DE60128695T2

DE60128695T2 - Verfahren und vorrichtung zum zerstören von nadeln

Info

Publication number: DE60128695T2
Application number: DE60128695T
Authority: DE
Inventors: Joey B. Broadview Heights ADKINS
Original assignee: Safeguard Medical Devices Inc
Current assignee: Safeguard Medical Devices Inc
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: CA2399447A1; US6384362B1; BR0108246A; DE60128695D1; EP1305130B1; MXPA02007605A; JP2003522008A; AU2001236880A1; US20030010754A1; WO2001058637A1; EP1305130A1; EP1305130A4

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Zerstörung biogefährlicher Nadeln und insbesondere auf die elektrische Zerstörung gebrauchter hypodermischer Nadeln. Genauer bezieht sich diese Erfindung auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist, und auf ein Verfahren, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 15 definiert ist.
Zunehmende Bedeutung wird dem Schutz von Patienten und Medizinern vor Spritzennadeln beigemessen, welche Krankheitserreger wie Hepatitis und HIV verbreiten können. Verschiedene Entsorgungsbehälter wurden verwendet. Nadeln mit verschiedenen Abschirmanordnungen wurden eingesetzt. Vorrichtungen, welche Nadeln schneiden, wurden getestet.
Um die Nadel selbst zu zerstören, wurden Vorrichtungen verwendet, welche die Nadel schmelzen, indem sie die Nadel über eine große Stromquelle anschließen. Derartige Vorrichtungen erfordern eine äußerst erhebliche Strommenge wegen des relativ niedrigen Widerstandes der Nadeln. Dies macht eine tragbare Verwendung unpraktisch und netzbetriebene Stromversorgungen teuer.
Außerdem zerstört dieser Zerstörungsmechanismus bald die Kontakte der Vorrichtung so wie die Nadeln.
Die französische Patentveröffentlichung Nr. 2 770 407 , welche US-Patent Nr. 6,376,792 entspricht, beschreibt eine Vorrichtung 1 mit einer unteren Elektrode 15, welche fest in einer Elektroden-Träger-Cassette 3 angebracht ist. Die untere Elektrode 15 verläuft über eine Bahn zur Aufnahme einer Nadel. Eine erste obere Elektrode 18 ist fest in der Cassette 3 angebracht. Eine zweite obere Elektrode 27 ist zur Bewegung in bezug auf die Cassette 3 an einer Drucktaste 4 angebracht. Die zweite obere Elektrode 27 ist an einem Elektrodenträger 22 angebracht, welcher sich an der unteren Elektrode 15 abstützt. Eine Nadel 12 berührt die untere Elektrode 15 und die erste obere Elektrode 18, um die Nadel zu schmelzen. Sobald ein Endstück 41 an einer Oberseite 44 der ersten oberen Elektrode 18 anliegt, wird die Drucktaste 4 betätigt, um die zweite obere Elektrode 27 in Kontakt mit der Nadel 12 zu bewegen. Diese Schrift beschreibt die Elektroden 15, 18 und 27 in Kontakt mit einer Nadel, um die Nadel zu schmelzen. Gemäß 5b der Zeichnungen dieser Schrift bleibt die Nadel offen, wenn ihre Zerstörung abgeschlossen ist, so daß Restflüssigkeit aus dem Inneren der Spritze überlaufen kann.
WO 96/33758 beschreibt eine Vorrichtung mit einer ersten Elektrode 36, welche koaxial unter einem Loch 32 eines Führungselements 30 positioniert ist. Eine zweite Elektrode 40 verläuft unterhalb der ersten Elektrode 36 und des Lochs 32. Eine Nadel wird durch das Loch 32 eingeführt, um den Zwischenraum zwischen den Elektroden 36 und 40 zu überbrücken und die Elektroden kurzzuschließen, um die Nadel zu schmelzen. Beide Elektroden 36 und 40 verlaufen über eine Bahn zur Aufnahme der Nadel. Diese Schrift beschreibt ein Verfahren und Vorrichtung zum Zerstören einer Nadel durch Herstellen eines Kurzschlusses mit der Nadel. Dies verbraucht eine ziemlich große Energiemenge. Die in der Schrift D2 beschriebenen Elektroden 36 und 40 sind einander benachbart angeordnet und so daß sie beide die Nadel nahe dem distalen Ende berühren.
