IT202100002993U1

IT202100002993U1 - Apparatus for recovering a xenon anesthetic agent from a medical environment

Info

Publication number: IT202100002993U1
Application number: IT202021000002993U
Authority: IT
Inventors: Sebastian Brown
Original assignee: Sagetech Medical Equipment Ltd
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2022-12-08

Description

"Apparecchio per recuperare un agente anestetico xeno da un ambiente medico" "Apparatus for recovering a xenon anesthetic agent from a medical environment"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo tecnico Technical field

Il presente trovato riguarda sistemi per catturare e riciclare xeno. In particolare, il presente trovato riguarda sistemi per catturare e riciclare xeno quando usato come agente anestetico o neuroprotettivo in ambienti medici. The present invention relates to systems for capturing and recycling xenon. In particular, the present invention relates to systems for capturing and recycling xenon when used as an anesthetic or neuroprotective agent in medical environments.

Stato dell?arte State of art

Lo xeno ? un elemento gas nobile con impieghi in laser, illuminazione e in medicina. In anestesia, lo xeno a concentrazioni di 72% in ossigeno pu? fornire una profondit? di anestesia consistente con un intervento chirurgico. ? stato suggerito che lo xeno impartisce effetti neuroprotettivi tramite l?inibizione di ricettori di NDMA e viene usato per neonati con danni cerebrali indotti dalla nascita e, potenzialmente, per pazienti a seguito di un?emorragia sub-aracnoide. The xenon ? a noble gas element with uses in lasers, lighting, and medicine. In anesthesia, xenon at concentrations of 72% in oxygen can? provide a depth of anesthesia consistent with surgery. ? Xenon has been suggested to impart neuroprotective effects via inhibition of NDMA receptors and is used for infants with birth-induced brain damage and, potentially, for patients following a subarachnoid hemorrhage.

Lo xeno ? un elemento raro, presente in aria ad approssimativamente 1 parte per 11,5 milioni. La maggior parte viene prodotto come sottoprodotto della distillazione frazionaria di aria per formare ossigeno ed azoto. Tuttavia, la produzione a livello mondiale ? ancora assai modesta rispetto alle potenziali esigenze dell?anestesia. Pertanto, esiste un significativo interesse per una tecnologia che sia in grado di ri-trattare xeno in dispositivi medici per anestesia. The xenon ? a rare element, present in air at approximately 1 part per 11.5 million. Most is produced as a byproduct of the fractional distillation of air to form oxygen and nitrogen. However, the worldwide production ? still very modest compared to the potential needs of anesthesia. Therefore, there is significant interest in a technology that is capable of reprocessing xenon into anesthesia medical devices.

L?arte antecedente si focalizza sull?allontanamento di xeno da ossigeno durante il processo criogenico di aria usando assorbenti selettivi e/o catalisi per allontanare contaminanti idrocarburici. Assorbenti possono essere gel di silice, zeoliti, drogati con metalli (ad esempio argento/litio) o, pi? di recente, strutture metalloorganiche. Una volta assorbito, lo xeno pu? essere allontanato mediante congelamento a temperature criogeniche oppure mediante riscaldamento ed evacuazione con un gas (elio o azoto). Questi processi fanno parte del processo di separazione criogenica. The prior art focuses on the removal of xenon from oxygen during the cryogenic process of air using selective sorbents and/or catalysis to remove hydrocarbon contaminants. Absorbents can be silica gels, zeolites, doped with metals (e.g. silver/lithium) or, more? recently, metal-organic structures. Once absorbed, xenon can be removed by freezing at cryogenic temperatures or by heating and scavenging with a gas (helium or nitrogen). These processes are part of the cryogenic separation process.

Processi criogenici richiedono un?infrastruttura di capitale assai significativa, essendo economicamente fattibili solo su larga scala e per produrre molteplici prodotti (ad esempio la separazione di aria). Tuttavia, questa tecnologia ad intensit? di capitale non ? adatta alla rigenerazione di xeno da uso medico. Cryogenic processes require a very significant capital infrastructure, being economically feasible only on a large scale and to produce multiple products (eg air separation). However, this energy-intensive technology of capital not? suitable for the regeneration of xenon for medical use.

La gas-cromatografia ? stata proposta come metodologia di purificazione non criogenica (CN102491293B) per separare xeno da kripton. Mediante questo metodo, gas di trasporto elio o azoto viene usato per far passare gas xeno attraverso una colonna di gas-cromatografia. Data la notevole interazione dello xeno con la fase stazionaria della colonna, il passaggio dello xeno viene ritardato a paragone del kripton ed altri contaminanti. Lo xeno pu? poi essere estratto dal gas di trasporto a seguito dell?eluizione dalla testa della colonna. Sistemi di purificazione di gas hanno basse produttivit? in ragione della bassa densit? e della natura discontinua di processi cromatografici. Inoltre, prodotti purificati devono essere separati dal gas di trasporto, il che ? spesso altrettanto complicato della separazione originaria. Gas chromatography? has been proposed as a non-cryogenic purification methodology (CN102491293B) to separate xenon from krypton. By this method, helium or nitrogen carrier gas is used to pass xenon gas through a gas chromatography column. Due to the strong interaction of xenon with the stationary phase of the column, the passage of xenon is delayed compared to krypton and other contaminants. Can xenon then be extracted from the carrier gas following elution from the column head. Gas purification systems have low productivity? because of the low density? and the discontinuous nature of chromatographic processes. Furthermore, purified products must be separated from the carrier gas, which is ? often just as complicated as the original separation.

