das Nachströmen warmer Umgebungsluft in den Kryostaten zu reduzieren. Bei einem solchen nach dem Prinzip der Umwälzung arbeitenden System sollte im Luftstrom der Absaugeinrichtung vor der Zurückleitung des Luftstromes in den Kryostaten ein Gasfilter zum Abtrennen der Dämpfe der desinfizierenden Flüssigkeit von der Luft vorgesehen sein. Dadurch wird vermieden, daß Dämpfe der Desinfektionsflüssigkeit in den Kryostaten gelangen, die sich dort in flüssiger oder fester Form niederschlagen und dadurch die Funktion des Mikrotoms beeinträchtigen würden, oder die Bedienpersonen gesundheitlich beeinträchtigen würden. Weiterhin sollte ein Wärmetauscher zur Rückkühlung des Luftstromes vor dessen Rückführung in den Kryostaten vorgesehen sein.

Bei einem Kryostat-Mikrotom mit einer erfindungsgemäßen Absaugeinrichtung können somit sämtliche Filter, die Einrichtung zur Desinfektion und Entkeimung des Luftstromes und auch ein oder mehrere hintereinander geschaltete Wärmetauscher zur Rückkühlung des Luftstromes außerhalb des Kryostaten angeordnet sein.

Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung anhand der in der Figur dargestellten Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.

Der in der Figur dargestellte Kryostat weist eine thermisch isolierende Kryostatwandung (1a) und einen gegenüber der Umgebungstemperatur auf Arbeitstemperaturen zwischen -10°C und -40°C abgekühlten Kryostatinnenraum (1) auf. Für die Abkühlung des Kryostaten ist ein konventionales, weiter unten noch detaillierter beschriebenes Kühlsystem vorgesehen.

Innerhalb des Kryostatinnenraumes (1) ist das hier nur schematisch durch den Messerträger (4) und den entlang einer Linearführung (3) bewegbaren Präparatträger (2) angedeutete Mikrotom angeordnet. Zur Schnittabnahme wird der Präparatträger (2) entlang der Linearführung (3) bewegt und dabei in bekannter Weise über ein in den Messerträger (4) eingespanntes Schneid­ messer, dessen Messerkante senkrecht zur Zeichenebene steht, geführt. Das Mikrotom selbst- kann beispielsweise entsprechend der WO 96/05495 oder der noch nicht veröffentlichten Anmeldung DE 195 28 180.2 der Anmelderin ausgebildet sein.

Für die Absaugung der Schnittabfälle ist im Bereich der Basis des Mikrotoms eine Rohrleitung (5) vorgesehen, die an eine Bohrung innerhalb des Messerträgers (4) angeschlossen ist. Die Bohrung innerhalb des Messerträgers (4) mündet an der schräg nach vorn geneigten Rückenfläche (4a) des Schneidmessers. Ein entsprechender Messerträger ist aus der WO 94/28390 der Anmelderin bekannt, auf die hinsichtlich des konkreten Aufbaus des Messerträgers (4) verwiesen sei.

Das andere Ende der Rohrleitung (5) ist ohne Zwischenschaltung weiterer Komponenten aus dem Kryostatinnenraum (1) heraus­ geführt und mündet von oben in einen luftdicht verschlossenen Behälter (6). Der Behälter (6) ist mit einer desinfizierenden Flüssigkeit (7) befüllt, wobei die Leitung (5) oberhalb des Flüssigkeitsstandes in den Behälter (6) einmündet. Als geeignete desinfizierende Flüssigkeiten (7) kommen Formaldehyd, Glutaraldehyd, Peressigsäure, Wasserstoffperoxid, Bleichlösungen oder über 70%ige Äthanol- oder Propanollösungen in Betracht. In den Behälter (6) mündet ein weiteres Saugrohr (8) oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche der desinfizierenden Flüssigkeit ein. Dieses weitere Saugrohr (8) ist über einen Gasfilter (9) und ein Magnetventil (10) an die Ansaugseite einer Pumpe (11) angeschlossen. Beim Betrieb der Pumpe (11) wird dadurch im Behälter (6) und in der Rohrleitung (5) ein Unterdruck erzeugt, durch den die am Mikrotom erzeugten und auf der Rückseite (4a) des Messerträgers (4) liegenden Schnitte abgesaugt werden. Durch den Unterdruck werden die abgesaugten Schnitte durch die Rohrleitung (5) transportiert und fallen beim Austritt aus dem Mündungsende der Rohrleitung (5) in die desinfizierende Flüssigkeit (7) innerhalb des Behälters (6). Die Schnittabfälle werden dadurch in der desinfizierenden Flüssigkeit (7) gebunden und können bei Bedarf gemeinsam mit der desinfizierenden Flüssigkeit (7) entsorgt werden, indem die desinfizierende Flüssigkeit (7) mit den Schnittabfällen durch ein Ablaßventil (23) im Boden des Behälters (6) abgelassen wird. Alternativ, insbesondere wenn kein Ablaßventil am Behälter (6) vorhanden ist, kann der Behälter (6) von der Rohrleitung (5) und dem Saugrohr (8) getrennt und dann zum Entleeren entfernt werden.