US-Patent Nr. 5,212,362 beschreibt eine Vorrichtung, welche eine Einschließung 12 mit einem Betätigungselement 16 umfaßt, das eine Nadel 18 aufnimmt. Die Nadel 18 wird in das Betätigungselement 16 eingeführt und hinuntergedrückt, so daß das Betätigungselement in Kontakt mit einem Erdungsstab 54 kommt. Eine Spule 40 veranlaßt eine Elektrode 28, zur Nadel 18 hin zu schwenken. Die Elektrode 28 kommt in Kontakt mit der Nadel 18, welche durch Kontakt mit dem Betätigungselement 16 geerdet ist, um das Ende der Nadel nach und nach zu verflüchtigen. Die Elektrode 28 verläuft über eine Bahn zur Aufnahme der Nadel 18 entlang einer Längsrichtung der Nadel, siehe 2 von US 5,212,362 . Entsprechend kann eine Nadel mit der Elektrode 28 in Eingriff kommen und verhindern, daß das Betätigungselement 16 hinuntergedrückt wird, um mit dem Erdungsstab 54 in Kontakt zu kommen. Diese Schrift unterbreitet keinen Vorschlag, wie der Austritt von verbleibendem Material verhindert werden kann, das im Rest der Nadel oder der Kolbenkammer einer Spritze vorhanden sein könnte. Aufgrund der Elektrodenbewegung wird die Elektrode 28 immer in engem Kontakt mit der Nadel stehen, bis die Nadel verflüchtigt worden ist, so daß die Elektrode unterhalb die genannte Elektrode treten kann (siehe 6). 6 zeigt keine Verstopfung der Bohrung der Nadel, so daß verbleibende Flüssigkeit in der Spritze oder der Nadel auslaufen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, die Nachteile der Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zu überwinden und insbesondere eine energieeffiziente und langlebige Vorrichtung und Verfahren zu schaffen, welche zuverlässig den Austritt jedweden verbleibenden Materials verhindern, das in dem Rest der Nadel oder der Kolbenkammer einer Spritze vorhanden sein könnte.
Dieses Ziel wird in bezug auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und in bezug auf das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 15 erreicht. Die Unteransprüche beschreiben nützliche Ausführungsformen der Erfindung.
Eine Vorrichtung zum Zerstören einer biogefährlichen Nadel mit einem proximalen Abschnitt und einem distalen Spitzen-Abschnitt umfaßt: eine obere Elektrode, dazu ausgelegt, den proximalen Abschnitt zu berühren; eine untere Elektrode; und eine zwischen der oberen und unteren Elektrode anschließbare Stromversorgung für den Lichtbogen. Die Stromversorgung ist dazu ausgelegt, einen Lichtbogen zwischen der unteren Elektrode und dem distalen Spitzen-Abschnitt zu erzeugen, um die Nadel zu zerstören.
Ein Verfahren zur Verwendung der genannten Vorrichtung zum Zerstören einer biogefährlichen Nadel mit einem proximalen Abschnitt und einem distalen Spitzen-Abschnitt umfaßt: Schaffen einer Lichtbogen-Stromversorgung mit einem oberen und einem unteren Ausgangskontakt; Anschließen des oberen Ausgangskontaktes an den proximalen Abschnitt; und Schaffen eines Lichtbogens zwischen dem distalen Spitzen-Abschnitt und dem unteren Ausgangskontakt, wo der Lichtbogen die Nadel nach und nach zerstört.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtbogenbearbeitung im wesentlichen auf das spitze distale Ende einer Nadel so wie einer hypodermischen Nadel beschränkt, welche benutzt wurde und daher potentiell biogefährlich ist. Bei diesem Verfahren wird das spitze Ende der Nadel zuerst in eine Kugel aus geschmolzener Masse umgewandelt, welcher dann ermöglicht wird, nahezu unverzüglich zu einer integralen, stumpfen, geschlossenen Kappe auf dem Rest der Nadel zu erstarren. Die stumpfe Beschaffenheit der Nadel macht sie "stich"-hemmend, so daß das Risiko, daß sie unbeabsichtigt die Haut einer Person durchsticht, erheblich reduziert wird.
Zudem verhindert das Schmelzen das Materials zu einer integralen Kappe den Austritt jeglichen verbleibenden Materials, das in dem Rest der Nadel oder der Kolbenkammer der Spritze vorhanden sein könnte.
Diese die Spitze abstumpfende Ausführungsform vereinfacht die Vorrichtung im Vergleich zu derjenigen, welche erforderlich ist, um die Gesamtlänge einer Nadel zu zerstören und sich mit den Überresten des Nadelmaterials abzufinden. Die Vorrichtung ist hauptsächlich deshalb vereinfacht, weil sie lediglich einen bekannten Längenabschnitt einer beliebigen Nadel aufnehmen muß, unabhängig von der tatsächlichen vollen Länge der Nadel. Angesichts einfacher Baugruppen und relativ geringer Anforderungen an die zur Bearbeitung einer Nadelspitze erforderliche elektrische Energie kann die Erfindung in einer kleinen tragbaren Vorrichtung ausgeführt werden.
Eine derartige Vorrichtung kann von einem Berufsmediziner oder Assistenten mitgeführt werden, wodurch sie verfügbar wird, wo Nadeln verwendet werden, idealerweise direkt neben einem Patienten. Dies ermöglicht, daß Nadeln unmittelbar oder kurz nach ihrer Verwendung relativ einfach abgestumpft werden. Folglich ist die Gefahr unbeabsichtigter Nadelstiche erheblich minimiert, da die Anzahl der Handhabungen einer Nadel, bevor sie abgestumpft wird, reduziert ist und die Anzahl der Personen, welche potentiell eine Nadel handhaben oder ihr in anderer Weise ausgesetzt sind, bevor sie abgestumpft wird, reduziert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zerstören von Nadeln;
2 ist eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der Abschnitte weggeschnitten sind;
3 ist eine bruchstückhafte Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Abstumpfen von Nadeln gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, welche ein spitzes Nadelende aufnimmt;
4 ist ein Blockdiagramm des Stromversorgungssystems der zweiten Ausführungsform;
5 ist eine Querschnittsansicht einer Basis der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform; und
6 ist ein Ausschnitt einer Querschnittsansicht der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform, ähnlich wie 3, und zeigt ein abgestumpftes Nadelende.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezugnehmend auf 1, umfaßt eine Vorrichtung zum Zerstören von Nadeln 10 eine obere Elektrode 12, eine untere Elektrode 14, eine Lichtbogen-Stromversorgung 16 und eine Steuerung 18.
