DE202011105738U1

DE202011105738U1 - Online-Desinfektion mittels Diamant-Elektrolyse von Dialyse-Geräten

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Publication number: DE202011105738U1
Application number: DE202011105738U
Authority: DE
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Priority date: 2011-09-18
Filing date: 2011-09-18
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2021-09-19

Abstract

Online Desinfektion eines Dialysegerätes dadurch gekennzeichnet dass es durch 01 Integrierung einer Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) möglich wird In-Situ Oxidantien, resp. Desinfektionsmittel elektrolytisch zu generieren, die es ermöglichen Dialyseräte (3) damit sehr wirkungsvoll zu desinfizieren.

Description

Anfang der 1990 Jahre wurde die chemische Desinfektion von Dialysegeräten*

*: Dialysespezifischer Fachausdruck

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*: Dialysespezifischer Fachausdruck

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*: Dialysespezifischer Fachausdruck

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Während einer Bicarbonatdialyse*

*: Dialysespezifischer Fachausdruck

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*: Dialysespezifischer Fachausdruck

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*: Dialysespezifischer Fachausdruck

Ziel dieser Entwicklung war es daher eine einfache, unabhängige, automatische und kostengünstige Desinfektion-Methode für kontaminierte Dialysegeräte zu entwickeln um die hohe mikrobiologische Sicherheit und geforderte Hygiene in einer Dialyse-Behandlungs-Einheit*