Misure di ricircolo limitate vengono usate in anestesia per preservare anestetici volatili. Tuttavia, anche questi sistemi di ri-respirazione (ad esempio sistemi circolari) funzionano in condizioni di basso flusso di 0,5l/min di flusso di gas fresco, il che porter? al fatto che solo 20% dello xeno somministrato viene assorbito dal paziente. Pertanto, l?intera produzione mondiale di xeno risulterebbe sufficiente per soli 400000 anestetici. 4 milioni di anestetici vengono erogati ogni anno nel solo Regno Unito. Pertanto, sono necessarie tecnologie al di fuori di, o in aggiunta a, sistemi di rirespirazione. Idealmente, questi sistemi verrebbero incorporati nel dispositivo di anestesia in quanto ? probabile che, anche con sistemi di efficacia assai alta, l?uso di xeno verrebbe limitato a certi pazienti/casi a lungo termine. Attualmente, xeno viene impiegato in una messa a punto di terapia intensiva per uso a lungo termine. Pertanto, ? probabile che sistemi di riciclo locale, presso il paziente o all?interno dell?ospedale stesso, risulterebbero i pi? economici in assoluto. Limited recirculation measures are used in anesthesia to preserve volatile anesthetics. However, even these rebreathing systems (e.g. circular systems) operate under low flow conditions of 0.5l/min fresh-gas flow, which will lead to rebreathing. to the fact that only 20% of the administered xenon is absorbed by the patient. Thus, the entire world production of xenon would be sufficient for only 400,000 anesthetics. 4 million anesthetics are dispensed each year in the UK alone. Therefore, technologies outside of, or in addition to, rebreathing systems are needed. Ideally, these systems would be incorporated into the anesthetic device as they ? It is probable that, even with systems of very high efficacy, the use of xenon would be limited to certain patients/cases in the long term. Currently, xenon is being employed in an intensive care setup for long-term use. Therefore, ? It is probable that local recycling systems, at the patient's premises or within the hospital itself, would be the most effective. absolutely cheap.

RIASSUNTO DEL TROVATO SUMMARY OF THE FINDING

Viene in seguito descritto un metodo per l?estrazione di gas xeno legato a un materiale di filtro usando biossido di carbonio supercritico per formare una miscela in cui sia biossido di carbonio che xeno sono in uno stato supercritico. A method for extracting xenon gas bonded to a filter material using supercritical carbon dioxide to form a mixture in which both carbon dioxide and xenon are in a supercritical state is described next.

Viene inoltre descritto un metodo di recupero di un agente anestetico xeno da un filtro, comprendente la fase di assoggettare il filtro ad un fluido supercritico, in tal modo formando una soluzione supercritica. Also disclosed is a method of recovering a xenon anesthetic agent from a filter, comprising the step of subjecting the filter to a supercritical fluid, thereby forming a supercritical solution.

Viene inoltre descritto un metodo per estrazione di xeno mediante biossido di carbonio supercritico innanzitutto catturando xeno dallo scarico di un dispositivo medico che eroga xeno legandolo a un materiale di filtro che pu? includere, ma non ? limitato a, gel di silice, zeoliti, strutture metallo-organiche o silice/zeolite drogata con metalli. Also disclosed is a method for extracting xenon using supercritical carbon dioxide by first capturing xenon from the exhaust of a medical device that delivers xenon by binding it to a filter material that can include, but not ? limited to, silica gels, zeolites, metal-organic frameworks or metal-doped silica/zeolite.

Viene inoltre descritto un metodo per catturare xeno dallo scarico di un dispositivo medico che eroga xeno legandolo a un materiale di filtro formato da un aerogel drogato con argento o litio. Also disclosed is a method for capturing xenon from the exhaust of a medical device that dispenses xenon by bonding it to a filter material formed from a silver or lithium-doped airgel.

Viene inoltre descritto un metodo per catturare xeno da gas anestetico esausto, il metodo comprendendo trattare gas contenente xeno con materiale di filtro. Also disclosed is a method of capturing xenon from spent anesthetic gas, the method comprising treating xenon-containing gas with filter material.

Il metodo pu? inoltre comprendere la fase di rilasciare xeno dal filtro usando un fluido supercritico. The method can further include the step of releasing xenon from the filter using a supercritical fluid.

I metodi descritti possono inoltre comprendere le fasi di: far passare gas derivato da un paziente in un ambiente medico attraverso un filtro cosicch? un agente anestetico xeno diventi legato ad esso; assoggettare il materiale di filtro ad un fluido supercritico, in tal modo formando una soluzione supercritica; allontanare contaminanti dalla soluzione supercritica; raccogliere l?agente anestetico xeno dalla soluzione supercritica; e reintrodurre l?agente anestetico xeno in un paziente. The described methods may further include the steps of: passing a patient-derived gas in a medical environment through a filter so that a xenon anesthetic agent becomes bound thereto; subjecting the filter material to a supercritical fluid, thereby forming a supercritical solution; remove contaminants from the supercritical solution; collect xenon anesthetic agent from supercritical solution; and reintroducing the xenon anesthetic agent into a patient.