Die Nadel 1 kann vorteilhafterweise durch eine Verschlußwirkung zwischen einer stationären Öffnung 20 und einer Öffnung 22 in der plattenartigen Elektrode 12 unbeweglich gemacht werden, wenn die Elektrode 12 entlang der Richtung A bewegt wird. Die Elektrode 12 kann durch verschiedene Mechanismen bewegt werden, unter anderem beispielsweise ein manuell betätigtes Gestänge oder eine Nockenwirkung oder andere gut bekannte Techniken wie eine elektrisch betätigte Spule oder Motor- und Getriebeanordnung oder Gestänge. Die obere Elektrode kann beispielsweise aus nichtrostendem Stahl bestehen. Es wäre selbstverständlich möglich, die Elektrode 12 stationär zu halten und statt dessen die Öffnung 20 (d.h. ein die Öffnung 20 enthaltendes Element) zu bewegen.
Die Elektrode 14 kann vorteilhafterweise ein längliches Element sein, das im wesentlichen in einer durch die Nadel 1 verlaufenden Ebene liegt.
Der untere Abschnitt der Elektrode 14 ist näher an der Spitze oder dem distalen Abschnitt der Nadel 1 angeordnet, als es der obere Abschnitt der Elektrode 14 in bezug auf den oberen oder proximalen Abschnitt der Nadel 1 ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrode 14 ein gerader Stab aus einem hitzebeständigen elektrisch leitenden Material. Die Elektrode kann beispielsweise aus nichtrostendem Stahl oder, für eine größere Hitzebeständigkeit, aus Wolfram bestehen. Die Elektrode 14 kann beispielsweise ein kreisrunder Stab sein, welcher genauso lang oder länger als die zu zerstörende Nadel ist und einen Durchmesser zwischen 0,508 und 1,524 mm (0,020 und 0,060 Zoll) aufweisen, wobei 0,8128 mm (0,032 Zoll) bevorzugt werden.
Die Elektrode 14 kann auf einem Träger angebracht sein, welcher unten vollständiger beschrieben wird. Die Elektrode 14 kann entlang der Richtung B durch verschiedene Mechanismen bewegt werden, unter anderem beispielsweise ein manuell betätigtes Gestänge oder eine Nockenwirkung oder andere gut bekannte Techniken wie eine elektrisch betätigte Spule oder Motor- und Getriebeanordnung oder Gestänge. Wie vollständiger unten beschrieben wird, unterstützt die Bewegung der Elektrode entlang der Richtung B das Zünden eines Lichtbogens zwischen der Elektrode 14 und der Nadel 1 sowie das Entfernen von "Asche" vom Ende der Nadel 1.
Die Lichtbogen-Stromversorgung 16 schafft eine hinreichende Hochspannung zwischen den Elektroden 12, 14, um einen Lichtbogen zwischen der Nadel 1 und der Elektrode 14 zu erzeugen, während der proximale Abschnitt der Nadel 1 in elektrischem Kontakt mit der Elektrode 12 steht. Die Lichtbogen-Stromversorgung 16 schafft in Kombination mit der Spannung einen ausreichenden Strom, um die Nadel 1 zu zerstören, wobei die Hitze des Lichtbogens an einem Punkt nahe der Elektrode 12 eingesetzt wird.
Die Lichtbogen-Stromversorgung 16 kann beispielsweise einen batterie- oder netzbetriebenen Oszillator umfassen, welcher einen Aufwärtstransformator betreibt. Die Leistung der Lichtbogen-Stromversorgung kann beispielsweise etwa 25 Milliampere bei 800 Volt bei Nadeln im Bereich von 27-32 Gauge (0,406-0,229 mm Außendurchmesser) betragen. Größere Nadeln von 18-26 Gauge (1,270-0,457 mm Außendurchmesser) können etwa 125 Milliampere bei 800 Volt erfordern. Im allgemeinen war eine maximale Lichtbogendistanz von etwa 6,35 mm (ein Viertel Zoll) zufriedenstellend. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Lichtbogen-Stromversorgung 16 einen Zweiweggleichrichter, welcher den Elektroden 12, 14 Gleichstrom liefert, wobei die Elektrode 12 eine negative Polarität in bezug auf die Elektrode 14 aufweist.
Die Steuerung 18 steuert den Betrieb der Vorrichtung 10. Die Steuerung 18 kann beispielsweise einfach ein handbetätigter Schalter zum Steuern der Energie für die Lichtbogen-Stromversorgung 16 sein, oder sie kann eine komplexere Vorrichtung sein, wie unten vollständiger beschrieben wird.