*: Dialysespezifischer Fachausdruck

Einführung

1.) Die Beschreibung zeigt ein ODM (Online-Desinfektion Modul) 01 (1), das eine wirkungsvolle und anwenderfreundliche, sichere Desinfektion von Dialysegeräten realisieren kann um einen ungefährdeten hygienischen Dialysebetrieb ohne Kompromisse zu ermöglichen.
2.) Die Online-Desinfektion (OND) kann den Einsatz von chemischen und fertig abgemischten Desinfektionsmitteln aus separaten Kanistern, Tanks oder anderen Gebinden vollständig ersetzen. Eine spezielle dafür entwickelte Software ermöglicht den sicheren Einsatz auf der Dialysestation und dient der Patientensicherheit.
3.) Die Erfindung basiert auf der bekannten Elektrolyse von Wasser oder wässrigen, salzhaltigen oder sauren Flüssigkeiten zur Generierung von Oxidantien. Aber erst die moderne Diamantelektrolyse mit synthetischen Industriediamanten macht den Einsatz der Elektrolyse in der Medizintechnik wirtschaftlich sinnvoll und technisch für ein Dialysegerät erst möglich.
4.) Diese Erfindung verwendet eine speziell hergestellte wartungsfreie Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) die in ein Dialysegerät (3) integriert werden kann, oder in bestehenden Dialysegeräten auch externe installiert und so einfach nachgerüstet werden könnte. a) Beim Einbau in ein Dialysegerät (3) wird die Gerätesoftware auf die Erfordernisse der Elektrolysezelle (1) angepasst. b) Bei der externen Verwendung muss die Steuerung des ODM (1) separiert und der Zelle zugeordnet werden.
5.) Wirkungsweise der Diamant-Elektrolyse-Zelle a.) Online Desinfektion mit Natriumhypochlorit. Eine Desinfektion mit Chlor, resp. mit Natriumhypochlorit erfordert eine leicht salzhaltige Lösung die mit einer Leitfähigkeit von > 14 mS/cm die Elektrolysezelle mit ca. 300–600 ml/min durchströmt. Das NaCl wird durch den Gleichstrom innerhalb der Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) zwischen mindesten zwei erforderlichen Elektroden elektrolytisch auf engstem Raum in der Zelle aufgespalten. b.) 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 Dialysegerät verantwortlich, da es Mikroorganismen und Biofilme nachhaltig aufoxidiert. c.) Das Dialysegerät wird bei der Online Desinfektion in interner Zirkulation (2), resp. in einem verlustarmen geschlossenen Kreislaufsystem betrieben. Die Oxidantien werden in der Elektrolysezelle (1) unmittelbar und sehr schnell generiert sind aber nicht so stabil und rekombinieren mit einigen Verlusten. Durch die permanente Zirkulation der Desinfektion-Flüssigkeit über alle mit Wasser in Kontakt kommenden Komponenten des Wasserteils (2) und über die Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) werden Ressourcen gespart und somit die Umwelt weniger belastet, aber eine sehr effektive Desinfektion im Dialysegerät (3) erreicht. d.) Desinfektion mit Natriumhypochlorit: Das für die Desinfektion benötigte Chlor wird im Dialysegerät (3) nur erzeugt, wenn die Dialyseschläuche (9) und (10) auf der Spülbrücke (7) gesteckt sind und auch das entsprechende Desinfektions-Programm angewählt wird. Die sehr geringe Menge an A-Konzentrat (ca. 30 ml) wird benötigt, um eine Leitfähigkeit von > 14 mS/cm zu erzeugen die mit > 140 mmol/l NaCl für das Synthetisieren von Chlor erforderlich ist.
6.) Desinfektion mit Wasserstoffperoxid im Wasser: Die Technologie der Bor-Dotierten-Diamant-Elektrolysezelle (1) bietet bei niedriger Leitfähigkeit alleine durch höhere Betriebsspannung an den Diamantelektroden auch die Möglichkeit direkt in einem Dialysegerät Wasserstoffperoxid zu generieren. a.) Beim Spülen des Dialysegerätes nach einer jeden Dialysebehandlung wird endmineralisiertes Wasser (6) aus einer RO-Anlage (Umkehrosmose) verwendet um das zuvor verwendete Dialysat aus dem Wasserteil (2) zu entfernen. Nach dieser Spülphase befindet sich dann Permeat (6) im Dialysierflüssigkeitssystem (2). Das Dialysegerät wird dann erst Thermisch mit einer festgesetzten Konzentration von Zitronensäure entkalkt. b.) Aus der geringen elektrischen Leitfähigkeit der Zitronensäure kann die Elektrolysezelle (1) online ohne weitere Zusätze Hydroxylradikale und Wasserstoffperoxid erzeugen. Die herkömmliche Entkalkung mit Zitronensäure und die nun mögliche Desinfektion des Dialysierflüssigkeitssystems mit Wasserstoffperoxid erfolgt dabei gleichzeitig. c.) Durch das endmineralisierte Wasser wird die Verkalkung der Zelle, ebenso wie auch durch die verwendete Zitronensäure, sicher verhindert. Das erforderliche Klar-Spülen nach einer Desinfektion wird direkt vor der nächsten Dialyse, oder auch erst am nächsten Dialysetag automatisch durchgeführt. Für die wirkungsvolle Desinfektion wird nur Wasser (6) aus der RO-Anlage und Zitronensäure benötig. d.) Die Leitfähigkeit (Permeat mit Zitronensäure) sollte dabei ca. 2 mS/cm betragen um überhaupt einen Zellstrom über die Diamant-Elektrolyse-Elektroden zu ermöglichen. Eine Leitfähigkeit-Messung, die bereits im Gerät (2) vorhanden ist kontrolliert dabei ob sich die Lösung im geforderten Betriebsfenster befindet. e.) Die im Dialysegerät (2) generiertes Oxidantien, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikale haben eine hervorragende Oxidationswirkung auf Biofilme, Bakterien und Viren. Die bei der Elektrolyse entstehenden Hydroxylradikale (OH-Radikale) können im Spülwasser vorhandene Toxine oder Viren, die aus dem Dialyseprozess vorhanden sein könnten bei der Passage durch die Elektrolysezelle (1) vollständig abbauen. Restliche Hydroxylradikale rekombinieren zu Wasserstoffperoxid (H₂O₂) was sich im Weiteren ohne aktive Elektrolyse umweltfreundlich schliesslich wieder zu Wasser und Sauerstoff zersetzt. f.) Die vorher verwendete hohe Temperatur von > 80°C die auch einen erhöhten Bauteilestress zur Folge hat, kann durch dieses innovative Desinfektionsverfahren für eine optimale Entkalkungs-Temperatur auf < 50°C reduziert werden.

Ein abschliessendes Abkühlen der Dialysegeräte (3) nach dieser OND ist nicht erforderlich. Sobald bei der nächsten Dialysebehandlung die Dialysegeräte in Betrieb gehen, werden die Geräte ja automatisch immer erst gespült.