Il presente trovato ? relativo ad un apparecchio per, o appropriato ad eseguire, un metodo quale descritto nel presente ambito, comprendente un modulo che alloggia materiale di filtro e in cui pu? passare gas anestetico cosicch? un agente anestetico xeno si leghi al materiale di filtro, e una sorgente di fluido supercritico, il modulo essendo resistente a fluido supercritico e in grado di sopportare pressione e temperatura supercritiche in modo da consentire a xeno di essere recuperato mediante esposizione a fluido supercritico. The present found ? relating to apparatus for, or suitable for carrying out, a method as described herein, comprising a module which houses filter material and in which it can pass anesthetic gas so that? a xenon anesthetic agent binds to the filter material, and a source of supercritical fluid, the module being resistant to supercritical fluid and capable of withstanding supercritical pressure and temperature so as to allow xenon to be recovered by exposure to supercritical fluid.

E? inoltre descritta la separazione di gas xeno derivato da un dispositivo medico e biossido di carbonio usando un tubo a vortice. AND? Also disclosed is the separation of medical device-derived xenon gas and carbon dioxide using a vortex tube.

Viene inoltre descritto un metodo di produzione di xeno di qualit? medica da xeno contaminato derivato dallo scarico di un dispositivo medico di erogazione di xeno usando cromatografia liquida a biossido di carbonio seguita da separazione di xeno da biossido di carbonio. It also describes a method of producing quality xenon? from contaminated xenon derived from the exhaust of a xenon delivery medical device using carbon dioxide liquid chromatography followed by separation of xenon from carbon dioxide.

Viene inoltre descritto un metodo in cui CO2 liquido viene usato come fase mobile per una purificazione cromatografica di xeno da contaminanti gassosi derivati dal paziente o sistemi di respirazione. Also disclosed is a method in which liquid CO2 is used as a mobile phase for a chromatographic purification of xenon from gaseous contaminants derived from patient or respiratory systems.

Lo scopo di alcuni aspetti e forme di realizzazione del presente trovato ? quello di fornire un apparato per il riciclo di xeno ad alta purezza, ad alto volume per dispositivi medici usando biossido di carbonio in fasi liquida e supercritica per l?estrazione e purificazione e ri-erogazione di xeno a dispositivi medici usati in anestesia. The purpose of some aspects and embodiments of the present invention ? is to provide an apparatus for the recycling of high-purity, high-volume xenon for medical devices using carbon dioxide in liquid and supercritical phases for the extraction and purification and re-delivery of xenon to medical devices used in anesthesia.

Un apparecchio formato in conformit? al presente trovato pu? comprendere una camera contenente un assorbente che pu? includere, ma non ? limitato a, gel di silice, zeoliti, strutture metallo-organiche, o silice/zeolite drogata con metalli, in modo particolarmente preferibile un aerogel drogato con metalli (argento o litio) ? attaccato allo scarico della macchina anestetica. Lo scarico di anestetico contiene xeno a 1-100%, in modo particolarmente preferibile contenendo concentrazioni clinicamente rilevanti quali 45% per ipnosi e 72% per anestesia, solitamente in ossigeno. Esso ? contaminato da idrocarburi e molti altri composti presenti nel respiro esalato (ad esempio etanolo, acetone) e dalla macchina/gas (ad esempio idrocarburi, plastificanti). Questo assorbente assorbe selettivamente il gas xeno e alcuni contaminanti, ma l?ossigeno passa attraverso. Preferibilmente, il legame dello xeno all?assorbente pu? essere intensificato pressurizzando e/o raffreddando i gas di scarico nella bombola di cattura. A device formed in conformity? currently found pu? include a chamber containing an absorbent that can? include, but not ? limited to, silica gels, zeolites, metal-organic frameworks, or metal-doped silica/zeolite, especially preferably a metal-doped airgel (silver or lithium) ? attached to the exhaust of the anesthetic machine. The anesthetic discharge contains 1-100% xenon, especially preferably containing such clinically relevant concentrations as 45% for hypnosis and 72% for anesthesia, usually in oxygen. It ? contaminated by hydrocarbons and many other compounds present in exhaled breath (e.g. ethanol, acetone) and from the machine/gas (e.g. hydrocarbons, plasticizers). This absorbent selectively absorbs xenon gas and some contaminants, but oxygen passes through. Preferably, the binding of the xenon to the absorbent can? be intensified by pressurizing and/or cooling the exhaust gases in the capture cylinder.

ELENCO DELLE FIGURE LIST OF FIGURES

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparecchio per recuperare un agente anestetico xeno da un ambiente medico, come illustrato negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred but not exclusive embodiment of an apparatus for recovering a xenon anesthetic agent from a medical environment, as illustrated in the attached drawings in which:

- La Figura 1 mostra un sistema di respirazione a circolo chiuso di xeno con cattura, estrazione e ri-erogazione di xeno nel circuito. Si prevede che, sebbene questo sistema descritto nella Figura 1 sia applicato ad un sistema circolare, lo stesso sistema possa essere usato per erogare xeno riciclato alla corrente di gas in altri sistemi di anestesia quali un sistema riflettore o ossigenatore di macchina di bypass cardiopolmonare. - Figure 1 shows a xenon closed-loop respiration system with xenon capture, extraction and re-delivery in the loop. It is envisaged that although this system described in Figure 1 is applied to a circular system, the same system could be used to deliver recycled xenon to the gas stream in other anesthesia systems such as a cardiopulmonary bypass machine oxygenator or reflector system.

- La Figura 2 mostra la purificazione di xeno mediante biossido di carbonio liquido - Figure 2 shows the purification of xenon by liquid carbon dioxide

Le forme di realizzazione esemplificative sono descritte in sufficiente dettaglio da consentire ai tecnici del ramo di realizzare ed implementare i sistemi e processi descritti nel presente ambito. ? importante comprendere che forme di realizzazione possono essere fornite in molte forme alternative e non vanno intese come limitate agli esempi presentati nel presente ambito. The exemplary embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to make and implement the systems and processes described herein. ? It is important to understand that embodiments may be provided in many alternative forms and are not intended to be limited to the examples presented herein.