Beim Betrieb wird die Nadel 1 einer Spritze oder eine andere biogefährliche Nadel in die Öffnung 20 eingeführt.
Die Elektrode 12 wird bewegt, um die Nadel 1 zu berühren, wobei sie diese zwischen den Wänden der Öffnung 20 und der Öffnung 22 einfaßt. Die Lichtbogen-Stromversorgung 16 wird unter Strom gesetzt und die Elektrode 14 gegen die distale Spitze der Nadel 1 bewegt, wodurch sie die Lichtbogen-Stromversorgung 16 vorübergehend kurzschließt, und die Elektrode 14 wird dann von der Nadel 1 weggezogen, wodurch ein Lichtbogen zwischen der Nadel 1 und der Elektrode 14 gezündet wird. Der resultierende Lichtbogen schmelzt/verbrennt die Spitze der Nadel 1, und der Lichtbogen setzt sich aufwärts an dem Abschnitt der Elektrode 14 fort, welcher sich dem verbleibenden unteren Abschnitt der Nadel 1 am nächsten befindet, und zerstört nach und nach die Nadel, während der Lichtbogen sich aufwärts bewegt.
Nachdem die Nadel 1 von dem Lichtbogen zerstört ist, wird die Elektrode 12 freigegeben und der Stumpf der Nadel 1 aus den Öffnungen 20, 22 gezogen.
Die zunehmende Distanz zwischen der Elektrode 14 und der Nadel 1 zum oberen proximalen Abschnitt der Nadel 1 hin hilft sicherzustellen, daß der Lichtbogen an der distalen Spitze der Nadel 1 beginnt und sich zum proximalen Abschnitt hin bewegt. Dies beruht auf einer Kombination aus durch den Lichtbogen erhitzter Luft, welche dazu tendiert, den Lichtbogen nach oben zu drücken, welche ausgeglichen wird von der Tendenz des Lichtbogens, zu dem Punkt zu springen, an dem die Elektrode 14 und die Nadel 1 einander am nächsten sind. Es ist nicht erforderlich, daß die Nadel/Elektrode sich in einer vertikalen Ebene befinden, jedoch sollte der proximale Abschnitt der Nadel 1 höher als die distale Spitze sein. Der Winkel zwischen der Nadel 1 und der Elektrode 14 kann beispielsweise zwischen 10 und 15 Grad betragen, wobei 12 Grad zufriedenstellend sind.
Im Falle hohler hypodermischer Nadeln hat die Vorrichtung 10 den weiteren Vorteil, daß das nach und nach erfolgende Schmelzen der Nadel 1 in einer geschmolzenen Perle aus Metall resultiert, welche jeglichen verbleibenden Abschnitt der Nadel 1 sowohl abstumpft als auch abdichtet.
Es wurde festgestellt, daß dadurch, daß die Elektrode 12 negativ in bezug auf die Elektrode 14 gehalten wird, der Großteil der Hitze von dem Lichtbogen zur Nadel 1 anstatt zu der Elektrode 14 übertragen wird, wodurch die Lebensdauer der Elektrode 14 erheblich verbessert wird.
Es wurde festgestellt, daß die Verwendung eines Lichtbogens zum Zerstören der Nadel im Vergleich zu ihrem Zerstören mit einem Kurzschluß viel weniger Energie erfordert und die Lebensdauer der Kontaktelektroden erheblich verbessert. Die erforderliche niedrigere Energie macht es möglich, die Vorrichtung bei Nadeln mit kleinem Gauge wie Insulinspritzen für Hunderte von Nadeln mit einigen AA-Batterien zu betreiben. Bei dieser Niedrigenergie-Konfiguration ist es wünschenswert, die Elektroden 12, 14 mit einem manuell betätigten Gestänge zu bewegen, das auch einen Schalter für die Steuerung 18 betätigt.
Bezugnehmend auf 2, umfaßt eine Ausführungsform der Erfindung auf der Grundlage einer Spule (Solenoid) eine Halterung 24, welche die Elektrode 14 auf dem Grund einer v-förmigen Nut hält. Die Halterung 24 kann beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff oder, für eine höhere Hitzebeständigkeit, aus einem Keramikmaterial bestehen. Die Halterung 24 ist an dem Tauchanker einer Spule 26 angebracht, und die Elektrode 12 ist an dem Tauchanker einer Spule 28 angebracht. Eine Leuchtdiode 30 und ein Fototransistor 32 sind um die Nadel 1 herum angebracht.
In diesem Fall benutzt die Steuerung 18 die Diode 30 und den Transistor 32, um das Vorhandensein einer Nadel 1 zu erfassen.
Die Steuerung 18 setzt die Spule 28 unter Strom, um die Elektrode 12 zu bewegen, so daß sie die Nadel 1 berührt und greift. Die Steuerung 18 setzt auch die Spule 26 unter Strom, um die Elektrode 14 in kurzzeitigen Kontakt mit der Nadel 1 zu bringen, um den Lichtbogen zu zünden.