Der aus dem Behälter (6) abgesaugte Luftstrom ist mit Gasen der Desinfektionsflüssigkeit angereichert. Durch das Gasfilter (9), beispielweise ein Aktivkohle als Filtermaterial enthaltendes Adsorptionsfilter, werden die Dämpfe der desinfizierenden Flüssigkeit von der Luft getrennt, wobei die Dämpfe der desinfizierenden Flüssigkeit in dem Gasfilter (9) aufgefangen werden.

Die Druckseite der Pumpe (11) ist zunächst an eine thermische Desinfektionseinrichtung angeschlossen. Diese besteht aus einem Glasrohr (12), in das eine spiralförmig gebogene Heizwendel (13), z. B. ein Stahl- oder Konstantandraht, ein­ gelegt ist. Die beiden Enden der Heizwendel (13) sind aus dem Glasrohr (12) hinausgeführt und an eine nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen. Durch den Strom durch die Heizwendel (13) wird die Heizwendel auf etwa 200°C aufgeheizt, wodurch die durch das Glasrohr (12) transportierte Luft auf eine Temperatur erwärmt wird, die zu einer Abtötung der in der Luft befindlichen Keime und Viren geeignet ist. Entsprechende Temperaturen des Luftstromes liegen beispielsweise bei ca. 100°C.

Damit bei einer gleichzeitig kompakten Anordnung das Glasrohr (12) eine für die Erwärmung der Luft ausreichende Länge hat, ist das Glasrohr (12) spiral- oder meanderförmig gebogen.

Zur Sicherheit ist der thermischen Desinfektion eine zweite Entkeimungsstufe nachgeschaltet. In dieser zweiten Entkeimungs­ stufe wird der Luftstrom einer keimtötenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt. Dazu ist ein Quarzglaskolben (14) vorgesehen, durch den der Luftstrom geführt wird. Der Quarzglaskolben (14) wird von außen durch einen UV-Strahler mit einer Lichtwellenlänge unter 254 nm bestrahlt, wodurch eine Keimtötung durch Strahlung erfolgt. Bei Verwendung einer UV-Licht­ wellenlänge unter 200 nm wird ein Teil der Luft innerhalb des Quarzglaskolbens (14) in Ozon umgewandelt, wodurch zusätzlich eine chemische Vergiftung im Luftstrom eventuell noch vorhandener Krankheitskeime erfolgt.

Nach Durchlauf der beschriebenen zweistufigen Entkeimungs­ einrichtung wird der Luftstrom in einem oder mehreren zur Abkühlung dienenden Wärmetauschern (16, 17) wieder auf eine Temperatur abgekühlt, die annähernd der Temperatur im Kryostatinnenraum entspricht und nachfolgend über eine Rohrleitung (18) wieder in den Kryostatinnenraum zurückgeführt. Die Wärmetauscher (16, 17) zur Rückkühlung des Luftstromes sind dabei mit an den Kühlkreislauf des Kryostaten angeschlossen. Der Kühlkreislauf des Kryostaten weist einen konventionellen Aufbau mit einem Kompressor (19), einem auf der Druckseite des Kompressors (19) angeordneten Wärmetauscher (16) und einer dem Wärmetauscher (20) nachgeschalteten Drossel (21) auf. Das durch den Kompressor (19) verdichtete gasförmige Kältemittel wird durch die durch einen Ventilator (20) herangeblasene Umgebungs­ luft im Wärmetauscher (16) auf die Verflüssigungstemperatur abgekühlt und gibt dabei Wärme an die Umgebung ab. Das abgekühlte Kältemittel durchläuft die Drossel (21) und expandiert in einem Wärmetauscher (22) im Kryostatinnenraum (1), durch den der Kryostatinnenraum (1) auf die gewünschte Betriebstemperatur abgekühlt wird. Nach Austritt aus diesem Wärmetauscher (22) durchläuft das Kältemittel den Wärmetauscher (17) für die Rückkühlung des Luftstromes der Absaugeinrichtung und zwar im Gegenstromverfahren derart, daß das Kältemittel den Wärmetauscher (17) entgegen zur Bewegungsrichtung des Luft­ stromes der Absaugeinrichtung durchläuft. Nach Austritt aus dem Wärmetauscher (17) wird das erwärmte Kältemittel erneut im Kompressor (19) komprimiert und für den nachfolgenden Zyklus im Wärmetauscher (16) erneut abgekühlt. Durch die Einbindung der Rückkühlung für den Absaugluftstrom in den ohnehin vorhandenen Kühlkreislauf für den Kryostaten werden demzufolge nur ein einfacher Wärmetauscher (17) und ein Doppelwärmetauscher (16) zusätzlich benötigt, so daß der Zusatzaufwand für die Rück­ kühlung des Absaugluftstromes relativ gering ist. Der Doppel­ wärmetauscher (16) bewirkt dabei eine Abkühlung des Luftstromes der Absaugeinrichtung auf etwa Umgebungstemperatur und der einfache Wärmetauscher (17) auf etwa Kryostattemperatur.

