ES2328358T3

ES2328358T3 - Aparato y metodo que permite la desinfeccion de superficies.

Info

Publication number: ES2328358T3
Application number: ES04734543T
Authority: ES
Inventors: John George Chewins
Original assignee: Bioquell UK Ltd
Current assignee: Bioquell UK Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: CA2526644C; EP1626767B1; CA2526644A1; GB2402066B; JP2007503960A; KR100984385B1; WO2004103452A1; JP4658054B2; NO20055954L; RU2330690C2; BRPI0410601B1; GB2402066A; CN1822875A; EP1626767A1; CN1822875B; US7967800B2; GB0311958D0; ZA200509587B; RU2005140286A; UA88612C2

Abstract

Un aparato para producir una pulverización de agua ozonada para desinfectar una superficie, que comprende un recipiente (12) de agua, una tobera (39) para pulverizar agua ozonizada sobre una superficie a tratar, un conducto interior (37) para suministrar agua desde el recipiente hasta la tobera, medios para suministrar ozono al agua a administrar como una pulverización de agua ozonada desde la tobera y un conducto exterior que rodea el conducto de suministro y que tiene una cubierta (40) que rodea la tobera para contener gas ozonado liberado en los orificios, caracterizado porque la tobera (39) tiene un número de orificios (41) para suministrar una pulverización de agua ozonada y están previstos medios (32) para crear una presión negativa en el conducto exterior para absorber gas ozono liberado en la tobera desde la cubierta hasta el conducto exterior.

Description

Aparato y método que permite la desinfección de superficies.

Esta invención se refiere a aparatos y a métodos para uso en la desinfección de superficies y, en particular, para la desinfección de heridas utilizando una alta concentración de ozono acuoso y también a métodos y aparatos para producir una alta concentración de solución acuosa de ozono.

Las heridas se pueden dividir en dos categorías básicas, agudas y crónicas. Las heridas agudas son causadas cuando se produce daño en tejido cutáneo intacto externo. Estas incluyen heridas quirúrgicas, picaduras, quemaduras, cortes, abrasiones, laceraciones y heridas más traumáticas de aplastamiento o disparo. Las heridas crónicas están asociadas con mecanismos endógenos conectados a una condición predispuesta que daña eventualmente el tejido dérmico. Las heridas crónicas se producen a menudo cuando el suministro de oxígeno y nutrientes (perfusión) a tejidos está perturbado. El suministro arterial reducido, el drenaje venoso o las enfermedades metabólicas pueden provocar heridas crónicas. Las úlceras en las piernas, las úlceras en los pies y las llagas de presión son todos ejemplos de heridas crónicas.

Hunt y col. (Hunt, T. K. y Hopt, H. W. 1997, Wound healing and infection - what surgeons and anaesthesiologists can do. Surg. Clin. North America, Vol. 77, páginas 587-606) establecen que las heridas agudas se curarán rápidamente si se incrementa al máximo la perfusión sanguínea, proporcionando de esta manera a las células del sistema inmune el oxígeno y nutrientes necesarios para protegerse de la infección. El oxígeno es un requerimiento integral para el crecimiento de las células, la división y la curación de las heridas. Grief y col. (Grief R., Akca, O., Horn, E., Kurz, A., y Sessler, D. J. 2000. Supplemental perioperative oxygen to reduce the incidence of surgical wound infection. The New England Journal of Medicine, Vol. 342, páginas 161-167). También es crítico para la ráfaga respiratoria de leucocitos polimorfonucleares (PMNs), que producen compuestos antimicrobianos potentes. Además de proporcionar la energía para reacciones metabólicas y, por lo tanto, para mecanismos de defensa contra la infección, el oxígeno juega también un papel importante en la determinación del potencial de reducción de la oxidación de tejidos. Bakker (Bakker, D. J. 1998, Severe trauma and infections. Anaesthesia. Vol. 53, páginas 65-67). Wound microbiology and associated approaches) identifica que un potencial redox bajo favorece el crecimiento de bacterias anaeróbicas. Bowler y col (Bowler, P. G. Duerden, D. I., and Armstrong, D. G. 2001. Wound microbiology and associated approaches to wound management. Clinical Microbiology Reviews, Vol. 14, Nº 2, páginas 244-269) establecen que un potencial redox bajo facilitará el desarrollo de poblaciones aeróbicas/anaeróbicas sinérgicas.

Las heridas tienen con frecuencia una matriz diversa de microflora. Los patógenos primarios implicados en la infección de heridas crónicas y agudas se consideran Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y estreptococos beta-hemolíticos. Estos patógenos son aeróbicos o facultativos. Sin embargo, los patógenos anaeróbicos son pasados por alto con frecuencia en investigaciones de infección de heridas, debido a que residen profundos dentro del tejido dérmico. El aislamiento, identificación y colección de micro-organismos anaeróbicos requiere mucho tiempo y es intensivo de mano de obra. Bowler y col (referido anteriormente) han investigado y han concluido que existe correlación entre la incidencia de patógenos anaeróbicos y la prevalencia de infección. Bascom (Bascom, J.U. 1996. Pilonidal care: anerobes as visible villans. European Journal of Surgery. Vol. 162, página 351) informa que las bacterias anaeróbicas son los auténticos micro-organismos causantes de infección de heridas y que se requiere la oxigenación mejorada de heridas para reducir al mínimo la infección.