Di conseguenza, mentre forme di realizzazione possono essere modificate in varie maniere e assumere varie forme alternative, specifiche forme di realizzazione di essa sono mostrate nei disegni e descritte in dettaglio a seguire come esempi. Non vi ? alcun intento di limitazione alle particolari forme descritte. Viceversa, tutte le varianti, equivalenti ed alternative che rientrano nella portata delle rivendicazioni annesse devono essere incluse. Elementi delle forme di realizzazione esemplificative sono consistentemente indicati dagli stessi numeri di riferimento per tutti i disegni e la descrizione dettagliata ove appropriato. Accordingly, while embodiments may be modified in various ways and take various alternative forms, specific embodiments thereof are shown in the drawings and described in detail below as examples. Not there? any intention of limitation to the particular forms described. Conversely, all variants, equivalents and alternatives which fall within the scope of the appended claims are to be included. Elements of exemplary embodiments are consistently designated by the same reference numerals throughout the drawings and detailed description where appropriate.

Salvo quando altrimenti definito, tutti i termini (includenti termini tecnici e scientifici) usati nel presente ambito vanno interpretati come consueto nell?arte. Si comprender? inoltre che termini di uso comune vanno anch?essi interpretati come consueto nell?arte correlata e non in un senso idealizzato o eccessivamente formale a meno che definito esplicitamente in tal senso nel presente ambito. Unless otherwise defined, all terms (including scientific and technical terms) used herein are to be construed as customary in the art. Will you understand? moreover that terms of common use must also be interpreted as customary in the related art and not in an idealized or excessively formal sense unless explicitly defined in this sense in the present context.

Un tecnico del ramo si render? conto delle molte possibili applicazioni e varianti del presente trovato sulla base degli esempi a seguire di possibili forme di realizzazione. A technician in the branch will render? account of the many possible applications and variations of the present invention on the basis of the following examples of possible embodiments.

Un dispositivo medico di erogazione di xeno pu? essere un sistema circolare, riflettore o ossigenatore di macchina di bypass cardiopolmonare. Can a xenon delivery medical device be a circular system, reflector or cardiopulmonary bypass machine oxygenator.

Ossigeno 1 viene erogato al circuito anestetico tramite una servo-valvola sotto controllo elettronico 2. Gas xeno 3 viene erogato al circuito tramite una valvola di iniezione a solenoide o piezoelettrica 4 sotto controllo elettronico. Un controllo elettronico (non mostrato) di un circuito di feedback negativo con una concentrazione obiettivo impostata da personale medico ? determinato da sistemi di monitoraggio di pressione 5 e di gas 6. La miscela di gas ossigeno/xeno passa per il ramo inspiratorio del circuito tramite la valvola a una via inspiratoria 7. Il sistema di monitoraggio di gas rileva la concentrazione di xeno, biossido di carbonio ed ossigeno all?estremit? di paziente del circuito. Questo viene eseguito da un sistema a pressione negativa che allontana una corrente costante di gas dal pezzo a y del paziente. La maggior parte di questo gas viene rinviata al circuito del paziente (non mostrato). Gas espiratori passano per il ramo espiratorio alla valvola a una via espiratoria 8 ed al trasduttore di pressione 5. Questa lettura viene usata per impostare la contro-pressione della valvola di scarico 9. Una valvola limitatrice di pressione 10 protegge il circuito dalla sovrapressione. Alcuni dei gas espiratori vengono sfiatati attraverso la valvola di scarico (valvola di limitazione di pressione regolabile) 9 e il resto passa attraverso l?assorbitore di biossido di carbonio 11 ed all?insieme ventilatore/sacca quando mezzi meccanici (ventilatore) o manuali (sacca) vengono usati per pressurizzare il circuito durante il ciclo di ventilazione in modo da produrre inspirazione ed espirazione. Questi gas fatti ricircolare a quel punto circolano nuovamente al ramo inspiratorio tramite gli iniettori di gas, in cui ulteriore gas pu? essere aggiunto per regolare il volume (e dunque la pressione) del sistema e concentrazioni di gas. Oxygen 1 is delivered to the anesthetic circuit via an electronically controlled servo valve 2. Xenon gas 3 is delivered to the circuit via an electronically controlled solenoid or piezoelectric injection valve 4. An electronic control (not shown) of a negative feedback loop with a target concentration set by medical personnel ? determined by pressure 5 and gas monitoring systems 6. The oxygen/xenon gas mixture passes through the inspiratory branch of the circuit via the inspiratory one-way valve 7. The gas monitoring system detects the concentration of xenon, carbon and oxygen at? the extremity? of patient of the circuit. This is accomplished by a negative pressure system which draws a constant stream of gas away from the patient's Y-piece. Most of this gas is returned to the patient circuit (not shown). Expiratory gases pass through the expiratory limb to the expiratory one-way valve 8 and to the pressure transducer 5. This reading is used to set the back pressure of the exhaust valve 9. A pressure relief valve 10 protects the circuit from overpressure. Some of the expiratory gases are vented through the exhaust valve (adjustable pressure relief valve) 9 and the remainder passes through the carbon dioxide absorber 11 and the ventilator/bag assembly when mechanical (ventilator) or manual (bag ) are used to pressurize the circuit during the ventilation cycle in order to produce inspiration and expiration. These recirculated gases then circulate back to the inspiratory limb via the gas injectors, where further gas can be added to regulate system volume (and therefore pressure) and gas concentrations.