Wenn man mit Nadeln mit größerem Gauge arbeitet, kann Asche anstelle von Abschnitten der Nadel 1 zurückbleiben, was in einer Beeinträchtigung der Fortbewegung des Lichtbogens resultiert. Die Spule 26 kann auch von der Steuerung 18 unter Strom gesetzt werden, um die Halterung 24 zum periodischen Losklopfen dieser Asche zu benutzen.
Bei größeren Nadellängen kann die Elektrode 14 vorteilhafterweise auch eine größere Länge aufweisen. Dies resultiert darin, daß eine Elektrode einen oberen Abschnitt aufweist, welcher viel weiter von der Nadel 1 entfernt wäre, wenn sich der untere Abschnitt der Nadel in Kontakt mit oder nahe der distalen Spitze der langen Nadel befindet. Dies würde dann eine wesentlich höhere Spannung erfordern, um den Lichtbogen am proximalen Abschnitt der Nadel 1 zu erhalten. Dies würde wiederum die erforderliche Energie, die abgeführte Hitze und die erforderliche elektrische Isolierung und Arbeitsspannungen der elektronischen Komponenten negativ beeinflussen.
Als Alternative kann die Elektrode 14 anfangs in einer für kürzere Nadeln geeigneten Zwischenposition positioniert sein. Dann kann eine längere Nadel von der Steuerung 18 erkannt werden, wenn die distale Spitze der Nadel die Elektrode 14 berührt, bevor die Elektrode 14 bewegt wird, um einen Lichtbogen zu zünden. Die Steuerung 18 kann dann die Spule 26 (oder eine andere, nicht gezeigte Spule) unter Strom setzen, um die Elektrode 14 weiter wegzubewegen, um die längere Nadel aufzunehmen. Wenn der Lichtbogen zum proximalen Abschnitt der längeren Nadel wegen der weiteren Distanz erlischt, kann die Steuerung 18 die Spule 26 unter Strom setzen, um zur Zwischenposition zurückzubewegen und um dann einen neuen Lichtbogen zu zünden.
Zusätzliche Bewegungsschritte durch die Elektrode 14 können selbstverständlich eingesetzt werden, um eine noch größere Bandbreite von Nadellängen aufzunehmen.
Die Steuerung 18 kann beispielsweise diskrete Logik oder einen Mikroprozessor umfassen, um die erforderlichen Steuerfunktionen auszuführen.
Die vorliegende Erfindung kann leicht erweitert werden, um nicht nur biogefährliche Nadeln zu neutralisieren, sondern auch spitze/scharfe Gegenstände im allgemeinen so wie scharfkantige chirurgische Instrumente wie Skalpelle. Wegen der großen beteiligten Masse ist das Ziel eher, die Schneidkante mit einem Lichtbogen abzustumpfen als zu versuchen, die gesamte Klinge zu zerstören.
In diesem Fall wird, statt eine längliche Elektrode zu verwenden, die grob mit der geraden Nadel übereinstimmt, eine mehr örtlich begrenzte (das heißt, z.B. eine Punktquelle) Elektrode mechanisch nicht nur in eine Richtung, sondern in zwei Richtungen bewegt, um dem Umriß der Schneidkante zu folgen. Verschiedene Kanten-Verfolgungstechniken können eingesetzt werden, jedoch setzt die bevorzugte Ausführungsform die Messung des Lichtbogenwiderstandes ein, um ein Maß der Distanz zwischen der Elektrode und der Schneidkante zu liefern. Diese Messung wird dann eingesetzt, um Servomechanismen zu steuern, welche die Elektrode positionieren. Diese Vorrichtung kann selbstverständlich auch zum Zerstören von Nadeln verwendet werden.
Nun auf 3 bezugnehmend, umfaßt die Vorrichtung 40 zum Abstumpfen eines distalen spitzen Endes 41 einer hohlen Nadel 42 einer hypodermischen Spritze 43 eine Bahn 44 zur Aufnahme des distalen Endes und eines Abschnittes der Nadel hinter dem Ende. Die Bahn 44 ist bei der dargestellten Anordnung im wesentlichen vertikal und ist von im wesentlichen vertikalen Wandflächen einer Zylinderbohrung 46 in einem Gehäuse 47 gebildet. Das Gehäuse 47 ist aus einem steifen, bei hoher Temperatur elektrisch isolierenden Material so wie Keramikmaterial hergestellt. Die Bahn 44 kann die dargestellte Form der zylindrischen Wände der Bohrung 46 annehmen oder kann andere Formen aufweisen, die, wie die Bohrung 46, fähig sind, das vordere oder spitze Ende 41 der Nadel 42 zu einer Aufnahmezone 48 zu führen. Die dargestellte Aufnahmezone 48 ist von einer Aussparung in dem Gehäuse 47 mit kegelstumpfförmigen oder kegelförmigen Wänden 49 gebildet, welche die Nadelspitze oder das Nadelende 41 zu der mit der Achse der Zylinderbohrung 46 zusammenfallenden Mitte oder Achse der Bahn 44 richten, wenn das Ende 41 vertikal in diese Zone abgesenkt wird.