La naturaleza polimicrobiana de heridas ha sido publicada ampliamente. No obstante, se considera que Staphylococcus aureus es la bacteria más problemática en infecciones de heridas traumáticas, quirúrgicas y de quemaduras. Bowler y col. (referido anteriormente), Tengrove y col. (Tengrove, N. J., Stacey, M. C. McGechie, D. F. y Mata, página 1006. Qualitative bacteriology and led ulcer healing. Journal of wound care. Vol. 5, páginas 277-280) informan que cuando están presentes cuatro o más grupos bacterianos dentro de una úlcera de pierna, se reduce significativamente la probabilidad de curación. Este hallazgo favorece la hipótesis de que se produce sinergia microbiana dentro de heridas incrementando el efecto patógeno neto y la gravedad de la infección. El consumo de oxígeno por bacterias aeróbicas induce hipoxia de tejido y reduce el potencial redox, que proporciona un hábitat más favorable para organismos anaeróbicos. Los nutrientes producidos por un micro-organismo pueden fomentar el crecimiento de micro-organismos de cohabitación potencialmente patógenos. Algunos anaerobios son capaces de perjudicar la función celular inmune huésped y, por lo tanto, proporcionan una ventaja para sí mismos y para otros micro-organismos que cohabitan. Bowler (Bowler, P. G. 2002. Microbiology of acute and chronic wounds. Facing the challenge of wound management in the 21^{st} Century. Master Misericordiae University Hospital) establece que los micro-organismos son capaces de ayudarse entre sí dentro de una herida. Los micro-organismos (especialmente en biopelículas) utilizan un mecanismo de comunicación llamado Quórum sensing. Ésta es una forma de comunicación dependiente de la densidad de las células, facilitando la supervivencia en un entorno severo nuevo. Liberan moléculas de señalización que se informan entre sí de "consejos de supervivencia" (es decir, que producen un cambio morfológico específico o un producto químico defensivo específico).

El descombrado es una parte integral de la curación de la herida. La retirada de tejido muerto m e insano es esencial para reducir al mínimo el hábitat disponible para colonización microbiana y para permitir nueva formación de tejido. El descombrado se consigue a través de la retirada física de tejido utilizando un instrumento afilado o la aplicación de solución salina o agua estéril. El tratamiento de heridas de picaduras implica el riego a alta presión la reducir la carga microbiana.

Históricamente se ha utilizado ozono para desinfectar heridas en su forma gaseosa o disuelto con aceite. La aplicación directa de gas ozono, la inyección intravenosa, la insuflación rectal y la autohemo-ozonoterapia todos los métodos bien conocidos de aplicación médica de ozono. Debería hacerse referencia a las siguientes Publicaciones de Patentes para detalles de tales tratamientos: RU-2178699, FR-2784388, US-6073627.

Hipótesis de ozono acuoso 1. Desinfección

1.1: El ozono es altamente reactivo y se descompone a través de la formación de radicales libres para formar oxígeno molecular. Los radicales libres tienen un electrón impar en su órbita exterior haciéndolos altamente inestables y reactivos. Estos radicales libres comprenden hidroxi, radicales de superóxido u ozonuro. El ataque de micro-organismos de ozono es principalmente sobre la membrana celular, con el daño consecuente que se produce en otros sitios de células. El mecanismo propuesto de acción se considera relacionado en gran parte con los enlaces olefínicos dentro de la membrana celular del microorganismo que está siendo atacada por ozono para formar un ozonuro u otro producto de descomposición. El ozonuro reacciona con enzimas, grupos sulfhidrilo y aldehídos, liberando compuesto peroxilo. Los compuestos peroxilo dañan, además, as proteínas, ADN y otras estructuras. La célula es lisada y el citoplasma es dispersado. En esencia, el ozono acuoso sería utilizado para reducir los organismos microbiológicos dentro de la herida.

1.2: El ozono acuoso será particularmente efectivo contra bacterias anaeróbicas debido a su falta de antioxidantes y sus otros sistemas de defensa de oxidación. Las bacterias aeróbicas producen anti-oxidante, tales como superóxido dismutasa para prevenir el daño celular causado a través de respiración utilizando oxígeno. Las bacterias anaeróbicas no utilizan oxígeno para respirar y, por lo tanto, no tienen antioxidantes avanzados evolucionados. La eliminación de las bacterias anaeróbicas reducirá la probabilidad de infección Bowler (referido anteriormente).

1.3: La oxidación basada en radicales libres es aleatoria y, por lo tanto, será extremadamente difícil que un micro-organismo desarrolle resistencia a ozono acuoso. La desinfección basada en radicales libres no implica especificidad del sitio objetivo. Los radicales libres serán efectivos contra todos los micro-organismos, dependiendo la tasa de aniquilación, entre otras cosas, de la prevalencia de antioxidantes dentro de diferentes especies microbianas.

1.4: Un periodo de contacto suficientemente largo eliminará todos los micro-organismos de un lecho de herida, creando un entorno estéril.

2. Descombrado

1.2: El ozono acuoso no es específico de las células y atacará el tejido de la herida así como los micro-organismos. El tejido insano o muerto en menos perfundido que el tejido sano y como tal no contiene tanto anti-oxidante o agente enzimático (superóxido, dismutasa, glutatión, macrófago, etc.). Los tejidos insanos montarán una defensa mucho más débil contra el ataque de radicales libres que los tejidos sanos y, por lo tanto, tendrán más tendencia a daño/ruptura/retirada que los tejidos sanos. Por lo tanto, el ozono acuoso proporcionará un sistema de descombrado químico casi selectivo, creando un entorno de curación mejorado.

3. Entorno de curación húmedo

3.1: La aplicación de ozono acuoso proporcionará un entorno de curación húmedo (en combinación con 1.4). Un entorno de curación húmedo es crítico para la curación de la herida. Winter (Winter, G. D. 1962, Formation of scab and the rate of epithelization of superficial wounds in the skin, Nature, Vol. 193, páginas 293-194).

4. Especies de Oxígeno reactivo (ROS)

4.1: El ozono acuoso produce Especies de Oxígeno reactivo (ROS) como intermediarios de la descomposición. Las ROS producidas complementarán el sistema de defensa natural propio de los cuerpos, en el que los polimorfonucleocitos (PMNs) producen ROS para eliminar micro-organismos. El sistema de curación de ozono acuoso es biomimético, produciendo un "booster" cuando los PMNs propios del cuerpo han sido arrollados por infección.

4.2: El ozono acuoso actuará como un generador de ROS en tejidos isquémicos pobremente prefundidos. La falta de perfusión inhibe la producción de ROS propia del cuerpo debido a una deficiencia en nutriente/oxígeno/ energía. El ozono acuoso crea artificialmente el mecanismo de eliminación de la infección natural del cuerpo.