Gas di scarico dalla valvola di scarico 9 passa per il ramo di scarico a una di due camere di raccolta 12a, 12b tolleranti alla pressione di biossido di carbonio supercritico al di sopra di 73 bar. In una forma di realizzazione preferita, la pressione di esercizio della camera ? 100 bar e il recipiente ? fabbricato a partire da acciaio inossidabile 316. Ciascuna camera di raccolta ? controllata da due valvole di selezione 13a, 13b e due valvole di selezione 14a, 14b. Queste valvole di selezione garantiscono che ciascuna camera sia impostata in modo da ricevere gas dalla valvola di scarico 9 e ventilarlo in aria, l?aspirazione o sistema di sequestro di gas anestetico (AGSS) oppure in modo da ricevere biossido di carbonio supercritico dalla pompa 15 e dal riscaldatore 16 e farlo passare al regolatore di contro-pressione 17. Le camere 12a, 12b possono avere una singola entrata e uscita attraverso cui possono passare sia lo scarico che fluido supercritico oppure possono avere entrate separate per lo scarico e fluido supercritico. In una forma di realizzazione preferita, entrate ed uscite separate vengono usate per il fluido supercritico e scarico in ragione delle differenti pressioni e portate richieste per scarico e fluido supercritico. Le valvole di selezione 13a, 13b, 14a, 14b garantiscono che ciascuna camera 12a, 12b sia aperta solo allo scarico o al fluido supercritico e che una camera 12a o 12b sia esposta allo scarico mentre l?altra camera 12b o 12a sia esposta al fluido supercritico. Il controllo delle valvole ? sotto controllo elettronico (non mostrato). Il flusso di gas di scarico e fluido supercritico pu? essere nella stessa direzione o, in una forma di realizzazione preferita, in direzioni differenti come mostrato nella Figura 1. Ci? migliora la velocit? di desorbimento dello xeno mediante il fluido supercritico ed aumenta la capacit? di assorbimento. Exhaust gas from the exhaust valve 9 passes through the exhaust branch to one of two collecting chambers 12a, 12b tolerant of supercritical carbon dioxide pressure above 73 bar. In a preferred embodiment, the operating pressure of the chamber is 100 bar and the container? manufactured from 316 stainless steel. Each collection chamber ? controlled by two selector valves 13a, 13b and two selector valves 14a, 14b. These selector valves ensure that each chamber is set to receive gas from the exhaust valve 9 and vent it to the air, suction, or anesthetic gas sequestration system (AGSS) or to receive supercritical carbon dioxide from the pump 15 and from the heater 16 and pass it to the back pressure regulator 17. The chambers 12a, 12b can have a single inlet and outlet through which both exhaust and supercritical fluid can pass or they can have separate inlets for exhaust and supercritical fluid. In a preferred embodiment, separate inlets and outlets are used for the supercritical and drain fluid due to the different pressures and flow rates required for the drain and supercritical fluid. The selector valves 13a, 13b, 14a, 14b ensure that each chamber 12a, 12b is open only to the discharge or supercritical fluid and that one chamber 12a or 12b is exposed to the discharge while the other chamber 12b or 12a is exposed to the fluid supercritical. Valve check? under electronic control (not shown). The flow of exhaust gas and supercritical fluid can? be in the same direction or, in a preferred embodiment, in different directions as shown in Figure 1 . improve the speed? of desorption of the xenon through the supercritical fluid and increases the capacity? of absorption.

L?uso di una camera per la cattura di xeno su un materiale di filtro che ? in grado di sopportare pressioni al di sopra della pressione critica di biossido di carbonio. The use of a xenon capture chamber on a filter material that is? capable of withstanding pressures above the critical pressure of carbon dioxide.

L?uso di due camere, tali che una ? esposta allo scarico del dispositivo medico di erogazione di xeno e l?altra ? esposta a biossido di carbonio supercritico per estrazione. The use of two chambers, such that one is exposed to the discharge of the medical device of delivery of xenon and the? other ? exposed to supercritical carbon dioxide from mining.

L?uso di una singola apertura alle due estremit? della camera per il passaggio sia dello scarico dal dispositivo medico di erogazione di xeno che del biossido di carbonio supercritico per estrazione di xeno dal materiale di filtro contenuto all?interno della camera. The use of a single opening at both ends? of the chamber for the passage of both the exhaust from the xenon delivery medical device and the supercritical carbon dioxide for xenon extraction from the filter material contained within the chamber.

L?uso di aperture separate alle due estremit? della camera, una per il passaggio dello scarico dal dispositivo medico di erogazione di xeno e l?altra per il passaggio del biossido di carbonio supercritico per estrazione di xeno dal materiale di filtro contenuto all?interno della camera. The use of separate openings at both ends? of the chamber, one for the passage of the discharge from the xenon delivery medical device and the other for the passage of the supercritical carbon dioxide by extraction of xenon from the filter material contained inside the chamber.

