DE8911801U1

DE8911801U1 - Beatmungstuch

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Publication number: DE8911801U1
Application number: DE8911801U
Authority: DE
Original assignee: Isl Schaumstoff-Technik 6806 Viernheim De GmbH
Current assignee: Isl Schaumstoff-Technik 6806 Viernheim De GmbH
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1989-12-28
Anticipated expiration: 1999-10-05

Description

ISL 101/OG/DE

Anmelder: ISL Schaumstof Technik GmbH, Viernheim, i^

EUi;^ -: ach

Die Erfisxiung betrifft ein Beatmungstuch für die Atemspende (Murd-zu-Mund- oder Mund-zu-Nase-Beatmung)-

Die Atemspende ist von größter Bedeutung als lebensrettende Maßnahme, insbesondere bei Unfällen. Es ist zwar möglich, sie ohne irgendwelche Hilfsmittel mit unmittelbarem Hautkontakt zwischen Helfer und Patient durchzuführen, jedoch begegnet dies erheblichen hygienischen Bedenken. Ein Infektionsrisiko kann nicht ausgeschlossen werden. Dies gilt insbesondere auch für Viren, beispielsweise den Aids-Virus. Durch derartige Bedenken und eine häufig festzustellende Scheu, einen möglicherweise verletzten Patienten unmittelbar zu berühren, kann es dazu kommen, daß eine lebensrettende Atemspende unterbleibt.

Es sind deshalb zahlreiche verschiedene Hilfsmittel entwickelt worden, um die Atemspende zu erleichtern. Diese müssen jedoch viele schwierige Anforderungen erfüllen, insbesondere:

Der Luftwiderstand muß so gering sein, daB der Beatmungsdruck nicht wesentlich erhöht wird.

Es süß sine dichte Verbindung zwischen Helfer und Patient hergestellt werden,

Die Handhabung soll möglichst einfach sein.

Das Hilfsmittel soll möglichst universell (aiiwohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern) einsetzbar sein.

Es soll möglichst klein und leicht transportabel sein.

Die meisten der bisher vorgeschlagenen Hilfsmittel für die Atemspende sind mehr oder weniger starre Konstruktionen mit Hundstücken oder Hasken für Helfer und Patient.

Daneben werden in der Praxis gelegentlich auch Tücher eingesetzt, die auf den Hund und/oder die Nase des Patienten gelegt werden. Ein tuchirtiges, leicht verformbares Beatmungshilfsmittel hat offensichtlich eine Reihe grundsätzlicher Vorteile. Es paßt sich - auch bei Vorliegen von Verletzungen - der Gesichtsform jedes Patienten an und ist deswegen wirklich universell einsetzbar. Die Handhabung ist so einfach, daß es sich besonders für die Verwendung durch Laien eignet. Außerdem läßt es sich klein verpacken und ist -sofern keine besonders teueren Haterlallen verwendet werden- vergleichsweise kostengünstig.

Diesen prinzipbedingten Vorteilen stehen jedoch grundsätzliche Probleme gegenüber, auf die es zurückführen sein dürfte, daß spezielle Beatmungstücher bisher nicht in erheblichem Umfang Eingang in die PrixIe gefunden ha-

11(11 ·

ben. Insbesondere erfordert der geringe Strömungswiderstand ein dünnes und/oder offenporiges Material. Andererseits soll aber eine gute Filterwirkung gegeben sein. Insbesondere soll möglichst weitgehend vermieden werden, daß während der Atemspende Feuchtigkeit von der Patientenseite her das Tuch durchdringt und -sei es als makroskopisch sichtbare Durchfeuchtung oder in Form feinster in der Atemluft enthaltener Flüssigkeitsteilchen- zu dem Helfer gelangt.

Dieses Ziel wird zusätzlich dadurch erheblich erschwert, daß das Tuch bei jedem Stoß der Atemspende einer hohen Druckbelastung unterliegt. Es ist festgestellt worden, daß eine Andruckkraft zwischen Helfer und Patient von etwa 5 Kilopond (kp) erforderlich ist, um die notwendige Abdichtung sicherzustellen.

