RU200000U1 - Бактерицидная посуда - Google Patents

Abstract

Бактерицидная посуда может использоваться в быту, в фармакологии, в медицине и в частности в борьбе с коронавирусом. Так как для этого важно повышать иммунитет, пользоваться в быту эффективными обеззараживающими растворами, пить дезинфицированную воду и напитки, готовить в домашних условиях некоторые лекарственные препараты. В этом может помочь бактерицидная посуда, позволяющая создавать растворы с ионами меди и серебра в соотношении, обеспечивающем максимальное антимикробное и регенеративное действие. Для этого поверхности медного покрытия (анода) по отношению к площади поверхности серебряного покрытия (катода) должно быть в пределах от 1:0,8 до 1:1. Предлагаемая бактерицидная посуда - это емкости из стали или полимера полностью покрытые медью. Серебряное покрытие наносится на дно и нижнюю внутреннюю поверхность. В емкость заливаются электролиты: раствор лимонной кислоты (100 мг/л) в дистиллированной воде, минеральная или питьевая вода, физиологический раствор с добавкой лимонной кислоты, молочная сыворотка, томатный сок с поваренной солью и т.д. Бактерицидная посуда имеет невысокую стоимость. Технический результат - возможность создания растворов, содержащих только ионы меди или только ионы серебра, а также растворов с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000; повышение скорости ионизации: облегчение процесса эксплуатации.

Description

Полезная модель относится к устройствам для введения в водные растворы как одновременно ионов меди и серебра, так для приготовления растворов, содержащих только ионы серебра или только ионы меди. Изобретение может быть использовано в быту, в различных областях медицины, в фармакологии, в косметологии, в аквариумистике и в ветеринарии.

В настоящее время самая актуальная проблема - борьба с коронавирусом и другими инфекционными болезнями. Для этого очень важно повышать иммунитет, пользоваться в быту эффективными обеззараживающими растворами, пить дезинфицированную воду и напитки, уметь приготавливать в домашних условиях некоторые лекарственные препарат. В решении этих проблем может помочь бактерицидная посуда, позволяющая создавать растворы содержащие ионы меди и серебра. Медь, являясь совершенно незаменимым микроэлементом, кроме антимикробного действия обладает иммуностимулирующими, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Так снижение числа исходных бактерий на 99% происходило за 10 часов при концентрации ионов меди 0.01 мг/л, за 3 часа при концентрации ионов меди 0.1 мг/л и через 1 час при содержании ионов меди 1 мг/л (Гутенев В.В., Хасанов М.Б., Монтвила О.И., Ажгиревич А.И., 2001, Бактерицидные свойства меди и влияние на них различных факторов. // Вода и экология: проблемы и решения. №3, с 21-27; Ажгеревич А.И., 2011, Применение в химико-бактерицидных технологиях дезинфектантов, содержащих медь и цинк. // Экология урбанизированных территорий. №4. С 45-51). Серебро в ионном виде обладает иммуномодулирующим, бактерицидным, бактериостатическим,

противовирусным, противогрибковым и антисептическим действием в отношении более чем 500 патогенных микроорганизмов. При этом ионы серебра обладают более сильным антимикробным эффектом, чем пенициллин, биомицин и другие антибиотики. Один миллиграмм ионов серебра в 1 литре воды в течении получаса вызывает инактивацию вирусов гриппа «А», «В», «Митре» и «Сендай (Букина Ю.А., Сергеева Е.А. 2012, Антибактериальные свойства и механизм бактерицидного действия наночастиц и ионов серебра. // Вестник Казанского технологического университета, Т 15. №14. С. 170-172.; Иванов В.Н., Ларионов Г.М., Кулиш Н.И., Лутцева М.А. и др., 1995, Некоторые экспериментальные и клинические результаты применения катионов серебра в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами. // Серебро в медицине, биологии и технике. Сиб. отд. РАМН, №4. С. 53-62).