Le camere 12a, 12b sono riempite con un materiale di filtro 17a, 17b che assorbe gas xeno. Le camere possono essere raffreddate, e il gas di scarico raffreddato a temperature da temperatura ambiente fino a -50 gradi Celsius (non mostrato) per migliorare il legame. Il materiale di filtro pu? includere, ma non ? limitato a, gel di silice, zeoliti, strutture metallo-organiche, o silice/zeolite drogata con metalli, in modo particolarmente preferibile un aerogel drogato con metalli (argento o litio). Il materiale di filtro lega il gas xeno reversibilmente dai gas di scarico dalla valvola di scarico 9 quando la camera ? collegata allo scarico e rilascia il gas xeno quando esposto al flusso di biossido di carbonio supercritico. The chambers 12a, 12b are filled with a filter material 17a, 17b which absorbs xenon gas. The chambers can be cooled, and the exhaust gas cooled to temperatures from room temperature down to -50 degrees Celsius (not shown) to improve bonding. The filter material can include, but not ? limited to, silica gels, zeolites, metal-organic frameworks, or metal-doped silica/zeolite, particularly preferably a metal-doped (silver or lithium) airgel. The filter material binds the xenon gas reversibly from the exhaust gases from the exhaust valve 9 when the chamber is ? connected to the exhaust and releases xenon gas when exposed to the stream of supercritical carbon dioxide.

Biossido di carbonio viene fornito da una bombola pressurizzata 18 e valvola motorizzata 19 e valvola a una via 20a ad una pompa 15 che pressurizza il biossido di carbonio al di sopra di 73 bar, sebbene pressioni inferiori possano essere usate per l?estrazione di biossido di carbonio liquido. Il liquido viene quindi riscaldato al di sopra della temperatura critica da un riscaldatore 16 per formare un fluido supercritico. Il fluido supercritico viene esposto al materiale di filtro 13a o 13b in una camera tollerante alla pressione 12a o 12b, sciogliendo lo xeno in modo da formare una soluzione supercritica. Eventuali contaminanti non polari dal paziente o sistemi di respirazione possono anch?essi essere assorbiti dal materiale di filtro e desorbiti dalla soluzione supercritica. La soluzione supercritica passa al regolatore di contropressione 17 e viene depressurizzata in un recipiente compensatore di volume 21 con monitoraggio di pressione 22. La soluzione supercritica viene depressurizzata ulteriormente attraverso una valvola di riduzione di pressione 23 in modo da entrare nel separatore di gas tubo a vortice tramite un restringimento a farfalla di entrata nel tubo a vortice 24. L?entrata tangenziale e la depressurizzazione in corrispondenza del restringimento a farfalla, combinate con la riflessione di gas in corrispondenza della valvola a farfalla all?estremit? di uscita di xeno 25, causano una separazione delle correnti di gas in una corrente di gas ricco di xeno ad un?estremit? 25 e nella corrente di biossido di carbonio privato di xeno all?altra estremit? 26. La corrente di gas privato di xeno passa attraverso la valvola a una via 20b alla pompa 15 per ricircolo. Il volume del sistema viene controllato feedback negativo dalla pressione del recipiente compensatore 21 che agisce sulla valvola di entrata di biossido di carbonio 19. Carbon dioxide is supplied from a pressurized cylinder 18 and motorized valve 19 and one way valve 20a to a pump 15 which pressurizes the carbon dioxide above 73 bar, although lower pressures can be used for the extraction of carbon dioxide. liquid carbon. The liquid is then heated above the critical temperature by a heater 16 to form a supercritical fluid. The supercritical fluid is exposed to the filter material 13a or 13b in a pressure tolerant chamber 12a or 12b, dissolving the xenon to form a supercritical solution. Any non-polar contaminants from the patient or breathing systems can also be absorbed by the filter material and desorbed from the supercritical solution. The supercritical solution passes to the back pressure regulator 17 and is depressurized in a pressure-monitored volume compensating vessel 21. The supercritical solution is further depressurized via a pressure reducing valve 23 so as to enter the vortex tube gas separator by means of a butterfly entry restriction in the vortex tube 24. The tangential entry and the depressurization at the butterfly restriction, combined with the reflection of gas at the butterfly valve at the end? of exit of xenon 25, cause a separation of the streams of gas in a stream of gas rich in xenon to a? extremity? 25 and in the current of carbon dioxide deprived of xenon at? the other extremity? 26. The xenon-free gas stream passes through the one-way valve 20b to the pump 15 for recirculation. The volume of the system is controlled by negative feedback from the pressure of the compensator vessel 21 acting on the carbon dioxide inlet valve 19.

La farfalla all?uscita ricca di xeno 25 del separatore di gas a vortice pu? essere chiusa fino a che vi ? sufficiente xeno nella corrente di gas da consentire separazione ed aperta proporzionalmente alla quantit? di xeno nel sistema. Questa concentrazione pu? essere rilevata mediante ultrasuoni, catarometro o indice di rifrazione in qualsiasi punto dalla valvola di selezione 13a o 13b e dal tubo a vortice 24. The butterfly at the exit rich in xenon 25 of the vortex gas separator can? be closed until there ? enough xenon in the gas stream to allow separation and open proportionally to the amount? of xenon in the system. This concentration can be detected by ultrasound, catharometer or refractive index at any point from the selector valve 13a or 13b and the vortex tube 24.

La corrente di gas ricco di xeno passa attraverso un assorbitore di biossido di carbonio 27 e viene immagazzinata in un recipiente 28 pronta per la ri-erogazione al circuito del paziente tramite una valvola a solenoide o piezoelettrica 4 sotto controllo elettronico obiettivo del medico e feedback negativo dal rivelatore di gas del paziente 6 e un assorbitore di biossido di carbonio per allontanare eventuale biossido di carbonio 29 rimanente. The xenon-rich gas stream passes through a carbon dioxide absorber 27 and is stored in a vessel 28 ready for re-delivery to the patient circuit via a solenoid or piezoelectric valve 4 under objective physician electronic control and negative feedback from the patient gas detector 6 and a carbon dioxide absorbent to remove any remaining carbon dioxide 29.