Eine Gegenüberstellung der verschiedenen Beatmungshilfsmittel ist dem Buch R. Rossi/B.Koch "Beatmungshilfen", herausgegeben vom Institut für Rettungsdienst, Friedrich-Ebert Allee 71, D-5300 Bonn &igr; zu entnehmen. Darin werden auch die besonderen Probleme und die bisherigen Lösungsansätze behandelt, worauf hier Bezug genommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beatmungstuch zur Verfügung zu stellen, welches bei einem möglichst geringen Luftwiderstand eine hohe Infektionssicherheit gewährleistet.

Die Aufgabe wird bei einem Beatmungstuch der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß es eine Hauptfilterschicht und eine Vorfilterschicht aufweist, welche die Hauptfilterschicht auf ihrer der Helferseite zugewandten Fläche bedeckt und die Vorfilterschicht einen geringeren Luftwiderstand als die Hauptfilterschicht hat, wobei der

kombinierte Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstand beider Schichten unter Wechseldruckbelastung größer als die Summe ihrer einzelnen Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstände ist.

Über die genannten zwei Schichten hinaus kann das erfindungsgemäße Beatmungetuch weitere Schichten aufweisen. Besonders bevorzugt ist ein dreischichtiger Aufbau, bei dem eine mittlere Hauptfilterschicht von zwei Vorfilterschichten beidseitig bedeckt wird.

Die Vorfilterschicht bzw. die Vorfilterschichten bedecken die Hauptfilterschicht in dem Sinne, daß zumindest in dem bei der Benutzung von der Atemluft durchströmten Teil des Beatmungstuches der erfindungsgemäße mindestens zwei- bzw. dreischichtige Aufbau gewährleistet ist. Die Filterschichten müssen sich nicht unmittelbar berühren, vielmehr können Zwischenschichten, beispielsweise eine Abstand bewirkende Schicht, zwischen der Vorfilterschicht und der Hauptfilterschicht vorgesehen sein., wobei diese insbesondere eine gitterförmige Struktur haben kann. Besonders bevorzugt ist jedoch ein Schichtaufbau, bei dem die Vorfilterschichten unmittelbar auf der Hauptfilterschicht aufliegen. Die Schichten sind zweckmäßigerweise am Rand des Beatmungstuches miteinander in geeigneter Weise verbunden.

Bei der Verwendung des Beatmungstuches mit nur einer Vorfilterschicht ist darauf zu achten, daß diese dem Helfer zugewandt ist. Bei dem Aufbau mit zwei beidseitig der Hauptfilterschicht angeordneten Vorfilterschichten sind diese vorzugsweise gleich ausgebildet, so daß das Beatmungstuch symmetrisch aufgebaut ist. Dies erleichtert die Handhabung, weil die Wirkung unabhängig davon ist, in welcher Lage es auf das Gesicht des Patienten aufgelegt

wirJ. Im folgenden wird einfachheitshalber -jedoch ohne Beschränkung der Allgemeinheit- nur noch von diesem besonders bevorzugten mindestens dreischichtigen Aufbau ausgegangen.

Zumindest die Hauptfilterschicht, besonders bevorzugt auch die Vorfilterschichten bestehen aus einem hydrophoben Material. Dabei kann ein von Natur aus hydrophobes Filtermaterial verwendet werden. Ein von Natur aus zu hydrophiles Filtermaterial kann mit bekannten Mitteln hydrophobiert werden. Eine im erfindungsgemäßen Sinne hydrophobe Filterschicht läßt sich daran erkennen, daß ein auf die Schicht aufgetropfter Wassertropfen nicht kurzfristig in die Schicht eindringt, sondern auch nach mehreren (mindestens etwa 2) Minuten noch als Flüssigkeitstropfen deutlich zu erkennen ist. Ein anderer geeigneter Test für die Eignung einer Schicht besteht darin, sie senkrecht in ein Glas mit destilliertem Wasser zu tauchen. Bei einer für die Erfindung geeigneten Schicht steigt die Flüssigkeit durch die darin wirkenden Kapiliarkräfte innerhalb von 15 Minuten nicht an.