4.3: ROS soportará la formación de vasos sanguíneos (angiogénesis) y estimulará la producción de colágeno (Sen, C. K., Khanna, S., Babiar, B. M., Hunt, T. K., Ellison, E.C., y Roy, S. 2002. Redox control of wound, repair. JCB (en prensa). Manuscrito M203391200).

4.4: Los micro-organismos se comunican a través de "quorum sensing", que se facilita a través de la liberación de moléculas de señalización. ROS puede oxidar activamente estas moléculas de señalización reduciendo los efectos de supervivencia sinérgica. Este mecanismo sería importante en la reducción de cualquier formación de biopelícula.

4.5: Un entorno hiperóxico producido

5. Oxigenación

5.1: El ozono acuoso se descompone en agua y oxígeno. La reacción de descomposición tiene lugar dentro de la herida proporcionando aplicación superficial de oxígeno a células y produce un entorno hiperóxico. Las bacterias anaeróbicas ni pueden sobrevivir en un entorno hiperóxico, reduciendo la infección.

5.2: Un entorno hiperóxico producido a través de la aplicación de ozono acuoso puede proporcionar una fuente de oxígeno para tejidos pobremente prefundidos (isquémicos), que puede mejorar la curación de la herida.

5.3: Las citoquinas y los factores de crecimiento muestran una acción mecánica mejorada en un entorno hiperóxico, que se puede facilitar a través del uso de equipo de aplicación de ozono acuoso.

5.4: El equipo de aplicación de ozono acuoso contiene un concentrador de oxígeno que se puede utilizar para proporcionar oxígeno estéril a alta presión a una herida. El oxígeno es crítico para el proceso de curación de la herida. El equipo permite la aplicación de oxígeno a la herida a través de un choro de alta presión o a través del uso de una cámara hiperbárica alrededor de la zona de la herida.

6. Respuesta de la herida aguda

6.1: La investigación ha identificado que provocando una herida aguda dentro de una herida crónica se puede inducir una repuesta de curación de la herida. La oxidación celular causada por aplicación de ozono acuoso puede inducir una respuesta de tipo de herida aguda dentro de una herida crónica no-curativa.

Agua ozonada

El agua ozonada es ampliamente utilizada para matar bacterias y otros micro-organismos. Sin embargo, cando se genera y disuelve ozono en agua es habitual esperar niveles por debajo de 1 ppm.

El documento WO-A-0020343 describe un aparato para producir una solución de ozono acuoso para desinfectar agua potable de albergue animal. El proceso requiere presurización del contactor para facilitar la ozonación.

El documento US-A-5834031 describe un aparato que utiliza ozono acuoso para tratar hongos en los pies. Se utiliza un proceso de ozonación sencillo "en-línea" para producir ozono acuoso, sumergiendo completamente el apéndice a tratar.

El documento WO-A-0172432 describe un aparato de pulverización móvil para proporcionar una corriente de ozono acuoso. El proceso de producción de ozono acuoso utiliza un método reproducción "en-línea" así como una unidad de desgasificación.

El documento US-A-6455017 describe un aparato móvil para lavado y saneamiento utilizando ozono acuoso. El proceso de producción de ozono acuoso utiliza un método de producción "en línea".

El documento US-A-2002139755 describe un método para mejorar la disolución de gases en líquidos. El método utiliza una pluralidad de toberas dimensionadas y situadas para producir burbujas microfinas e iniciar el flojo rotativo.

El documento EU-A-2175539 describe un método de tratamiento de heridas con gas ozono. El tratamiento se basa en la aplicación de gas a la herida.

El documento US-A-437812 describe un método para tratan lesiones de quemaduras con ozono acuoso que implica sumergir el cuerpo entero del paciente en un baño de ozono acuoso.

El documento WO-A-01/93793 describe una cámara de acondicionamiento para localización sobre una herida en la piel de un paciente. La cámara comprende dos capas de espuma encoladas juntas que encierran conjuntamente una cavidad o cámara. La capa de espuma inferior está fijada a la piel que rodea una herida de una manera hermética al gas por medio de cinta adhesiva y la cavidad configurada en forma de caja está cubierta con una tapa transparente, de manera que la herida puede ser inspeccionada desde fuera. La cámara tiene conexiones para suministrar una mezcla de gas ozono y oxígeno a la cámara y para permitir la descarga de gas oxígeno desde la cámara.

El documento GB-A-546646 describe un pulverizador manual para suministrar un medicamento atomizado y vaporizado a la superficie de la piel para tratamiento de una herida cutánea. El pulverizador comprende una carcasa que tiene una salida en la que está montada una pareja de toberas. Una tobera está conectada a un suministro de vapor que pasa a través de un ionizador y oxígeno desde el aire que rodea el dispositivo es convertido en ozono que es suministrado bajo presión a través de la tobera con el vapor ionizado. Un suministro presurizado de medicamento es suministrado a la segunda tobera que debe descargarse lado a lado con el vapor que contiene ozono ionizado desde la primera tobera. La carcasa tiene orificios de ventilación para admitir aire dentro de la carcasa alrededor de las toberas. No se hace ninguna provisión para prevenir la descarga de gas ozono.

El documento US-A-5098415 describe un dispositivo para el tratamiento de afecciones de los pies utilizando una solución acuosa de ozono que comprende un contenedor en el que una persona introduce un pie a tratar y una bomba hace circular una solución de agua ozonada hasta el contenedor para cubrir el pie del paciente durante un tiempo predeterminado.

Un objeto de la presente es producir una solución de ozono de alta concentración capaz de desinfección rápida y proporcionar un método y un aparato para aplicar una solución de ozono de alta concentración a una superficie a desinfectar y en particular a una herida de una persona o animal, reduciendo al mismo tiempo la liberación de gas ozono a la atmósfera.

