DE202011105073U1

DE202011105073U1 - In Situ Desinfektion mittels Diamant-Elektrolyse von Dialyse-Abflussrohren, Abflussbecken

Info

Publication number: DE202011105073U1
Application number: DE202011105073U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-27
Filing date: 2011-08-27
Publication date: 2012-11-30
Anticipated expiration: 2021-08-28

Abstract

Selbstdesinfizierendes Abflussrohr einer Hämodialyseeinrichtung dadurch gekennzeichnet dass es durch 01 Integrierung einer Elektrolyse-Zelle möglich wird In-Situ Oxidantien, resp. Desinfektionsmittel elektrolytisch zu erzeugen, die es ermöglichen Biofilme im Abflussrohr auf zu oxidieren und Bakterien abzutöten.

Description

Vorwort
Anfang der 1990 Jahre wurde die chemische Desinfektion von Dialysegeräten durch eine Entwicklung (Hospal Medizintechnik GmbH), die umweltfreundliche Thermische Desinfektion mit Zitronensäure entwickelt. Heute hat sich diese Desinfektionsart als Standardverfahren für Dialysegeräte weltweit etabliert. Diese chemiefreie Desinfektion mit heissem Wasser > 80°C und 50%iger Zitronensäure reicht aus um die Dialysegeräte hygienisch einwandfrei zu desinfizieren und zu entkalken.
Bei der damals herkömmlichen chemischen Desinfektion mit Peressigsäure oder alternativ mit Natriumhypochlorid wurden die Abflussleitungen 01 (Rohre) bei der Desinfektion mit der gleichen Intensität wie auch die Dialysegeräte mit desinfiziert.
Das Wachsen von Biofilmen in diesen Rohren wurde dadurch nachhaltig verhindert. Kalkablagerungen, bedingt durch das Ausfällen von NaHCO³, konnten durch Verwendung von Peressigsäure die eine gute Desinfektion und Entkalkung kombinierte, oder auch nur mit kalter, hochprozentiger Zitronensäure abgebaut werden.
Die thermische Desinfektion inkl. Zitronensäure hat aber keine Wirkung auf den Abbau des Biofilmes ausserhalb des Dialysegerätes. Die Temperatur in den Dialysegeräten beträgt zwar > 80°C, ist aber bei der Abkühlphase und Spülung der Dialysegeräte auch durch die integrierten Wärmetauscher der Dialysegeräte in den Abflussrohren nicht mehr hoch genug um auch dort zu Desinfizieren. Die gering konzentrierte Zitronensäure ist ja nur im heissen Zustand sehr wirkungsvoll gegen Kalk und Bakterien.
Biofilme können als Folge davon in den Abflüssen ungehindert wachsen und bilden so permanent eine hohe Infektionsquelle. Biofilme und Ablagerungen können Abflussrohre so verändern, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren reduziert und es zum Rückstau des abfliessenden Dialysats kommen kann. Die Biofilme in den Abflussrohren und Siphons sind ohne Desinfektion als Infektionsquelle bekannt und hygienisch als permanente Bakterienquelle einzustufen.
Die modernen Behandlungsverfahren HDF oder AFB mit Hochleistungsdialysatoren (High-Flux) filtrieren auch geringe Mengen Eiweisse bei einer Hämodialyse aus dem Blut. Die Folge davon sind Schaumbildungen in und Leckagen aus den Abflüssen heraus. Das austretende, kontaminierte, gebrauchte Dialysat und der Eiweiss-Schaum sind als hoch infektiös einzustufen und können Patienten und Personal retrograt gefährden. Aufsteigende und Implodierende Schaumblasen z. B. aus den Abflussrohren können Aerosole enthalten, die den ganzen Dialyseraum inkl. Personal und Patienten kontaminieren.
Einerseits ist gebrauchtes Dialysat und darin enthaltene Körperinhaltsstoffe schon als Infektiös eingestuft, andererseits kommt das Dialysat zusätzlich auch noch mit den in den Abflussrohren befindlichen Biofilmen und den darin befindlichen Erregern in Kontakt.
Ziel dieser Entwicklung war es eine einfache, unabhängige, automatische und kostengünstige Desinfektion-Methode für kontaminierte Abflussrohre zu entwickeln um die mikrobiologische Sicherheit und geforderte Hygiene in einer Dialyse-Behandlungs-Einheit zu ermöglichen.
Einführung
Die Beschreibung zeigt ein DDM (Drain Desinfektion Modul), 01 das eine wirkungsvolle Desinfektion und damit den nachhaltigen Abbau des Biofilmes sowie die Entkalkung der Rohre realisiert um einen ungefährdeten hygienischen Dialysebetrieb zu ermöglichen.
Die Erfindung basiert auf die bekannte Elektrolyse von Wasser oder wässrigen Lösungen. Aber erst die die moderne Bor-Dotierte-Diamantelektrolyse mit synthetischen Industriediamanten macht den Einsatz für die Elektrolyse wirtschaftlich sinnvoll und technisch für eine Dialysestation möglich. Diese Erfindung verwendet eine speziell hergestellte Diamant-Elektrolyse-Zelle.
Funktionsweise der Diamant-Elektrolyse
Das Wasser im Abflussrohr ist durch das abfliessende verbrauchte Dialysat (Tagbetrieb) oder durch die Beimischung von A-Konzentrat* (Nachtbetrieb) leicht salzhaltig und besitzt eine Leitfähigkeit von ca. 14 mS/cm. Das NaCl wird durch den Gleichstrom innerhalb der Diamant-Elektrolyse-Zelle zwischen mindesten zwei Zellen elektrolytisch aufgespalten.
Natrium (Na) und Wasserstoff (H) konzentrieren sich am Minus Pol der Diamantelektrode. Am Plus Pol konzentriert sich Chlor (CL) mit Sauerstoff (O). Natrium (Na) ist sehr reaktionsfreudig und bildet mit dem Wasser (H²O) Natriumhydroxid NaOH. Dieses Natriumhydroxid reagiert wiederum mit dem Chlor und es wird Natriumhypochlorid NaOCl gebildet. Natriumhypochlorid ist für die gute Desinfektion im Abflussrohr verantwortlich, da es die Mikroorganismen und Biofilme nachhaltig aufoxidiert. Im Abflussrohr gibt diese Verbindung den Sauerstoff durch Oxidation mittelfristig ab und es entsteht wieder NaCl.
Das Abflussrohr ist nur im Nachtbetrieb ein Zirkulations-System, da NaOCl zwar generiert aber mit geringem Verlust wieder rekombiniert wird. Durch die permanente Zirkulation der Desinfektion-Flüssigkeit im Abflussrohr über die Diamant-Elektrolyse-Zelle werden Ressourcen gespart und somit die Umwelt auch weniger belastet, aber eine sehr effektive Desinfektion erreicht.