Eine zu der Mittelachse der Bahn 44 radiale kleine Bohrung 51 ist in dem Gehäuse 47 gebildet und nimmt eine Elektrode 52 auf. Die Elektrode 52 ist in der Bohrung 51 positioniert, wobei ihr Ende 53 leicht von einer Kante 54 zurückgesetzt ist, wo die Bohrung 51 sich mit der Wand 49 der Aufnahmezone 48 kreuzt. Ein Flachstecker, eine Schraube oder ein anderes geeignetes Element (nicht gezeigt) ermöglicht, daß eine elektrische Schaltung, unten besprochen, an die Elektrode 52 angeschlossen wird. Ein relativ flacher Grund 56 der Aufnahmezone 48 hemmt eine axiale oder längsgerichtete Bewegung der Nadel 42 in die Aufnahmezone.
Der Bahn 44 zugeordnet ist eine Elektrode 1, welche ein Paar einander gegenüberliegender elektrischer Leiter 58 in Form flacher metallischer Blattfedern umfaßt. Die Elektrodenfedern 57 weisen bogenförmige Ausgestaltungen auf, welche normalerweise ausgestaltet sind, um einander von gegenüberliegenden Seiten der Bahn 44 zu berühren oder fast berühren. Wie gezeigt, verlaufen die Elektrodenfedern 57 in beiden axialen Richtungen entlang der Bahn 44 von der Längsmitte der Bahn 44 weg, welche von der Achse der Zylinderbohrung 46 gebildet ist. Die Elektrodenfedern 57 sind jeweils mit einem Flachstecker oder anderen geeigneten Element (nicht gezeigt) versehen, um sie an die unten besprochene elektrische Schaltung anzuschließen.
4 stellt ein Stromversorgungssystem 60 zur Entwicklung eines zerstörenden nadelvernichtenden Lichtbogens dar. Das Stromversorgungssystem 60 umfaßt eine Stromquelle 61, eine Steuerschaltung 62 und eine Spannungserhöhungsschaltung 63. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Stromquelle 61 eine Gleichstrombatterie, welche von einem herkömmlichen Trockenbatterietyp oder einem herkömmlichen wiederaufladbaren Typ sein kann. Die Steuerschaltung 62 kann in ihrer einfachsten Form ein handbetätigter Schalter sein.
Die Erhöhungsschaltung 63, von einem beliebigen Typ bekannter elektrischer Schaltungen, erhöht die von der Stromquelle 61 zugeführte Spannung durch die Steuerschaltung 62. Die Leerlaufspannung kann mit der Spannungserhöhungsschaltung 63 beispielsweise auf etwa 2.000 Volt erhöht werden, wenn ein Spalt 66 anfangs etwa 1,5875 mm (1/16 Zoll) beträgt. Je nach Größe des Spalts 66 können andere Leerlaufspannungen zwischen etwa 1.000 und 10.000 Volt, und sogar bis zu 40.000 Volt, eingesetzt werden. Der Spannungsausgang der Erhöhungsschaltung 63 ist an die Elektroden 52, 57 durch Hochspannungsleitungen 64, 65 angeschlossen, wobei die negative Seite vorzugsweise an die Federblatt-Elektrodenelemente 58 angelegt wird.
5 stellt einen optionalen Teil 68 der Steuerschaltung 62 dar, welcher verwendet werden kann, um die Gefahr zu reduzieren, daß die Vorrichtung oder Apparat 40 verwendet wird, wenn sie "in der Hand gehalten" wird, und dadurch die Gefahr unbeabsichtigter Nadelstiche zu reduzieren. Dieser Steuerschaltungsteil 68 umfaßt einen Satz aus vier elektrischen Schaltern 69 (zwei sind in der Ebene in 5 gezeigt), welche erkennen, ob die Vorrichtung 40 auf eine flache Oberfläche gestützt ist oder nicht. Die Schalter umfassen Festkontakte 71 und bewegliche Federblatt-Kontakte 72.
Die Schalter 69 sind normalerweise geöffnet aufgrund der Ausgestaltung des Blattes 72. Jedem Schalter 69 ist ein Fuß oder Knopf 73 zugeordnet, der vertikal in einem Loch 74 in einem Gehäuse oder Basis 76 beweglich ist, in dem/der andere Teile der Vorrichtung 40 enthalten sind. Die Schalter 69 sind in Reihe miteinander und mit der elektrischen Stromquelle 61 verbunden. Daher wird, wenn nicht alle vier Füße 73 von der dargestellten Position in 5 positiv in das Gehäuse 76 bewegt werden, um die Schalter 69 zu schließen, der Erhöhungsschaltung 63 keine elektrische Energie zugeführt. Das Gewicht der Vorrichtung 40 ist hinreichend, um sämtliche Federkontaktblätter 72 umzubiegen, um die Schalter 69 zu schließen, wenn die Vorrichtung 40 auf einer flachen Oberfläche angeordnet wird. Wenn die Vorrichtung jedoch direkt in der Hand einer Person gehalten wird, werden alle Füße 73 nicht richtig von unten gestützt, so daß die Vorrichtung 40 wie gewohnt in einer derartigen Situation nicht arbeiten wird. Dieses Merkmal schreckt von der Praxis ab, die Vorrichtung zu benutzen, während sie in der Hand einer Person gehalten wird.