Esta invención proporciona un aparato para producir una pulverización de agua ozonada para desinfectar una superficie, que comprende un recipiente de agua, una tobera para pulverizar agua ozonizada sobre una superficie a tratar, un conducto interior para suministrar agua desde el recipiente hasta la tobera y medios para suministrar ozono al agua a administrar como una pulverización de agua ozonada desde la tobera y un conducto exterior que rodea el conducto de suministro y que tiene una cubierta que rodea la tobera para contener gas ozonado liberado en los orificios; en el que la tobera tiene un número de orificios para suministrar una pulverización de agua ozonada y están previstos medios para crear una presión negativa en el conducto exterior para absorber gas ozono liberado en la tobera desde la cubierta hasta el conducto exterior.

Más específicamente, los medios para crear una presión negativa en el conducto exterior pueden comprenden un dispositivo de aspiración conectado al conducto exterior en el extremo opuesto a la cubierta para extraer gas ozono desde el interior de la cubierta a través del conducto exterior fuera de la tobera.

Los orificios pueden estar localizados sobre la tobera para producir un patrón de pulverización solapado.

Con preferencia, los orificios en la cabeza de pulverización tienen entre 0,2 mm y 1,5 mm de diámetro y más específicamente 0,5 mm de diámetro.

En cualquiera de las disposiciones anteriores, los medios para suministrar agua ozonada a la tobera pueden comprender un medio de bomba dispuesto para bombear el fluido a la cabeza de pulverización a una presión entre 50 y
10 mbares.

Por ejemplo, la bomba se puede disponer para bombear el fluido a una presión de 70 mbares.

En cualquiera de las disposiciones anteriores, la cabeza ampliada de la cubierta puede ser de forma piramidal y puede tener un extremo abierto para rodear una herida a través del cual se suministra la pulverización. Las dimensiones de la cubierta pueden ser tales que contengan estrechamente, pero no interfieran con el patrón de pulverización de fluido.

La cabeza de pulverización puede estar montada sobre una estructura de soporte localizada en dicho extremo del conducto exterior, y en la que el otro extremo del conducto puede estar conectado al dispositivo de aspiración.

Más específicamente, el aparato está destinado para desinfectar superficies y, en particular, heridas humanas y animales; aunque se describe en el contexto de una superficie de herida, el alcance de la invención cubre todos los tipos de superficies. Se puede prever una cabeza colectora que está localizada debajo de la superficie/herida a tratar para recibir agua ozonada que fluye desde la región de tratamiento. La base de la bandeja colectora puede contener un número de taladros a través de los cuales es drenada la solución usada fuera de la bandeja por una bomba que provoca que la solución pase a través de un catalizador para desintegrar cualquier ozono residual contenido en la solución.

La siguiente es una descripción de algunas formas de realización específicas de la invención, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema para generar y aplicar agua ozonada a una herida.

La figura 3 ilustra una segunda modificación.

Las figuras 4 a 10 ilustran una cabeza de pulverización para el aparato; y

Las figuras 11 a 15 ilustran una bandeja colectora y soporte de los miembros de u paciente a tratar.

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Con referencia en primer lugar a la figura 1 de los dibujos, el aparato para realizar la invención comprende tres componentes principales: un aparato para generar una solución acuosa concentrada de ozono identificado en 10; un aparato para pulverizar la solución de ozono sobre una superficie de un miembro a tratar indicado en 11; y un aparato para soportar un miembro a tratar y para recoger solución que fluye fuera del miembro tratado para evacuación indicado en 11a. Un sistema de control (no mostrado) está previsto para todo el aparato, que comprende un ordenador lógico programable que está en interfaz con los elementos controlables del aparato para controlar la operación del aparato.

El generador de ozono acuoso 10 comprende un contactor 12, que está conectado a un depósito de agua 13 a través de una bomba 14 y una válvula 15 controlada por solenoide 15. La figura 2 muestra una disposición alternativa en la que se suministra agua potable a través de una válvula de restricción de la presión. La bomba 14 está activada desde el depósito en el contactor 12 hasta que se ha alcanzado un nivel suficiente para activar un sensor de nivel del agua 16. El sensor activa un relé que emite una señal de retorno al PLC, que desconecta una bomba 14 y cierra una válvula de solenoide 15.

El contactor tiene un conducto 17 que se extiende desde una entrada 18 dirigida hacia arriba adyacente a la parte superior del contactor a través de una bomba 19 y una inyección de presión diferencial 20 (tal como un inyector Mazzei, como se describe en el documento US-A-5863128) y, por lo tanto, hasta una salida 21 en el contactor adyacente a la parte inferior del contactor. La bomba 19 se activa tomando agua a través de la entrada 18, que circula a través del inyector de presión diferencial 20 y que retorna al contactor a través de la salida de la tobera 21. La tobera tiene dos funciones. En primer lugar proporciona la contrapresión requerida por el inyector diferencial y, en segundo lugar, incrementa la mezcla de gas/líquido dentro del contactor.

Un suministro de oxígeno 22, utilizando con preferencia un concentrador de oxígeno, suministra gas oxígeno seco a través de una válvula de estrangulamiento 23 y un regulador de presión 24 hasta un generador de ozono 25. La válvula y el regulador pueden estar localizados o bien delante o detrás del generador de ozono. El generador de ozono puede utilizar métodos de producción basados en ultra violeta, membrana de intercambio de protones o descarga de corona, pero con preferencia es un generador de ozono basado en corona refrigerador por aire.

El generador de ozono es activa y se abre una válvula de solenoide 26. El ozono es aspirado a través del inyector de presión diferencial 20, donde contacta con el agua. La corriente mixta de gas/líquido es forzada a través de la tobera de salida 21 y dentro del contactor 12. Las burbujas de gas ozono se mueven hacia arriba a través del contactor y salen por una salida 27 en un tubo 28.

El tubo 28 está acodado hacia abajo hacia la salida, de manera que cualquier condensación que se produzca dentro del tubo circula de retorno hacia abajo a través de la salida y dentro del contactor 12.