La Figura 2 mostra la purificazione di xeno mediante biossido di carbonio liquido. Figure 2 shows the purification of xenon by liquid carbon dioxide.

Biossido di carbonio contenuto in una bombola pressurizzata con fase liquida e vapore 18 (circa 55 bar a temperatura ambiente) passa attraverso una valvola motorizzata 19 e valvola a una via 20a a un condensatore 101 per raffreddare il biossido di carbonio a -10 gradi Celsius, sebbene possano essere usate altre temperature e pressioni per garantire biossido di carbonio liquido. Il biossido di carbonio liquido freddo passa ad una pompa di biossido di carbonio liquido 102 che aumenta la pressione a 70 bar, sebbene si possano usare altre pressioni di biossido di carbonio liquido. Il fluido passa a un riscaldatore 103 per aumentare la temperatura al di sopra della temperatura critica di biossido di carbonio, 31 gradi Celsius. In una forma di realizzazione preferita, il fluido viene riscaldato a 50 gradi Celsius. Il biossido di carbonio supercritico passa ad una valvola di iniezione a 6 porte rotativa 104. Questa valvola di iniezione si raccorda a un circuito a volume fisso 105 che ? riempito con xeno estratto con contaminanti dal paziente o sistema di respirazione 106 contenuto in un recipiente pressurizzato 107 a 70 bar e una temperatura al di sotto di 17 gradi Celsius in modo tale che lo xeno sia un liquido. Possono essere usate altre temperature e pressioni per garantire xeno liquido. Lo xeno liquido viene pompato 108 attorno al circuito durante l?impostazione di riempimento della valvola rotativa 104 e poi, durante l?impostazione di carico della valvola rotativa 104, la valvola ruota e collega il circuito al flusso di biossido di carbonio supercritico dalla pompa 102. Questo flusso porta il bolo di xeno/contaminanti 106 nella colonna di cromatografia 108 riempita con la fase stazionaria 109. In una forma di realizzazione preferita, la fase stazionaria ? silice normale, sebbene si possano usare altre fasi stazionarie a fase normale e inversa come noto ai tecnici del ramo. Carbon dioxide contained in a pressurized cylinder with a liquid and vapor phase 18 (about 55 bar at room temperature) passes through a motorized valve 19 and one-way valve 20a to a condenser 101 to cool the carbon dioxide to -10 degrees Celsius, although other temperatures and pressures may be used to ensure liquid carbon dioxide. The cold liquid carbon dioxide passes to a liquid carbon dioxide pump 102 which increases the pressure to 70 bar, although other liquid carbon dioxide pressures may be used. The fluid passes to a heater 103 to raise the temperature above the critical carbon dioxide temperature, 31 degrees Celsius. In a preferred embodiment, the fluid is heated to 50 degrees Celsius. The supercritical carbon dioxide passes to a 6-port rotary injection valve 104. This injection valve connects to a fixed volume circuit 105 which ? filled with xenon extracted with contaminants from the patient or breathing system 106 contained in a pressurized vessel 107 at 70 bar and a temperature below 17 degrees Celsius such that the xenon is a liquid. Other temperatures and pressures may be used to ensure liquid xenon. Liquid xenon is pumped 108 around the circuit during the fill setting of rotary valve 104 and then, during the load setting of rotary valve 104, the valve rotates and connects the circuit to the flow of supercritical carbon dioxide from the pump 102 This flow carries the xenon/contaminant bolus 106 into the chromatography column 108 filled with the stationary phase 109. In a preferred embodiment, the stationary phase ? normal silica, although other normal and reversed phase stationary phases may be used as known to those skilled in the art.