Hinsichtlich der Schichtstruktur sind Faserverbundstrukturen zumindest für die Hauptfilterschicht bevorzugt, aber auch für die Vorfilterschichten besonders geeignet. Hierzu gehören grundsätzlich Gewebe, Gewirke oder andere textile Materialien. Besonders bevorzugt sind jedoch -zumindest für die Hauptfilterschicht- Vliese. Unter den Vlj.»<smaterialien haben sich insbesondere Spinnvliese, besonders solche, die nach dem Melt-blow-Verfahren hergestellt sind, bewährt. Bei diesem Verfahren wird ein Strom aus geschmolzenem thermoplastischem Polymer aus einer Auspressdüse extrudiert. Die aus der Düse austretenden feinen Fäden werden mit einem Luftstrom angeblasen, der auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Polymers

til

erhitzt ist. Die entstandenen Fasern werden als zusammenhängendes Band abgezogen. Einzelheiten dieses Verfahrens sind bekannt.

Als besonders geeignetes Material zumindest für die Hauptfilterschicht hat sich Polypropylen erwiesen.

Die Erfindung beruht zu einem erheblichen Teil auf der Erkenntnis, daß es durch die beanspruchte Schichtenfolge und Abstimmung der Luftwiderstände der Filterschichten möglich ist, unter den Bedingungen der Atemspende, (die durch Wechseldruckbelastung gekennzeichnet sind) einen Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstand zu erreichen, der erheblich höher ist als die Summe der Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstände der Filterschichten, wenn man sie getrennt voneinander addiert.

Im folgenden werden nähere Angaben über geeignete Vor- und Hauptfilterschichten gemacht. Der Fachmann kann innerhalb der angegebenen Bereiche und aufgrund der übrigen Angaben der vorliegenden Beschreibung Materialien für nie Filterschichten auswählen und durch einfache Experimente die Eigenschaften des Beatmungstuches hinsichtlich geringem Strömungswiderstand für Luft einerseits und möglichst hohem Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstand andererseits optimieren.

1. Faserdurchmesser

Der bevorzugte mittlere Faserdurchmesser der Vorfilterschicht beträgt 1-50&mgr;&pgr;&igr;, insbesondere 3-3&Ogr;&mgr;&igr;&eegr;.

Der bevorzugte mittlere Faserdurchme:5ser der Hauptfilterschicht beträgt 0,5-30&mgr;&igr;&eegr;, bevorzugt 1-10&mgr;&idiagr;&eegr;.

Cibäi ist es vorteilhaft, wenn der mittlere Faserdurchmesser der Vorfilterschicht größer als der mitt-

der Hauptfilterschicht ist. Bevorzugt sollte die Durchmesserrelation größer als 2:1, insbesondere größer als 4:1 sein. |

2. Gelege '''

Bevorzugt ist sowohl die Hauptfilterschicht als auch die Vorfilterschicht mehrlagig aufgebaut. Mindestens ■■;

drei Lagen sind besonders zweckmäßig. :

Die Hauptfilterschicht sollte eine stark desorientierte Struktur haben. Bevorzugt weisen ihre Fasern keine erkennbare Vorzugsrichtung auf.

3. Durchgangsöffnungen

Dieser Begriff bezeichnet die Eigenschaft, Teilchen einer bestimmten Größe im wesentlichen (zu mindestens 90%) passieren zu lassen.

Die Hauptfilterschicht hat kleine Durchgangsöffnungen von weniger als 35Mm. Die Vorfilterschicht ist insgesamt offener strukturiert. Es ist jedoch möglich, daß einzelne Lagen der Vorfilterschicht sehr kleine Durchgangsöffnungen haben, soweit ein ausreichend geringer Strömungswiderstand gewährleistet bleibt.