Cualquier gas ozono que llega al tubo 28 pasa a través de un dispositivo de destrucción 30, donde es desintegrado en oxígeno. Un elemento calefactor es activado calentando la unidad de destrucción de ozono 30. Un sensor de temperatura está conectado con un ordenador lógico programable (PLC), que controla el proceso de calefacción y mantiene la unidad de destrucción 30 a una temperatura constante entre 40 y 80ºC, pero con preferencia a 60ºC. La unidad de destrucción es calentada, lo que previene que se forma humedad dentro de la propia unidad de destrucción. El gas oxígeno que sale de la unidad de destrucción 30 pasa al colector 31. El gas oxígeno es aspirado desde el colector por un ventilador 32 y dentro de un dispositivo de destrucción de ozono secundario 32a. El gas oxígeno sale por el dispositivo de destrucción de ozono secundario, desde donde se dirige al generador de ozono 25 referido anteriormente, donde ayuda a refrigerar la unidad.

Retornando al proceso de ozonación en el contactor, la entrada 18 al sistema de recirculación tiene un extremo vuelto hacia arriba y está configurado para prevenir que las burbujas de gas ozono sean aspiradas dentro del sistema de re-circulación. La concentración de ozono acuoso es supervisada por un sensor de ozono disuelto 33 conectado al PLC. Cuando la concentración de ozono disuelto alcanza el nivel deseado, ajustado por el operador, el PLC desconecta el concentrador de oxígeno y el generador de ozono y cierra la válvula 26 controlada por solenoide. La bomba 19 está desconectada y se activa una bomba 34 para suministrar la solución acuosa de ozono al sistema de pulverización 11. Una válvula de solenoide 35 se abre y la solución se desplaza a lo largo del tubo, donde la presión está limitada a 40 y 100 mbares, por un regulador de presión y de flujo 36.

La solución de ozono acuoso es suministrada a un extremo de un conducto interior 37 de una pareja de conductos concéntricos 37, 38. El otro extremo del conducto 37 tiene una cabeza de pulverización 39 para suministrar chorros múltiples de ozono acuoso.

La cabeza de pulverización se ilustra en las figuras 4 a 10 y está diseñada y construida para producir una serie de chorros, con preferencia en una configuración de ventilador de interbloqueo. El sistema de pulverización, aunque parece sencillo, tiene un número de características importantes. Cuando se fuerza solución de ozono a alta concentración a través de una abertura, se crea una presión diferencial y provoca que el gas ozono disuelto en la corriente salga de la solución a la atmósfera (debido a la presión del vapor de ozono). Cuanto mayor es la presión diferencial, mayor es la cantidad de gas liberado a la atmósfera. El límite atmosférico legal para el ozono es 0,1 ppm, que es muy bajo. Por lo tanto, la cabeza de pulverización ha sido desarrollada para utilizar "taladros de chorro" 41 (ver las figuras 7 y 10) que son suficientemente pequeños para utilizar bajas cantidades de solución (facilitando el tamaño pequeño de la unidad) y tiene todavía un diámetro suficientemente grande para prevenir que se cree un diferencial de presión excesivamente alto que libera demasiado gas ozono desde la solución. La presión a la que la solución de ozono es suministrada a la cabeza es también un factor y los ensayos han indicado que un nivel en torno a 70 mbares es el más adecuado. Presiones más altas significa que se libera más gas ozono a la atmósfera y, además, provoca que los chorros sean demasiado potentes "perforando" pinchazos en la superficie de la herida.

A medida que la solución sale desde la cabeza de pulverización 39, la caída de la presión provoca que el gas ozono salga de la solución. Una disposición de solape de los chorros, como se puede ver en las figuras 4 y 5, reduce al mínimo la relación de área de la superficie con respecto al volumen de los bordes exteriores del cono de pulverización, reduciendo de esta manera la cantidad de gas ozono que es liberado desde la solución. El ozono se descompondrá rápidamente en aire y, por lo tanto, la relación reducida entre superficie y volumen es crítica en la prevención de la descomposición de la solución de ozono a medida que se desplaza desde la cabeza de pulverización hasta la superficie de la herida. Los chorros operan a presión muy baja para reducir al mínimo la cantidad de gas ozono que se escapa desde la solución y también asegurar que los micro-organismos no penetran en el lecho de la herida. La cabeza de pulverización está localizada dentro de una fijación de la cabeza (referida, además, como la "cabeza cónica") 40, configurada para adaptar las dimensiones del "cono de chorro" producido por la cabeza de pulverización. La longitud de la cabeza cónica depende de la presión de los chorros, pero tiene con preferencia 125 mm. El interior de la cabeza cónica se mantiene en una presión negativa con respecto a la atmósfera por el ventilador 32 conectado al colector 31. Todo gas de ozono liberado desde la solución en el proceso de pulverización es aspirado a través del conducto exterior 38 dentro del colector y posteriormente pasa a través de la unidad de destrucción secundaria 32a, donde se descompone en oxígeno.

En uso, la cabeza cónica 40 está posicionada sobre una herida a descontaminar/curar. La distancia desde la superficie de la herida hasta el borde de la cabeza cónica depende de la presión de los chorros, pero tiene con preferencia 10 mm.

El paciente, cuya herida debe desinfectarse/curarse pueden estar sentado en la cama o móvil. Una bandeja colectora 43, que se describe con más detalle a continuación, está colocada debajo del apéndice del paciente, en el que está localizad a la herida. La bandeja colectora contiene un mecanismo de soporte unido (no mostrado) que soporta el peso del apéndice del paciente durante el tratamiento. El mecanismo de soporte puede ser rígido o flexible, pero con preferencia comprende un soporte cóncavo o convexo revestido desmontable, localizado sobre una junta articulada para facilitar la rotación horizontal. Ésta, a su vez, está localizada sobre un vástago fijado en el dispositivo colector por medio de una junta que permite que el vástago se mueva en un arco en el plano vertical. Con preferencia, se trata de un pasador articulado. La bandeja colectora tiene un inserto 48 desmontable que tiene taladros 49 en el mismo para permitir que la solución usada sea drenada a la base de la bandeja. Este inserto 48 será con preferencia una "V" con una serie de taladros 49 que permiten drenar la solución a través de la misma, pero retienen cualquier material biológico desprendido de la herida en el proceso de desinfección. La bandeja colectora tiene flancos laterales 50 sobre los que está montado el sistema de cabeza de pulverización.