Nachtbetrieb mit Natriumhypochlorid:
Das für die Desinfektion benötigte Chlor wird nur im Nachtbetrieb, wenn sich kein Dialysat mehr in den Abflussrohren befindet, aus dem A-Konzentrat (34 oder 44 fach konzentriert) der Dialysestation durch eine Diamant-Elektrolyse-Zelle erzeugt. Die sehr geringe Menge an A-Konzentrat (ca. 30 ml/Liter Abflussrohr-Volumen) wird nur in den Nachtstunden benötigt und automatisch dem Abflussrohr zugemischt um eine Leitfähigkeit von ca. 14 mS/cm zu erzeugen die mit 140 mmol/l NaCl für das Synthetisieren von Chlor erforderlich ist.
Tagbetrieb mit Natriumhypochlorid:
Während der Dialysebehandlung wird das verbrauchte Dialysat im Abflussrohr mit einer durchschnittlicher Leitfähigkeit von ca. 14 mS/cm, das aus den Dialysegeräten stammt, dazu benutzt um elektrolytisch Chlor zu generieren.
Nachtbetrieb mit OZON/Wasserstoffperoxid im Wasser:
Die Technologie der Bor-Dotierten-Diamant-Elektrolysezelle bietet bei sehr niedriger Leitfähigkeit alleine durch höhere Betriebsspannung an den Diamantelektroden (bis 80 V) auch die Möglichkeit direkt im Wasser der Abflussrohre Ozon und Wasserstoffperoxid zu generieren. Beim Spülen der Dialysegeräte nach der Dialysebehandlung wird ausschliesslich sauberes, endmineralisiertes* Wasser aus einer RO-Anlage verwendet. Nach dieser Spülphase befindet sich Permeat (Dialysewasser) in den Dialysegeräten und in den Abflussrohren. Alternative wurden die Dialysegeräte evtl. vorher Thermisch mit Zitronensäure desinfiziert und schalten ohne zu spülen (ohne Abkühlphase) automatisch aus. Das erforderliche Spülen wird dann vor Beginn der nächsten Dialyse oder am nächsten Dialysetag automatisch durchgeführt. Für die Desinfektion mit hoch wirksamen Oxidantien in der Nacht wird kein zusätzliches Wasser aus der RO-Anlage benötigt. Das befindliche Wasser in den Abflussrohren reicht für die Elektrolyse aus, da ja erfindungsgemäss das DDM nur in einer Zirkulation betrieben wird. Die Leitfähigkeit sollte dabei Ca. 1 mS/cm betragen um einen Zellstrom in der Elektrolysezelle zu ermöglichen. Eine LF-Messung kontrolliert die Leitfähigkeit ob sie sich im Betriebsfenster befindet.
Im Abflussrohr generiertes Ozon, OH-Radikale und Wasserstoffperoxid bewirkt eine hervorragend gute Oxidationswirkung auf Biofilme und Bakterien. Die Oxidantien rekombinieren sich wieder zu Wasser und Sauerstoff. Bei dieser Anwendung muss das DDM länger eingeschaltet und in Intervallen aktiviert werden um auch die reduzierte Depotwirkung kompensieren. Die Software des DDM steuert automatisch diese Funktion.
Ein abschliessendes Spülen der Abflussleitung ist in allen Modi nicht erforderlich. Sobald bei der nächsten Dialysebehandlung die Dialysegeräte in Betrieb gehen werden die Abflussrohre ja automatisch vom gelösten Schmutz befreit.
Technische Beschreibung des Drain-Desinfektion-Modul (DDM)
Das DDM ermöglicht eine vollautomatische Desinfektion der Abflussrohre einer Dialysestation. Die Desinfektion erfolgt dabei alternativ entweder mit Natriumhypochlorid oder durch Wasserstoffperoxid. Diese innovative In-Situ Desinfektion erfordert dabei KEINE Verwendung oder Zugabe von zusätzlichen chemischen Desinfektionsmitteln.
Regelmässige, manuelle Reinigungen und Desinfektionen sind nicht mehr erforderlich. Die erforderlichen Oxidantien werden direkt aus dem Wasser erzeugt, oder bei Desinfektion mit Natriumhypochlorid aus dem zugemischten A-Konzentrat im Abflussrohr mittels Diamant-Elektrolyse (BDD) in ausreichenden Mengen online erzeugt.
Im Nachtbetrieb wird das Volumen des Abflussrohres mehrfach in der Zirkulation desinfiziert. Nur Im Tagesbetrieb kann auch eine geringere Konzentration von Natriumhypochlorid wegen der permanenten Vermischung mit Dialysat aufrechtgehalten werden.
Grundsätzlich kann durch die spezielle Steuerung einer Diamant-Elektrolyse-Zelle unterschiedliche Oxidantien wie Ozon, OH-Radikale, Wasserstoffperoxid oder auch Natriumhypochlorid je nach Medium erzeugt werden.
Durch die elektrolytische Freisetzung von Chlor aus NaCl kann eine chemische Desinfektion und der Abbau des Biofilmes erreicht werden, da Chlor eine gute Depotwirkung hat.
Für die Funktion der DDM Technologie für die Abflussrohrdesinfektion ist eine Zirkulationsleitung zwingend nötig. Normalerweise müsste dazu eine externe Leitung parallel zum Abflussrohr verlegt werden, was aber mit höherem Aufwand bei einer Nachrüstung verbunden wäre.
Bei dem Einbau des DDM wird auf eine externe Zirkulationsleitung verzichtet und eine interne Zirkulationsleitung 01 verwendet, die das Nachrüsten in bestehenden Dialyseeinheiten sehr erleichtert.
Mit dem DDM wird eine geniale, interne Zirkulationsleitung ähnlich einem medizinischen „Venenkatheter” verwendet. Am Montageort des DDM wird nur eine dünne Schlauch-Leitung in das dicke Abflussrohr bis hinter den Siphon hin geschoben. 01
Der interne Schlauch endet erst hinter dem Siphon, bis vor dem Überlauf aber unterhalb des Wasserspiegels in das Fallrohr. Damit wird sichergestellt, dass auch die Sperrflüssigkeit des Siphons mit desinfiziert wird. 01
Das Natriumhypochlorid im Abflussrohr kann sehr wirkungsvoll Keime und Biofilme aufoxidieren und damit die Quelle für die oben beschriebenen Probleme (Vorwort) nachhaltig und mit Depotwirkung beseitigen. Die Desinfektion der Rohrflüssigkeit erfolgt in der Zirkulation bis zu 50 l/h über das definierte Rohrvolumen. Bei jedem Umlauf erhöht sich die Chlorkonzentration bis das freie NaCl im geschlossenen System aufgebraucht ist.
Bezugszeichenliste