4. Hohlraumvolumen

Das Hohlraumvolumen liegt für beide Filterschichten vorzugsweise zwischen 65 und 85 %, besonders bevorzugt 70-80 %.

5. Faserlänge

Für die Hauptfilterschicht ist ein Fasennaterial mit relativ kurzer Faserlänge (im Mittel weniger als 50 ram) bevorzugt. Für die Vorfilterschicht kann zweckmäßigerweise eiü verh&ltnisssäBL§ langfasriges oder Endlosmaterial verwendet werden.

6. Schichtdicke und Flächengewicht

Typische Scnichtdicken für die Hauptfilterschicht liegen zwischen 0,05 mm und 0,4 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,07 mm und 0,3 mm. Das Flächengewicht liegt dabei zwischen etwa 15g/m² und 90g/m², bevorzugt zwischen 22 und 65g/m².

Die Vorfilterschicht ist vorzugsweise etwas dünner und leichter. Bevorzugt liegt ihre Schichtdicke und ihr Flächengewicht zwischen 20% und 70 % der entsprechenden Daten der Hauptfilterschicht.

8. Faseroberfache

Für die Hauptfilterschicht werden Fasermaterialien mit einer ungleichmäßigen oder rauhen Oberfläche besonders bevorzugt. Für die Vorfilterschicht können dagegen glatte Materialien verwendet werden.

Wie aus obigen Angaben zu ersehen ist, unterscheiden sich die Hauptfilterschicht und die Vorfilterschicht hinsichtlich ihres Hohlraumvolumens relativ wenig (vorzugsweise um weniger als 10%). Der Unterschied im Strömungswiderstand für Luft ist erheblich größer (bevorzugte Relation mindestens 3:1, insbesondere mindestens 5:1). Er resultiert zum Teil aus der unterschiedlichen Schichtdicke. Bevorzugt ist jedoch eine Konstruktion, bei der der Quotient aus dem Strömungswiderstand S_H der Hauptfilter-

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schicht und dem Strömungswiderstand der Vorfilterschicht S_v größer ist als der Quotient aus der Dicke der Hauptfilterschicht d_H und der Dicke der Vorfilterschicht d_v. Es gilt also:

>
S_v d_v

Dies läßt sich -bei dem vorausgesetzten vergleichbaren Hohlraumvolumen der Filterschichten- dadurch erreichen, ßaS ui& ila«ptf ilt-ei <c:hicht aus erheblich dünneren und/oder stärker desorientierten Fasern im Vergleich zur Vorfilterschfnht besteht.

Hit dem erfindungsgemäßen Beatmungstuch läßt sich eine ausgezeichnete Rückhaltewirkung gegenüber Viren erreichen. Diece ist vor allem auf den hohen Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstand unter den in der Praxis vorkommenden Bedingungen mechanischer Belastung zurückzuführen. Daneben ist der Schichtaufbau vorzugsweise so ausgestaltet, daß auch eine zuverlässige Bakterienfilterwirkung erreicht wird. Bakterien sind wesentlich größer als Viren und werden u.U. auch ohne Flüssigkeit transportiert, so daß die Porengröße des Filters klein genug sein muß, um einzelne Bakterien zurückzuhalten. Der Durchmesser der Bakterien selbst liegt in der Größenordnung von etwa 3&mgr;&pgr;&igr;. In der Praxis hat sich jedoch erwiesen, daß auch Filtermaterialien mit größeren Durchgangsöffnungen noch eine ausreichende Filterwirkung erreichen, was darauf zurückzuführen sein dürfte, daß die Bakterien an den Fäden der Filterschicht hängenbleiben.