La cabeza de pulverización 39 está fijada en un dispositivo de montaje y de soporte (no mostrado) que retiene con seguridad el cono de pulverización en posición por encima de la herida. Este dispositivo de montaje puede comprender un rango amplio de estructuras para retener la cabeza en su posición requerida, típicamente un dispositivo mecánico o electromagnético para proporcionar fijación a un conducto flexi-rígido, sobre el que está fijada la cabeza de pulverización.

La base de la bandeja colectora 43 contiene un número de taladros 51 a través de los cuales se descarga la solución usada fuera de la bandeja. Una bomba 52 crea una presión negativa dentro del recipiente 53 acoplado a la bandeja (ver la figura 1) provocando que el líquido en la bandeja colectora sea drenado en el recipiente 53. El gas retirado del recipiente 53 por la bomba 52 es dirigido al colector 31, donde pasa a través del catalizador secundario 32a. Todo gas ozono residual liberado por la solución usada es descompuesto aquí.

La solución es aplicada a la herida durante un periodo de tiempo determinado por el operador y programado en el PLC al comienzo del tratamiento. Una vez que ha transcurrido la duración requerida, el PLC cierra la válvula 35 y continúa funcionando el ventilador 32 y la bomba 52 durante un periodo definido de tiempo para limpiar la bandeja colectora de solución. Durante este periodo, se abre la válvula 60 y la solución dentro del contactor es bombeada al recipiente 53 hasta que se activa el conmutador de nivel 61 en el contactor. La bomba 34 es desconectada y se cierra la válvula 60. Después de que ha transcurrido este periodo, se desconecta la bomba 52 y el ventilador 32.

Las entradas y salidas de loas recipientes comprenden acoplamientos de conexión rápida para facilitar su retirada y fijación sencillas. Al final del tratamiento, el recipiente 53 es desconectado y el depósito de agua contenido dentro del mismo es vaciado en el desagüe.

La figura 3 muestra una disposición alternativa del aparato, en la que el recipiente 53 está retirado y el contenido de la bandeja colectora es bombeado directamente al drenaje a través de una bomba. La solución excedente que permanece en el contactor es bombeada directamente al drenaje en oposición al recipiente 53. Esta solución puede pasar a través de un filtro de carbón 65 dentro de la tubería de desagüe para destruir todo ozono que pudiera permanecer.

El sistema se describe operando con agua del gripo tomada desde un suministro doméstico o comercial. La invención no excluye el uso de un suministro de agua filtrado o acondicionado. Tal suministro de agua tendrá un efecto de dispersión del proceso de ozonación, pero no el suministro de agua preferido de uso debido a la reducción en los sistemas de filtración de portabilidad presentes.

Tal disponibilidad para capturar y destruir la mayor cantidad posible de gas ozono acuoso liberado a la atmósfera desde cualquier solución de ozono acuoso es primordial para el funcionamiento con éxito de cualquier unidad. El aparato siguiente está dirigido a ese objetivo.

La figura 7 es una ilustración de la boquilla 39 y de la cubierta 40 circundante para la tobera para aplicar agua ozonada a la herida de un paciente u otra superficie; y las figuras 11 a 15 ilustran la bandeja colectora que soporta el área del miembro o cuerpo del paciente a tratar y para recuperar agua ozonada que fluye fuera de la zona del paciente que está siendo tratado.

Se crea ozono acuoso disolviendo gas ozono en líquido. La presión del vapor saturado de ozono es > 760 mmHg a 25ºC, lo que significa que el ozono se difundirá activamente fuera del líquido en la atmósfera. El ozono tiene un límite de exposición legal de 0,1 ppm y, por lo tanto, esto plantea un problema cuando una alta concentración de solución de ozono acuoso es expuesta a la atmósfera (el ozono se escapa fácilmente de la solución y la concentración en la atmósfera se eleva por encima del límite de 0,1 ppm).

La tasa a la que el gas ozono se libera desde el líquido depende en gran medida de la temperatura y de la presión. Cuanto más alta es la temperatura, más ozono se escapa de la solución y cuanto menor es la presión más ozono de escapa de la solución.

La solución de ozono acuoso se produce a presión atmosférica. Entonces se coloca bajo presión incrementada a medida que es bombeada a la cabeza de pulverización. Cuando está bajo presión (es decir, en el tubo desde la bomba hasta la cabeza de pulverización) no se escapa ozono desde la solución, debido al hecho de que ha sido colocado bajo presión incrementada. Cuando llega a la cabeza de pulverización, se expone de forma repentina a condiciones atmosféricas normales (es decir, que se produce una caída de la presión) y, por lo tanto, se libera una proporción del ozono contenido en la corriente líquida a la atmósfera. Existe un diferencial de presión creado a través de la(s) abertura(s) en la cabeza de pulverización. El tamaño de este diferencial de la presión determina la cantidad de gas ozono que se libera desde el líquido a medida que sale desde la cabeza de pulverización. La liberación de gas ozono tiene dos consecuencias, la primera ya ha sido explicada, el gas ozono es tóxico y, por lo tanto, eleva la concentración atmosférica por encima del límite de exposición legal. La segunda es que la concentración del fluido ozono acuoso cae. La finalidad del sistema es aplicar una solución de alta concentración a la herida, puesto que debe reducirse al mínimo la cantidad de pérdida de concentración debida a la liberación de gas ozono.