Beim Betrieb wird eine Nadel durch eine Öffnung 77 im Gehäuse 79 eingeführt und wird vertikal nach unten und in Längsrichtung entlang der Bahn 44 bewegt. Das spitze distale Ende 41 der Nadel 42 bewegt sich durch einen Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden Blattelektroden 57, bis dieses Ende an dem flachen Grund 56 der Aufnahmezone 48 ruht. Die Steuerschaltung 62 wird unter Strom gesetzt, wie beispielsweise durch Betätigen eines handbetätigten Schalters, um Spannung von der Erhöhungsschaltung 63 über die Elektroden 52, 57 anzulegen. Der Federcharakter der Blattelektroden 58 erzeugt und erhält elektrischen Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Nadel, welche typischerweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht. Die über die Elektroden 52, 57 angelegte Spannung ist vorzugsweise hoch genug, um einen Lichtbogen in die Lage zu versetzen, über den Spalt zwischen der Elektrode 52 und der Nadelspitze oder -ende 41 zu springen. Der Lichtbogen wird während einer Zeit und auf einem Energiepegel gehalten, welche ausreichen, um den spitzen Punkt des Endes 41 zu einer geschmolzenen Masse zu schmelzen. Der Lichtbogen erlischt, und die Masse klumpt in einen etwas kugelförmigen Festkörper 78, der stumpf ist und dazu dient, die hohle Nadel durch Schweißen oder Abdecken zu verschließen. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist in 6 gezeigt. Beispielsweise kann eine Lichtbogenleistung von etwa 40 Watt eingesetzt werden, um ein hinreichendes Abstumpfen einer Nadel 42 zu erreichen, was etwa ½ Sekunde für eine typische 27 Gauge (0,406 mm Außendurchmesser) Nadel bis etwa 1 ½ Sekunden für eine typische 18 Gauge (1,270 mm Außendurchmesser) Nadel erfordert. Insbesondere wenn die Nadel 42 relativ klein ist, kann das Ende der Nadel geschmolzen oder auf andere Weise von dem Lichtbogen vernichtet werden, so daß die Nadel von der Elektrode 52 weg zurücktritt und sich um die Länge der Nadel zu einem Punkt aufwärtsbewegt, wo die Länge des Lichtbogens in Blickrichtung von dieser Elektrode größer ist als diejenige, die von der Spannung aufrecht erhalten werden kann; an diesem Punkt erlischt der Lichtbogen von selbst. Die gebogene Ausgestaltung der Blätter 58 ermöglicht, daß das Nadelende weggezogen wird, unabhängig von einer mäßigen Vergrößerung ihres Durchmessers an dem verschmolzenen Festkörper 78, wo sie abgestumpft ist. Andere Ausgestaltungen der Elektrode 57 sind vorgesehen.
Diese umfassen unter anderem ein einzelnes Blatt oder eine Metallrolle oder Walzen.
Die von der Spannungserhöhungsschaltung 63 gelieferte Spannung kann geregelt werden, so daß eine anfängliche Hochspannung eingesetzt werden kann, um einen Lichtbogen zu erzeugen, und dann der/die zugeführt Strom/Energie reduziert werden kann, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Die offenbarte Vorrichtung ist ein gewissem Maße selbstregelnd, da, wenn die zusammengeklumpte Masse am unteren Ende der Nadel 42 an Größe zunimmt, die von ihr durch Strahlung und Konvektion abgeführte Energie sich der von dem Lichtbogen kommenden Energie annähert. Wenn die Masse groß genug wird, um die Wand der Aufnahmezone 48 oder Zylinderbohrung 46 zu erreichen, wird das Material nahezu unverzüglich durch Leitung erstarren, und das Schmelzen der Nadel wird aufhören. Wenn eine Nadel eine relativ große Größe aufweist, kann ein begrenztes Befördern der Nadel zur Elektrode 52 hin ausgeführt werden, um sicherzustellen, daß eine feste, abgedichtete Kappe erzeugt wird. Wenn gewünscht, kann durch einen geeigneten Mechanismus physischer Kontakt zwischen der Nadelspitze und der Elektrode hergestellt werden, um einen anfänglichen Lichtbogen zu zünden, so daß eine relativ hohe Spannung nicht erforderlich ist, um den Lichtbogen zu beginnen.