1: DDM Steuergerät mit Diamantektrolysezelle und Zirkulationspumpe
2: Eingang Oxidationsmittel ins Abwasser-Sammelrohr
3: Abflüsse Dialysegeräte
4: Externe Rezirkulationsleitung
5: Abwasser-Sammelrohr
6: Gemeinsamer Siphon
7: Fallrohr
8: Ansaugrohr für Salzlösung
9: Salzlösung oder Säurekanister

Claims

Selbstdesinfizierendes Abflussrohr einer Hämodialyseeinrichtung dadurch gekennzeichnet dass es durch 01 Integrierung einer Elektrolyse-Zelle möglich wird In-Situ Oxidantien, resp. Desinfektionsmittel elektrolytisch zu erzeugen, die es ermöglichen Biofilme im Abflussrohr auf zu oxidieren und Bakterien abzutöten.
Selbstdesinfizierendes Abflussrohr nach Schutzanspruch 1 dadurch gezeichnet dass das zu desinfizierende Medium nicht vollständig, sondern nur teilweise durch die Elektrolysezelle gepumpt wird.
Selbstdesinfizierendes Abflussrohr nach Schutzanspruch 1, 2 dadurch gezeichnet, dass keine externe, zusätzliche Zirkulationsleitung verlegt werden muss. Die Zirkulationsleitung wird durch eine dünnere, in das dickere Abflussrohr, eingeschobene Kunststoffleitung realisiert.
Selbstdesinfizierendes Abflussrohr nach einem der vorherigen Schutzansprüche dadurch gezeichnet, dass die benötigte Leitfähigkeit in der zirkulierenden Flüssigkeit volumetrisch erzeugt, resp. gemischt wird.