Se han realizado experimentos utilizando cabezas de pulverización con aberturas de tamaño variable combinadas con presiones alternas desde la bomba. Se ha encontrado que una abertura de 0,5 mm de diámetro es el tamaño más efectivo, combinado con una presión del líquido de 70 mbares. Las aberturas de 0,2 mm de diámetro produjeron un diferencial de presión que era demasiado grande y liberaba una cantidad sustancial de gas ozono, cayendo la concentración de solución desde 20 ppm hasta 12 ppm. Una abertura de 0,75 mm de diámetro permitía el paso de demasiado líquido a través de la cabeza. Un exceso de líquido provocará que la herida se macere y, por lo tanto, inhibirá en lugar de ayudar al proceso de curación.

La abertura de 0,5 mm de diámetro permite todavía que se escape una proporción del gas ozono desde el líquido, debido al cambio de presión. La concentración cae desde 20 ppm hasta 17 ppm. El gas ozono que se escapa a la atmósfera debe ser tratado; en otro caos, después de un periodo de tiempo, el efecto acumulativo elevará la concentración de ozono por encima de 0,1 ppm. Con esa finalidad, la cabeza de pulverización está rodeada por un sistema de extracción 38, 40, de manera que a medida que el gas ozono es liberado saliendo por la cabeza de pulverización, es absorbido de nuevo inmediatamente en la máquina en la corriente de extracción de aire.

El uso del sistema de extracción dicta el diseño y la forma del patrón de pulverización que sale desde la cabeza de pulverización. La implementación de un sistema de extracción significa que el gas ozono está siendo continuamente disociado desde la superficie del líquido acuoso transportado por el aire desde la cabeza de pulverización hasta la herida.

La cantidad de gas ozono que está siendo eliminada puede ser limitada reduciendo la relación entre superficie y volumen del cono de pulverización. La configuración de pulverización óptima es una que tiene un área superficial muy pequeña expuesta a la corriente de extracción de aire, proporcionando al mismo tiempo una zona de impacto superficial grande. La cabeza de pulverización tiene una serie de chorros interbloqueados (ver las figuras 4 y 5) que producen un efecto de ventilación doble. Ésta puede o no ser la configuración óptima para el patrón de pulverización.

La "cubierta" de extracción 40 está destinada para ser un elemento consumible (es decir, que puede ser sustituida rápidamente entre paciente).

Como se ha explicado anteriormente, el gas ozono se difunde activamente fuera de la solución acuosa. Cuando se pulveriza ozono acuoso sobre una herida u otra superficie orgánica, una proporción grande del ozono es desintegrado sobre la superficie. No obstante, el líquido residual contiene todavía ozono que, como se ha descrito anteriormente, entrará activamente en la atmósfera. La bandeja colectora tiene dos "conceptos" principales que le permiten funcionar.

El primero de estos conceptos se refiere a la bandeja colectora 43 que es básicamente una bandeja que tiene un inserto de plástico sólido 48, que está acodado en forma de una V invertida. Una serie de taladros 49 (por ejemplo separados cuatro cm) están perforados a lo largo del apéndice de la V. El inserto permite que la solución de ozono acuoso pase a través de los taladros, pero captura cualquier gas liberado en el intersticio debajo del inserto, previniendo que se escape a la atmósfera.

El segundo concepto de la bandeja colectora es una disposición de desintegración de catalizador. Una pareja de ventiladores 70 de seis pulgadas están montados horizontalmente por encima de la zona colectora 71 de líquido residual. Debajo de cada ventilador está dispuesto un lecho 72 de gránulos de rutenio u otro material catalítico, a través del cual los ventiladores aspiran aire.

Como se puede ver en la figura 11, los ventiladores aspiran aire (y, por lo tanto, cualquier ozono atmosférico, ya que el ozono es más pesado que el aire) a través de los taladros en el inserto en forma de V. El aire pasa sobre el líquido de ozono acuoso que aspira cualquier gas ozono que puede proceder de la solución. Esta mezcla de ozono y aire es aspirada entonces a través de un catalizador, que lo convierte en oxígeno. El oxígeno es liberado a la atmósfera.

Por lo tanto, el sistema adopta un número de sistemas anteriores (generador de ozono, concentrador de oxígeno, inyector de presión diferencial) y los combina de tal manera que se produce una unidad portátil y altamente móvil que es capaz de producir concentraciones de ozono acuoso muy altas (> 20 ppm).

Los sistemas de desinfección anteriores basados en ozono acuoso se han basado en sistemas grandes menos portátiles o en sistemas móviles que solamente producen soluciones de ozono acuoso a baja concentración (5 ppm). El concepto de aplicar ozono a heridas no es nuevo, sin embargo las teorías desarrolladas basadas en investigaciones de los inventores que comprenden sistemas biológicos y sus modos de integración con ozono acuoso son nuevas. El desarrollo de un sistema efectivo para aplicar para aplicar ozono acuoso a alta concentración a un humano (o animal) sin poner en peligro al paciente a través de la exposición a gas ozono es nuevo e inventivo. La invención incorpora un sistema de suministro de ozono acuoso que suministra la solución a alta concentración a la superficie de la herida, reduciendo al mínimo al mismo tiempo la cantidad de gas ozono liberado desde esa solución. El diseño de la configuración de pulverización, los requerimientos de la presión y el diseño del cierre de la cabeza de pulverización son todos nuevos con respecto a la reducción al mínimo de la liberación de gas ozono. El uso del sistema de extracción para eliminar gas ozono desde la zona de la herida es nuevo, así como el diseño que incorpora el conducto de suministro de ozono acuoso y la extracción de gas ozono en el sistema de tubo individual.

La bandeja colectora incorpora también sus características de diseño importantes. La bandeja de inserto perforado está diseñada para permitir que la solución de ozono acuoso pase hasta el fondo de la bandeja. El gas ozono es más pesado que el aire y, por lo tanto, permanecerá en el fondo de la bandeja. El inserto 48 funciona para atrapar el gas ozono en el fondo de la bandeja fuera del paciente. La solución residual dentro de la bandeja es retirada por una bomba peristáltica y por el sistema de ventilador, eliminando de esta manera el gas ozono así como la solución residual. La disposición ha sido diseñada para que todas las fuentes de gas ozono sea extraídas de retorno a un colector individual en la entrada al ventilador principal del sistema, que fuerza al gas a través de la unidad de destrucción del catalizador. El diseño del sistema es nuevo e inventivo porque se utiliza un catalizador individual como un destructor del gas que procede de tres fuentes individuales. Además, el gas reaccionado catalíticamente es dirigido y expulsado sobre la superficie del generador de ozono, que es con preferencia un generador refrigerado por aire (opuesto a refrigerado por agua).