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10

I Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figu-

I ren schematisch dargestellten Äusführungsbeispiels näher

I erläutert; es zeigen:

E Fig r 1 einen Schnitt durch iinen Teil eines

f erfindungsgemäßen Beatmungstuches,

; Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Beatmungstuch in Form

&igr;. einer vom Helfer getragenen Gesichtsmaske,

H Das in Figur 1 iro Querschnitt dargestellte Beatmungstuch 1 hat einen dreischichtigen Schichtaufbau mit einer die Mittelschicht bildenden Hsriptfilterschicht 2, einer ;". der Helferseite 3 zugewandten ersten Vorfilterschicht 4

H und einer der Patientenseite 5 zugewandten zweiten Vor-

§ filterschicht 6. Die Schichten 4 und 6 liegen bevorzugt

glatt und vollflächig, aber lose auf der Hauptfilterschicht 2 auf.

p Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Beatmungstuch 1 in

' seiner Gesamtheit. Die einzelnen Schichten sind am

Rand 7, vorzugsweise durch Nähen oder Kleben, miteinander ;, verbunden. Um dar. Beatmungetuch wahlweise am Gesicht des

f Helfers befestigen zu können, sind schlaufenförmige 3än-

rjl der 8 vorgesehen, die über die Ohren gezogen werden.

. Das folgende Beispiel dient zur weiteren Verdeutlichung

der Erfindung.

y Für die Hauptfilterschicht und die Vorfilterschicht wur-

! den Materialien H bzw. V eingesetzt mit folgenden Eigen-

^: schäften:

I I

• I t

I I t I I »

11

Material Faserdurch- Gelege messer &mgr;&eegr;

H 4,0 desori-3,3 entiert 1,3

19,0 8,0 5,0

Durchgangsöffnung &mgr;&eegr;

32
21
16

4-5Lagen 118x75
in Schlau- 64x64
fenform 16x16

Hohlraumvolumen %

75,84 71,11

Faserlänge mm

H >2,0

0,5
V endlos

Schichtdicke mm

0,086

0,065

Flächen- Faserober gewicht g/m² fläche

18,70

16,9

längs zerklüftet

glatt

Dabei basieren die Angaben auf mikroskopischen Untersuchungen sowie Ausmessen und Auswiegen der Filtervliese.

Verschiedene Schichtfolgen dieser Materialien wurden auf ihren Strömungswiderstand für Luft und auf ihren Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstand untersucht, wobei folgende Verfahren angewendet wurden.

Der Strömungswiderstand für Luft wurde wie üblich in der Weise untersucht, daß durch eine definierte Fläche Luft mit einer definierten Strömungsgeschwindigkeit ("Flow", im vorliegenden Falle 1 1/sec) durchgeleitet und der Druckabfall an der geprüften Schichtfolge (in cm Wassersäule) bestimmt wurde.

Für die Bestimmung des Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstandes unter praxisnaher Wechseldruckbelastung wurde eine Testapparatur mit folgendem Aufbau verwendet.

Auf einer ebenen Fläche wurden übereinander angeordnet: eine Schaumstoffschicht, wobei ein Schaumstoff verwendet wird, der eine ähnliche Nachgiebigkeit wie die menschliche Haut hat.
eine Kunststoffolie zur Simulation der Hautoberfläche. Sie wurde mit einer 0,1 %igen Lösung von Na-Fluorescein beschichtet = Das Testobjekt (zu prüfende Schichtenfolge) ein Kreisring aus Schaumstoffmaterial mit etwa 4,5 cm Innendurchmesser, etwa 15 mm Breite und 15 mm Höhe zur Simulation der Helferlippen. Ein Becherglas mit dem Rand nach unten, dessen Durchmesser auf die "Schaumstofflippen" abgestimmt war.

Die Schaumstofflippen waren an dem Becherglas befestigt, so daß sie mit einer Hubapparatur abgehoben werden konnten. Neben der Anordnung wurde eine Wasserschale bereitgestellt, welche ein mit Wasser getränktes Schaumstoffkissen enthielt.