Однако серебро не является катализатором биохимических реакций без участия меди, а значит не имеет самостоятельного значения для генерации биологической ткани. Наилучшие результаты достигаются при совместном присутствии в воде ионов меди и серебра при отношении ионов серебра к меди не менее 1/10000. (RU №2264220, A61K 33/38, 2005.11.20, авторы: Родимин Е.М., Родимин В.Е.)

Известна полезная модель «Пластиковая посуда с бактерицидными свойствами» (Антонов И.М., Антонов А.И., RU №104835, A47G 19/00, 27.05.2011, Бюл №15). При изготовлении этой посуды в полимер добавляли нанопорошок серебра. При использовании этой посуды наливаемые в нее жидкости насыщаются ионами серебра. Однако, концентрация серебра значительно ниже, по сравнению с концентрацией ионов серебра, образующихся при использовании предлагаемой бактерицидной посуды. Так как площадь соприкосновения серебра и употребляемой жидкости в предлагаемой бактерицидной посуде значительно больше. Кроме этого, в этой известной пластиковой посуде не образуются ионы меди. Соответственно бактерицидное действие, получаемых в этой пластиковой посуде растворов, слабее, по сравнению с бактерицидными способностями растворов, получаемых в предлагаемой бактерицидной посуде.

Известна полезная модель «Ионатор для обеззараживания питьевой воды ионами серебра или меди и приготовления серебряных или медных водных растворов заданной концентрации» (Абдульменов Ф.Ф., RU 48530, U1, МПК C02F 1/46, 2005.10.27). Ионатор содержит сетевое электродозирующее устройство, где предусмотрена развязка по току, стабилизация тока и смена полярности. Ионатор имеет таймер, стабилизатор концентрации ионов и электроды из химически чистого серебра или меди. Электроды выполнены преимущественно треугольной формы и перфорированы круглыми отверстиями, заключены в диэлектрическую кассету аналогичной формы и перфорации, при этом кассета снабжена ручкой, имеющей форму ложки, для принудительного отделения ионов серебра или меди с электродов путем помешивания воды. Ионатор снабжен автономным источником питания, а в «ложку» вмонтирован электронный прибор (тестер) визуального контроля за количеством растворенного серебра или меди. С помощью этого ионатора можно получать растворы, содержащие ионы меди и серебра любой необходимой концентрации. Однако, этот известный ионатор является сложным устройством, имеет более высокую стоимость, по сравнению с предлагаемым решением. В этом известном ионаторе для выделения ионов в раствор используются внешние источники электропитания. Поэтому, использование ионатора в полевых условиях затруднено, его неудобно использовать в быту, требуется перелив употребляемой жидкости из рабочей емкости в необходимую для употребления посуду. Известный ионатор требует больше времени для очистки и для ухода за ним.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является изобретение «Медно-серебряный ионатор и лечебное средство с антимикробным действием» (RU №2264220, A61K 33/38, 2005.11.20). Ионатор для приготовления лечебного средства антимикробного действия состоит из двух короткозамкнутых электродов, где один электрод выполнен из меди, а другой - из серебра (или посеребренной меди), при соотношении площади поверхности медного электрода, по отношению к площади поверхности серебряного электрода находится в пределах от 1:0,8 до 1:1. При этом витки спирали одного электрода расположены между витками спирали другого электрода с площадями поверхностей каждого электрода 10,5 см² (±1,0 см²). В ионаторе с соотношением площадей их электродов Cu/Ag: 1/0,8; 1/0,9; 1/1 были получены растворы, которые использовались во время утреннего и вечернего туалета: промывания полости носа и полоскания носоглотки. Испытания показали повышение резистентности к простудным заболеваниям и уменьшение частоты обострении хронических ЛОР-заболеваний. При этом по лечебному действию они не уступают раствору антибиотика, но выгодно отличается тем, что не оказывает угнетающего действия на реснитчатый эпителий. Никаких побочных явлений от применения раствора не отмечено. Растворы, содержащие ионы меди и серебра, полученные авторами известного патента, позволили существенно снижать концентрацию золотистого стафилококка, кишечной палочки, синегнойной палочки, кандида альбиканса, вируса полиомиелита. Физиологический раствор, содержащий медь - 1,0 мг/л, серебро - 0,0002 мг/л и лимонную кислоту - 100 мг/л, даже спустя год оказывал антимикробное действие на тест-микроорганизмы в их количестве 10⁶ кл/мл. Это основные достоинства известного ионатора, которые могут быть реализованы и с помощью предлагаемого устройства.