Lo xeno 106 viene separato da contaminanti durante il passaggio attraverso la colonna 108 mediante la sua interazione con la fase stazionaria 109, azionata dal flusso di biossido di carbonio dalla pompa 102. Lo xeno purificato, diluito in biossido di carbonio, viene rilevato dal rivelatore 110 immediatamente dopo aver lasciato la colonna. Il metodo di rilevamento pu? essere spettrometria di massa, microtermica (catarometro), assorbimento di raggi x, ultrasuoni o rifrattrometria, sebbene si possano usare altri sistemi di rilevamento noti ai tecnici del ramo. Quando il bolo di xeno viene rilevato, il controllore elettronico (non mostrato), spesso un controllore a logica programmabile, attiva una valvola a tre vie 112 per far passare lo xeno e biossido di carbonio nel sistema di raccolta. Lo xeno e biossido di carbonio passano prima attraverso un regolatore di contro-pressione 111 e poi la valvola a tre vie 112 nel separatore di raccolta 113 con sensore di pressione 114. Quando nel separatore 113 vi ? una pressione sufficiente, la miscela xeno/CO2 passa attraverso una valvola motorizzata 115 e una valvola di riduzione di pressione 116 nel separatore di gas tubo a vortice 117. Il separatore di gas tubo a vortice separa lo xeno dal biossido di carbonio grazie alla densit?, lo xeno uscendo tramite la valvola a farfalla a un?estremit? 118 e il biossido di carbonio tramite l?altra estremit? 119. La frazione ad alto contenuto di xeno proveniente da 118 viene fatta passare attraverso calce sodata 120 per allontanare eventuale biossido di carbonio rimanente, una valvola motorizzata 121 poi un condensatore 122, e immagazzinata in un recipiente 123. Questo processo pu? richiedere aumentare la pressione dello xeno (pompa non mostrata). ? possibile usare pi? di un separatore di gas tubo a vortice in serie per aumentare la purezza della frazione di xeno prima della calce sodata. Xenon 106 is separated from contaminants as it passes through column 108 by its interaction with stationary phase 109, driven by the flow of carbon dioxide from pump 102. Purified xenon, diluted in carbon dioxide, is detected by detector 110 immediately after leaving the column. The detection method can be mass spectrometry, microthermal (catarometry), x-ray absorption, ultrasound or refractometry, although other sensing systems known to those skilled in the art may be used. When the xenon bolus is sensed, the electronic controller (not shown), often a programmable logic controller, actuates a three-way valve 112 to pass the xenon and carbon dioxide into the collection system. The xenon and carbon dioxide first pass through a back pressure regulator 111 and then the three-way valve 112 into the collection separator 113 with pressure sensor 114. When in the separator 113 there is? With sufficient pressure, the xenon/CO2 mixture passes through a motorized valve 115 and a pressure reducing valve 116 into the vortex tube gas separator 117. The vortex tube gas separator separates the xenon from the carbon dioxide due to the density? , the xenon going out through the butterfly valve to a?extremity? 118 and the carbon dioxide through the? other extremity? 119. The high xenon fraction from 118 is passed through soda lime 120 to remove any remaining carbon dioxide, a motorized valve 121 then a condenser 122, and stored in a vessel 123. This process can request increase xenon pressure (pump not shown). ? is it possible to use pi? of a series vortex tube gas separator to increase the purity of the xenon fraction before the soda lime.

Il biossido di carbonio lascia il separatore di gas tubo a vortice 119, passando attraverso una valvola a una via 124 e una camera di cattura 126 riempita di carbone attivo 125 per abbattere eventuali contaminanti dopodich? passa attraverso un?altra valvola a una via e nuovamente al condensatore 101 ai fini di ricircolo. The carbon dioxide leaves the vortex tube gas separator 119, passing through a one-way valve 124 and a trap chamber 126 filled with activated carbon 125 to break down any contaminants, whereupon it is released. it passes through another one-way valve and back to the condenser 101 for recirculation purposes.

Biossido di carbonio uscente dalla colonna senza xeno viene fatto passare attraverso il regolatore di contro-pressione 111, la valvola a tre vie 112 e viene indirizzato direttamente al ricircolo tramite una valvola a una via 128 e la camera di cattura 126 riempita di carbone attivo 125 per allontanare contaminanti. Carbon dioxide leaving the column without xenon is passed through the back pressure regulator 111, the three-way valve 112 and is directed directly to the recirculation via a one-way valve 128 and the capture chamber 126 filled with activated carbon 125 to remove contaminants.

Ulteriori fasi possono essere intraprese per allontanare contaminanti biologici, confezionare e presentare lo xeno pronto per ri-alimentazione come gas medico. Queste fasi non sono mostrate ma sono note ai tecnici del ramo. Further steps may be taken to remove biological contaminants, package and present the xenon ready for re-feed as a medical gas. These steps are not shown but are known to those skilled in the art.

Sebbene forme di realizzazione illustrative del trovato siano state divulgate in dettaglio nel presente ambito, con riferimento ai disegni allegati, si intende che il trovato non ? limitato alle precise forme di realizzazione mostrate e che varie modifiche e varianti possono esservi apportate da un tecnico del ramo senza discostarsi dalla portata del trovato. While illustrative embodiments of the invention have been disclosed in detail herein, with reference to the accompanying drawings, it is understood that the invention is not limited to the precise embodiments shown and that various modifications and variations can be made by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

What is claimed is: 1. Apparatus for recovering a xenon anesthetic agent from a medical environment comprising a container including a filter through which medical ambient gas can pass. be passed so that? a xenon anesthetic agent can become reversibly bound to it.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the container is connected or connectable to a source of supercritical carbon dioxide by extraction of the anesthetic agent xenon from the filter using supercritical carbon dioxide.

The apparatus according to claim 2 further comprising a source of supercritical carbon dioxide.

4. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the container is connected or connectable to the exhaust port of an anesthetic machine or medical device so that? exhaust gas containing xenon is passed through the filter material in the container to bind the xenon gas from the exhaust gas stream.

5. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the container is tolerant of pressures above the critical carbon dioxide pressure.

6. Apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the container is intolerant to the critical pressure of carbon dioxide, the container pu? be placed in a pressure tolerant container that ? pressure tolerant above the critical carbon dioxide pressure.

7. Apparatus according to claim 6, the apparatus further comprising a pressure tolerant vessel which is? pressure tolerant above the critical carbon dioxide pressure.

8. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the filter material comprises one or more? of: airgels, silica gels, zeolites, metal-organic frameworks, metal-doped silica/zeolite, metal-doped airgels.

9. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the container comprises a stainless steel tube.

10. Apparatus according to any one of the preceding claims, comprising a tube with floating and sealed end caps for containing the filter material.

11. Apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising means for separating xenon from carbon dioxide.

The apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising a vortex tube.

The apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising means for the chromatographic separation of xenon from contaminants.

14. Apparatus according to claim 13 comprising one or more? chromatography columns.

The apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising soda lime for absorbing carbon dioxide.

16. Apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising means for removing gaseous contaminants.

The apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising means for removing microbiological contaminants.