Parallel zur Pumpe (11) ist noch ein die Ein- und Ausgangsseite der Pumpe miteinander verbindender Bypass (24) geschaltet. Über diesen Bypass (24) kann der Luftstrom zirkulieren, wenn das Magnetventil (10) geschlossen ist.

Das Magnetventil (10) dient zur Entlastung des Kühlsystems. Das Magnetventil (10) ist dazu über eine nicht dargestellte elektronische Steuerung mit der Bewegung des Präparatträgers (2) derart gekoppelt, daß das Magnetventil (10) geöffnet wird, wenn sich das zu schneidende Präparat kurz oberhalb der Messer­ kante befindet und wieder geschlossen wird, wenn das Präparat die Messerkante vollständig passiert hat und demzufolge der Schnitt abgenommen ist. Die Schaltzeitpunkte für das Öffnen und Schließen des Magnetventils sind entsprechend der Größe des Präparates einstellbar. Eine entsprechende elektronische Steuerung ist bereits aus der von der Anmelderin unter der Bezeichnung "Vacutome" angebotenen Absaugeinrichtung bekannt und braucht deshalb an dieser Stelle nicht detailliert beschrieben zu werden.

Claims (11)

1. Absaugeinrichtung für Schnittabfälle bei einem Kryostat- Mikrotom, wobei im Luftstrom der Absaugeinrichtung ein Filter (6) zum Trennen des Luftstromes von den Schnitt­ abfällen und dem Filter (6) eine Einrichtung (12, 13, 14, 15) zur Desinfektion und Entkeimung der Luft nachgeschaltet ist.

2. Absaugeinrichtung nach Anspruch 1, wobei als Filter ein zur Aufnahme einer desinfizierenden Flüssigkeit (7) bestimmter Behälter (6) vorgesehen ist, in den der Luft­ strom der Absaugeinrichtung oberhalb des vorgesehenen Flüssigkeitsstandes eingeleitet wird.

3. Absaugeinrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Gasfilter (9) zur Abtrennung der Dämpfe der desinfizierenden Flüssigkeit (7) in dem aus dem Behälter (6) abgesaugten Luftstrom vorgesehen ist.

4. Absaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Flüssigkeitsbehälter (6) außerhalb des Kryostat­ innenraumes (1) angeordnet ist.

5. Absaugeinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Luftstrom nach Abtrennung der Schnittabfälle und nach Durchlauf der Einrichtung zur Desinfektion und Entkeimung (12, 13, 14, 15) in den Kryostatinnenraum (1) zurückgeleitet ist.

6. Absaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei zur Entkeimung eine Aufheizung des Luftstromes auf eine keimtötende Temperatur erfolgt.

7. Absaugeinrichtung nach Anspruch 6, wobei zur Aufheizung des Luftstromes ein Glasrohr (12) mit einer eingelegten Heizwendel (13) vorgesehen ist.

8. Absaugeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine Rückkühlung (16, 17) zur Rückkühlung des Luftstromes vor der Rückführung in den Kryostatinnenraum (1) vorgesehen ist.

9. Absaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei zur Entkeimung der Luftstrom einer UV-Strahlung oder einer anderen kurzwelligen elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird.

10. Kryostat-Mikrotom mit einer einen Kryostatinnenraum (1) aufweisenden Kryostatkammer, einer Kühleinrichtung (19, 16, 21, 22), einem in der Kryostatkammer (1) angeordneten, einen Präparatträger (2) und einen Messerträger (4) aufweisenden Mikrotom und einer Absaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-9.

11. Kryostat-Mikrotom nach Anspruch 10, wobei sämtliche Filter (6), die Einrichtung zur Desinfektion und Entkeimung (12, 13, 14, 15) des Luftstromes und ein oder mehrere hinter­ einander geschaltete Wärmetauscher (16, 17) zur Rück­ kühlung des Luftstromes außerhalb des Kryostatinnenraumes (1) angeordnet sind.