Der Versuchsablauf umfaßte 120 Hübe, bei denen das Becherglas mit einem Druck von jeweils 5kp auf das Testobjekt gedrückt wurde. Die Hubdauer betrug 2 see. Aufgrund der gegebenen Abmessungen resultiert ein Druck von ca. 400 p/cm². Zwischen den Hüben wurde das Becherglas vollständig entlastet. Nach jedem dritten Hub wurden die Schaumstofflippen an dem Becherglas in den wassergetränkten Schaumstoff in der Wasserschale gedrückt, um die mögliche Feuchtigkeit auf den Lippen des Helfers zu simulieren. Nach dem Hub wurde mit Hilfe einer UV-Lampe überprüft, ob eine Fluoreszenz zu verzeichnen war, welche den Feuchtigkeitsdurchtritt der Natriumfluoresceinlösung durch das Testobjekt anzeigt.

Die Ergebnisse lassen sich aus folgender Tabelle ablesen:

	Druckdifferen&zgr;	Hübe
	(cn Wassersäule)
Material V einschichtig zweischichtig dreischichtig	0,9 1,8 2.9	2 5 10
Material H einschichtig	9,9	16
Schichtenfolae

zweischichtig (V-H) 10,7 dreischichtig (V-H-V) 11,6

35
über 120

Man erkennt, daß bei einer mehrfachen Übereinanderschichtung des Materials V die Hubzahl im Rahmen der Meßgenauigkeit proportional zur Druckdifferenz steigt. Entsprechendes ist bei einer mehrschichtigen Anordnung des Materials H zu erwarten, wobei ein entsprechendes Experiment nicht sinnvoll ist, weil der Strömungswiderstand von mehreren Schichten dieses Materials in der Praxis nicht vertretbar wäre.

Bei dem zweischichtigen und stärker noch bei dem dreischichtigen Aufbau zeigt sich dagegen, daß ein stark
überproportionaler (synergistischer) Effekt erreicht
wird.

Claims

· t

I··

ISL 101/OG/ÜE

Ansprüche

1. Beatmungstuch mit einer Helferseite und einer Patientenseite,

dadurch gekennzeichnet, daß

es eine Hauptfilterschicht (2) vnd eine Vorfilterschicht (4) aufweist, welche die Hauptfilterschicht auf ihrer der Helferseite (3) zugewandten Fläche bedeckt und

die Vorfilterschicht (4) einen geringeren Strömungswiderstand für Luft als die Hauptfilterschicht (2) hat,

wobei der kombinierte Feuchtigkeitsdurchlaßwiderstand beider Filterschichten (2,4) unter Wec?iseldruckbela-StUn*¹ TöSeir als die Suhüüs &idigr;&idiagr;&ugr;&tgr;&thgr;&iacgr;&tgr; einzelnen Feucntic— keitsdurchlaßwiderstände ist.

2. Beatmungstuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß es eine zweite Vorfilterschicht (6) aufweist, welche die der Patientenseite <5* zugewandte Fläche der Hauptfilterschicht bedeckt.

3. Beatmungstuch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfilterschicht (2) eine Faserverbundstruktur aus Mikrofasern aufweist.

4. Beataiungstuch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- ':

net, daß auch die Vorfilterschicht (4,6) eine Faser- Aj

Verbundstruktur aufweist und der mittlere Faser- |

durchmesser der Vorfilterschicht (4,6) größer ist als |

der mittlere Faserdurchmesser der Hauptfilterschicht. %

l>. Beatmungstuch nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn- ·₍ zeichnet, daß die Faserverbundstruktur ein Vorzugs- ||

weise im Melt-blow-Verfahren hergestelltes Vlies ist. |

6. Beatmungstuch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfilter- | schicht (2) Polypropylen enthält. -

7. Beatmungstuch nach einem der vorhergehenden Ansprü- § ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfilterschicht (2) mehrlagig ist.

8. Beatmungstuch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- ' net, daß auch die Vorfilterschicht (4,6) mehrlagig

ist. ;

9. Beatmungstuch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen der Hauptfilterschicht kleiner als 35&mgr;&igr;&eegr; sind.