7.) Technische Beschreibung des Online-Desinfektions-Modul (ODM)
8.) Das ODM ermöglicht eine vollautomatische Desinfektion der Dialysegeräte. Die Desinfektion erfolgt dabei alternativ entweder mit Natriumhypochlorit oder Wasserstoffperoxid. Diese innovative In-Situ Desinfektion erfordert dabei KEINE Verwendung oder Zugabe von zusätzlichen chemischen Desinfektionsmitteln aus Kanistern oder Tanks.
9.) Regelmässige, manuelle Reinigungen und Desinfektionen sind nicht mehr erforderlich. Die erforderlichen Oxidantien werden direkt aus dem Wasser erzeugt, oder bei Desinfektion mit Natriumhypochlorid dem zugemischten A-Konzentrat mittels Diamant-Elektrolyse (BDD) in ausreichenden Mengen online erzeugt.
10.) Grundsätzlich kann durch die spezielle Steuerung einer Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) unterschiedliche Oxidantien wie Ozon, OH-Radikale, Wasserstoffperoxid oder auch Natriumhypochlorit je nach durchfliessendem Medium und Strom erzeugt werden.
11.) 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.
12.) Durch die elektrolytische Freisetzung von Wasserstoffperoxid kann eine chemische Desinfektion und der Abbau des Biofilmes nur aus dem Wasser (6) allein erzeugt werden.
13.) Die hier verwendete Technik des Online-Desinfektions-Moduls (1) beschreibt beide der Möglichkeiten der Online- Desinfektion von Dialysegeräten. Die Technik der Desinfektion mit Natriumhypochlorit oder Wasserstoffperoxid ist in beiden Fällen technisch gesehen identisch aufgebaut und auch alternativ anwendbar.
14.) Die Desinfektion mit Natriumhypochlorit erfordert eine Leitfähigkeit von > 14ms/cm und ist eine der effektivsten Methoden, um Dialysegeräte zwischen den Behandlungen zu desinfizieren. Natriumhypochlorid verfügt über eine extrem hohe Oxidations- und Desinfektionswirkung mit Depotwirkung. Jegliche lebende Organismen im Dialysierflüssigkeitskreislauf werden abgetötet und zugleich oxidiert.
15.) Das externe ODM 02 enthält das Netzteil, die spezielle Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) und die Software zur Steuerung des ODM. Der Durchfluss durch die Zelle wird dabei vom Dialysegerät (2) gesteuert.
16.) Das interne ODM 01 enthält die Elektrolysezelle (1), alle anderen Komponenten sind im Dialysegerät bereits vorhanden und können mitverwendet werden.
17.) Für die optimale Funktion der ODM-Technologie ist eine Zirkulation von Vorteil. Ohne Zirkulation, resp. im Single Pass kann die Effektivität der Elektrolysezelle durch eine variable Betriebsspannung erhöht oder auf die Erfordernisse geregelt werden.
17.) Bei der internen Installation des ODM wird die Elektrolysezelle (1) des Dialysegerätes an Stelle der Spülbrücke 02 (7) in den Kreislauf eingefügt. 02 Der Desinfektionsmittel-Kreislauf kann damit sicherheitstechnisch nur erfolgen, wenn die Dialysatkupplungen (11) auf die Spülbrücke gesteckt wurden und ein Durchfluss ermittel wird.

Bezugszeichenliste

1: OND Online Desinfektion (Diamant Elektrolysezelle)
2: Hydraulikkreislauf Dialysegerät
3: Gehäuse Dialysegerät
4: Wasserschlauch Anschlussnippel
5: Wasserausgang für Spülwasser
6: Wassereingang Osmosewasser
7: Spülbrücke
8: Anschlussnippel für flexiblen Silikonschlauch
9: Flexibler Silikonschlauch Zulauf
9a: Flexibler Silikonschlauch zum OND
9b: Flexibler Silikonschlauch vom OND
10: Flexibler Silikonschlauch Abfluss
11: Dialysatorkupplung (Spülposition)
12: Dialysator

Claims

Online Desinfektion eines Dialysegerätes dadurch gekennzeichnet dass es durch 01 Integrierung einer Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) möglich wird In-Situ Oxidantien, resp. Desinfektionsmittel elektrolytisch zu generieren, die es ermöglichen Dialyseräte (3) damit sehr wirkungsvoll zu desinfizieren.
Online Desinfektion eines jeden Dialysegerätes nach Schutzanspruch 01 dadurch gezeichnet, das durch ein extern installiertes ODM (1) mit Diamant-Elektrolyse-Zelle (1) Oxidantien in beliebiger Art und Menge generiert werden können um auch auf dem Markt befindliche Dialysegeräte (3) zu desinfizieren, die nicht mit einer internen OND ausgestattet werden können. 02
Online Desinfektion für Dialysegeräte 02 nach einem der vorherigen Schutzansprüche dadurch gezeichnet, dass kein zusätzliches chemisches Desinfektionsmittel zur Anwendung kommen muss um die Dialysegeräte (3) chemisch zu desinfizieren.
Online Desinfektion für Dialysegeräte nach einem der vorherigen Schutzansprüche dadurch gezeichnet, dass auch mit dem auf jeder Dialysestation vorhandenen A-Konzentraten die Desinfektion eines Dialysegerätes durch Diamant-Elektrolyse kosteneffektiv und automatisch realisiert werden kann.
Online Desinfektion für Dialysegeräte nach einem der vorherigen Schutzansprüche dadurch gezeichnet, dass auch mit dem auf jeder Dialysestation vorhandenen Zitronensäure, die Entkalkung mit gleichzeitiger Desinfektion mittels Oxidantien durch Diamant-Elektrolyse kosteneffektiv und automatisch realisiert werden kann.