Однако, известный ионатор имеет и недостатки. В известном ионаторе площадь одного электрода 10,5 см². В предлагаемом ионаторе объемом 400 мл площадь каждого электрода на порядок больше 125 см². Соответственно для получения растворов одинакового объема и с одинаковой концентрацией ионов металлов, при использовании предлагаемого изобретения, понадобится меньше времени. Известный ионатор, в отличие от предлагаемого, не обладает универсальностью. Универсальность предлагаемого ионатора состоит в том, что он позволяет получать различные растворы. Растворы с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000, а также растворы, содержащие только ионы меди или только ионы серебра. Известный ионатор требует больше времени для очистки и для ухода за ней.

Задача предлагаемой полезной модели - создание растворов, содержащих только ионы меди или только ионы серебра, а также растворов с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000; ускорение процесса ионизации при тех же габаритах устройства путем увеличения площади поверхности электродов; облегчение процесса эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что бактерицидная посуда, содержащая медный анод и серебряный катод, при соотношении площадей их поверхностей, погружаемых в жидкость, от 1:0,8 до 1:1, выполнена в виде открытой емкости, на всю поверхность которой нанесено медное покрытие, которое служит анодом, а на дно и нижнюю внутреннюю поверхность, предварительно покрытые медью, нанесено серебряное покрытие, которое служит катодом. Емкость может быть изготовлена из металла, например, из стали, или из полимера.

Предлагаемая бактерицидная посуда в общем виде представлена на фиг. 1 и фиг. 2, где:

1 - бактерицидная емкость,

2 - медное покрытие,

3 - серебряное покрытие,

4 - раствор, насыщающийся ионами меди и серебра,

5 - керамический или стеклянный стакан,

6 - раствор, насыщающийся ионами меди,

7 - раствор, насыщающийся ионами серебра.

Для решения данной задачи предлагается бактерицидная посуда - это емкости различной вместимости. Емкости могут иметь различную форму цилиндрическую, имеющую одинаковые диаметры вверху и внизу или расширяющиеся к вверху, например, вид стакана, стопки, чашки, ведра или миски, и нанести покрытие серебра на нижнюю внутреннюю часть емкости, чтобы отношение внутренних поверхностей меди и серебряного покрытия были от 1:0,8 до 1:1. Емкость можно изготовить из стали или полимера, затем всю их поверхность покрыть медью 2. Потом наносится покрытие серебра 3 на нижнюю внутреннею часть емкости, чтобы соотношение внутренних поверхностей меди и серебряного покрытия были от 1:0,8 до 1:1. При этом, необходимо учитывать, что жидкость наливается в посуду не до самого верха.

Бактерицидная посуда представляет из себя гальванический элемент, состоящий из контактирующих друг с другом покрытий меди и серебра, смачиваемых электролитом. В качестве электролита может использоваться низко концентрированный раствор лимонной кислоты (достаточно 100 мг/л) в дистиллированной воде, минеральная или питьевая вода, физиологический раствор с добавкой лимонной кислоты, молочная сыворотка, томатный сок, содержащий поваренную соль и другие электролиты в зависимости от цели приготовления раствора. В этой паре покрытий серебряное покрытие, имеющее стандартный потенциал +0,8 В, является катодным, а медное покрытие, имеющее стандартный потенциал +0,34 В, является анодным. В реально использующихся растворах потенциалы покрытий естественно будут отличаться от стандартных. Однако в любых из приготавливаемых растворов потенциал меди будет более отрицательным, по сравнению с потенциалом серебра. Соответственно медное покрытие будет анодом и будет растворятся быстрее, чем серебряное покрытие за счет протекания реакции (1):

При этом на поверхности серебряного покрытия образуется оксид серебра, который, медленно растворяясь, также переходит в раствор. Совокупность процессов можно выразить формулами:

Таким образом, для приготовления растворов, содержащих одновременно ионы меди и серебра 4, необходимо налить такое количество жидкости (электролита), чтобы она смачивала поверхности медного и серебряного покрытия в соотношении от 1:0,8 до 1:1. Для этого на внутренней поверхности ионатора - бактерицидной посуды сделаны две риски, показывающие до какого уровня следует наливать электролит.