La destrucción catalítica primaria es nueva e inventiva. Las unidades de destrucción catalítica están diseñadas para operar con suministros de gas seco, ya que el agua contamina a la mayoría de los catalizadores. El diseño del sistema permite al catalizador destruir gas ozono húmedo, si dañar el catalizador.

El aparato permite al usuario determinar la concentración de la solución que debe aplicarse a la superficie (que oscila con preferencia entre 1 y 21 ppm). El usuario es capaz de seleccionar la concentración de ozono acuoso requerida al comienzo del ciclo. El usuario es capaz también de seleccionar el tiempo durante el que debe aplicarse la solución a la superficie.

Claims

1. Un aparato para producir una pulverización de agua ozonada para desinfectar una superficie, que comprende un recipiente (12) de agua, una tobera (39) para pulverizar agua ozonizada sobre una superficie a tratar, un conducto interior (37) para suministrar agua desde el recipiente hasta la tobera, medios para suministrar ozono al agua a administrar como una pulverización de agua ozonada desde la tobera y un conducto exterior que rodea el conducto de suministro y que tiene una cubierta (40) que rodea la tobera para contener gas ozonado liberado en los orificios, caracterizado porque la tobera (39) tiene un número de orificios (41) para suministrar una pulverización de agua ozonada y están previstos medios (32) para crear una presión negativa en el conducto exterior para absorber gas ozono liberado en la tobera desde la cubierta hasta el conducto exterior.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios para crear una presión negativa en el conducto exterior comprenden un dispositivo de aspiración (32) conectado al conducto exterior en el extremo opuesto a la cubierta para extraer gas ozono desde dentro de la cubierta a través del conducto exterior fuera de la tobera.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que los orificios están localizados sobre la tobera para producir un patrón de pulverización solapado.

4. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los orificios en la cabeza de pulverización tienen entre 0,2 mm y 1,5 mm de diámetro.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los orificios tienen 0,5 mm de diámetro.

6. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios para suministrar agua ozonada a la tobera comprenden un medio de bomba (34) dispuesto para bombear el fluido a la cabeza de pulverización a una presión entre 50 y 100 mbares.

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la bomba está dispuesta para bombear el fluido a una presión de 70 mbares.

8. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la cubierta es de forma piramidal y tiene un extremo abierto para rodear una herida a través del cual se suministra la pulverización.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las dimensiones de la cubierta (40) son tales que contienen estrechamente, pero no interfieren con el patrón de pulverización de fluido.

10. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de conducto/tobera está montado sobre una estructura de soporte localizada en dicho extremo del conducto exterior, y el otro extremo del conducto está conectado al dispositivo de aspiración (32).

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estructura de soporte consta de una base electromagnética conmutable y un dispositivo de sujeción de posición variable.

12. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recipiente (12) para agua ozonada tiene un circuito (17) que se extiende desde un nivel superior del depósito y que retorna al depósito a un nivel más bajo, incluyendo el circuito una bomba (19) para aspirar líquido en el nivel superior en el depósito y retornar el líquido en el nivel inferior, una estación o ozonación (20) y medios (22, 25, 26) para suministrar ozono a la estación de ozonación a disolver en el flujo de líquido en circulación que retorna al depósito para permitir que la concentración de ozono en el agua se eleve hasta un nivel requerido antes de suministrar agua ozonada a la tobera de pulverización para aplicación a la superficie a tratar.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el circuito (17) tiene una entrada (18) en el recipiente que está abierta hacia arriba para reducir al mínimo la entrada de burbujas de ozono en la entrada.

14. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, en el que la estación de ozonación (20) comprende un venturi a través del cual pasa el agua en el circuito y a cuya constricción el gas ozono es suministrado para ser arrastrado en el flujo de agua.

15. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el que los medios para suministrar gas ozono en el agua dentro del circuito es un inyector de presión diferencial.

16. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recipiente (12) tiene medios para medir la concentración de ozono disuelto y/o el potencial de reducción de oxidación del fluido; medios para aplicar dicho fluido.

17. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recipiente tiene un orificio común para suministro de agua al depósito y suministro de agua ozonada desde el depósito.

18. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cualquier gas no disuelto en el recipiente es capturado y pasado a través de un dispositivo de destrucción.

19. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el dispositivo de destrucción comprende:

a): una unidad de descomposición de gas para desintegrar gas ozono;

b): un elemento calefactor; y

c): un sensor de temperatura.

20. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el dispositivo de destrucción comprende un catalizador de dióxido de manganeso para desintegrar gas ozono.

21. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20, en el que la unidad de descomposición de gas está conectada al recipiente por un tubo acodado con respecto a la horizontal para permitir que el agua que resulta de la condensación de ozono fluya de retorno al recipiente.

22. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, en el que el elemento calefactor y el sensor de temperatura mantienen la unidad de descomposición de gas a una temperatura entre 40 y 80ºC, aunque con preferencia a 60ºC.

23. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, en el que es gas descompuesto es dirigido a través de una unidad de destrucción secundaria.

24. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 23, en el que la unidad de destrucción secundaria es un catalizador de carbono activado.

25. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que están previstos medios para aplicar presión negativa alrededor de la región donde el agua ozonada es pulverizada sobre una superficie.

26. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que está previsto un dispositivo (11a) para soportar un apéndice de un paciente a tratar y para recoger agua ozonada pulverizada sobre una herida sobre el apéndice, siendo pulverizada el agua ozonada sobre una herida y siendo recogida posteriormente en un dispositivo, sobre o en el que está colocado el apéndice del paciente.

27. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el equipo es portátil.