Während die Erfindung in bezug auf besondere Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben wurde, so geschieht dies nicht zum Zweck der Einschränkung, sondern vielmehr zum Zweck der Veranschaulichung, und weitere Variationen und Abänderungen der hier gezeigten und beschriebenen besonderen Ausführungsformen werden für Fachleute vollständig innerhalb des Bereiches der Erfindung ersichtlich sein, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Abstumpfen einer hypodermischen Nadel (1,42), umfassend eine Basis (76), eine Bahn (44) an der Basis (76) zur Aufnahme des distalen Endes (41) der Nadel (1,42) entlang einer Längsrichtung der Nadel (1,42), eine erste Elektrode (12,57), welche dazu angepaßt ist, mit der Nadel (1,42) in Eingriff zu kommen, wenn letzere in die Bahn (44) eingeführt wird, eine zweite Elektrode (14, 52) nahe der Bahn (44) der Nadel (1, 42) und eine elektrische Stromversorgung, wobei die Stromversorgung mit den Elektroden (12, 57; 14, 52) elektrisch verbunden ist und angeordnet ist, um eine Spannung an die Elektroden (12, 57; 14, 52) anzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Elektrode (14, 52) in einem Abstand zur Bahn (44) der Nadel (1, 42), mit einem Spalt zwischen der genannten zweiten Elektrode (14, 52) und der genannten Nadel (1, 42), angeordnet ist und daß die Stromversorgung, die Bahn zur Aufnahme der Nadel (44) und die Positionierung der Elektroden so angeordnet sind, daß sie quer über den Spalt einen zerstörenden Lichtbogen erzeugen, welcher das distale Ende der Nadel (1, 42) schmilzt und zusammenklumpt, um es stumpf zu machen und ihre Bohrung effektiv zu verschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der genannte Lichtbogen die genannte Nadel (1, 42) abdichtet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannte Stromversorgung für den Lichtbogen angepaßt ist, um die genannte obere Elektrode (12, 57) mit einer negativen Polarität in bezug auf die genannte untere Elektrode (14, 52) zu versorgen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche ferner eine Halterung für die zweite Elektrode (24) aufweist, wobei die genannte Halterung (24) angepaßt ist, die genannte zweite Elektrode so zu bewegen, daß sie kurzzeitig in Kontakt mit der genannten Nadel (1) kommt, um den genannten Lichtbogen zu zünden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die genannte Halterung (24) ferner dazu angepaßt ist, die genannte zweite Elektrode (14) auf die genannte Nadel (1) zuzubewegen, um Asche von ihr zu entfernen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die genannte Halterung (24) ferner dazu angepaßt ist, die genannte zweite Elektrode (12) weiter von der genannten Nadel (1) zu entfernen, wenn die genannte Nadel (1) in Kontakt mit der genannten zweiten Elektrode (12) kommt, bevor die genannte zweite Elektrode (12) bewegt wird, um kurzzeitig mit der genannten Nadel (1) in Kontakt zu kommen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die genannte zweite Elektrode (12) ein längliches Element mit einem unteren Abschnitt und einem oberen Abschnitt aufweist, wobei das genannte längliche Element angepaßt ist, den genannten unteren Abschnitt näher als den genannten oberen Abschnitt an dem genannten distalen Spitzenabschnitt zu halten, um die genannte Nadel (1) nach und nach zu zerstören.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ein elektrisch isolierendes Material (47) aufweist, daß die zweite Elektrode (52) von direktem Kontakt mit dem spitzen distalen Ende (41) der Nadel (42) abschirmt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die genannte Bahn (44) eine Längsrichtung aufweist und die genannte zweite Elektrode (52) seitlich versetzt zu der genannten Bahn (44) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche Abtastelemente (68) aufweist, um zu überprüfen, ob die Vorrichtung auf einer ebenen Oberfläche gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die genannten Abtastelemente (68) so angeordnet sind, daß sie die Zündung des genannten Lichtbogens verhindern wenn die genannten Abtastelemente (68) anzeigen, daß die genannte Vorrichtung nicht auf einer ebenen Oberfläche lagert.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die genannte erste Elektrode (57) elastisch federnd in der genannten Bahn vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die genannte erste Elektrode ein Paar gegenüber angeordnete elektrisch leitende Elemente (57) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die genannte erste Elektrode (57) Oberflächen aufweist, die seitlich von der Längsrichtung der Bahn (44) abweichen, so daß die Spitze (41) einer Nadel (42) bewirkt, daß die Oberflächen (58) seitlich ausweichen, wenn die Spitze (41) in die Bahn (44) eingeführt oder aus der Bahn (44) herausgezogen wird.
Verfahren zum Abstumpfen einer biogefährlichen hypodermischen Nadel (1,42) oder eines anderen spitzen Instruments, welches die Schritte umfaßt, die Oberfläche der Nadel (1,42) an einer Stelle vor ihrem spitzen Ende (41) mit einer ersten Elektrode (12, 57) zu kontaktieren, das spitze Ende (41) der Nadel (1, 42) nahe einer zweiten Elektrode (14, 52) anzuordnen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite Elektrode (14, 52) in einem Abstand zur Bahn (44) der Nadel (1, 42), mit einem Spalt zwischen der genannten zweiten Elektrode (14, 52) und der genannten Nadel (1, 42), angeordnet ist und daß durch eine Spannung zwischen den Elektroden (12, 57; 14, 52) ein Lichtbogen zwischen der zweiten Elektrode (14, 52) und der spitzen Spitze (41) der Nadel (1, 42) erzeugt wird, um die spitze Spitze (41) der Nadel (42) zu einer zusammengeklumpten Masse zu schmelzen mit dem Ziel, sie stumpf zu machen und ihre Bohrung effektiv zuverschließen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die erste Elektrode (12, 57) auf ein negatives Potential in bezug auf die zweite Elektrode (14, 52) gebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Nadel (1, 42) längs entlang einer Bahn (44) dorthin bewegt wird, wo die spitze Spitze (41) in eine Aufnahmezone eintritt und die zweite Elektrode (52) seitlich in einem Abstand zur genannten Bahn (44) angeordnet ist.