Для приготовления профилактических растворов, содержащих только ионы меди 6, необходимо поместить бактерицидную посуду 1 внутрь другой неметаллической (стеклянной, керамической) емкости 5 с большим диаметром и налить жидкость между внешней медной поверхностью бактерицидной посуды и внутренней поверхностью другой неметаллической емкости, как это показано на фиг. 1.

Для приготовления профилактических растворов, содержащих только ионы серебра, следует налить жидкость внутрь бактерицидной посуды 1, чтобы ее верхний уровень не касался медного покрытия (фиг. 2). При приготовлении профилактических растворов, содержащих только медь или только серебро, время экспозиции следует существенно увеличить от нескольких часов до суток, так как в этих случаях растворение меди или серебра происходит значительно медленнее, не за счет работы гальванического элемента, а за счет контактного выделения. Это связано с тем, что растворимость меди и серебра очень низкая. Так растворимость серебра в воде 0,04 мкг/л при этом ионы серебра Ag+ образуют долго сохраняющие стабильность гидрагированные ионы:

Ag(H₂O)⁺ → H⁺ + (Ag⁺ + ОН^-)

Пример 1.

Стальная емкость вместимостью 400 мл была изготовлена из листовой стали марки 10 кп способом торцовой раскатки. Затем стальная емкость гальваническим способ была покрыта медью толщиной 18,3 мкм в пирофосфатном электролите меднения. Составы пирофосфатных электролитов и режимы работы даны в справочнике (Ажогин Ф Ф и другие. Гальванотехника. Справочник. М. Металлургия, 1987 - 736 с). Такая толщина медного покрытия позволила получить покрытие без сквозных пор. Испытания были выполнены методом наложения фильтровальной бумаги, пропитанной раствором, содержащим калий железосинеродистый 10 г/л и натрий хлористый 20 г/л. Нанесенное покрытие матовое, светлого розово-красного цвета без видимых дефектов. Покрытие выдержало испытание на адгезию. Для этой цели медное покрытие, расположенное на дне снаружи емкости крацевали латунной щеткой. Гальваническое серебрение выполняли в железосинеродисто-роданистых электролитах. Вначале в электролите предварительного серебрения. Для предотвращения контактного выделения серебра на медном покрытии концентрация серебра была уменьшена до 1-2 г/л. Нанесли серебреное покрытие только на внутреннюю нижнюю поверхность бактерицидной посуды. Диаметр емкости 8 см, площадь дна 50 см², высота 9 см, высота наливаемой жидкости 8 см. Для получения отношения 1:1 внутренних поверхностей медной к серебряной (смачиваемых жидкостью) наливали в емкость 150 мл электролита серебрения, т.е. на 3 см по высоте емкости. Устанавливали в электролит серебряный анод в чехле, который подключали к положительному полюсу выпрямителя. Емкость подключали к отрицательному полюсу выпрямителя и вели электролиз. Время электролиза в ванне предварительного серебрения 5 минут. В качестве основного электролита серебрения также использовали железистосинеродисто-роданистый электролит с концентрацией серебра 25-30 г/л. Составы электролитов и режимы электролиза даны в книге Буркат Г.К. (Электоосаждение драгоценных металлов / Г.К. Буркат. - СПб.: Политехника, 2009. - 188 с.) Нанесенное серебреное покрытие имело толщину 23,7 мкм. Серебряные покрытия были матовыми, светлыми, ровными без видимых дефектов и выдержали испытания на прочность сцепления, выполненное методом крацевания. Известный ионатор (прототип) с площадью каждого электрода 10,5 см² в 400 мл физиологического раствора с добавлением 400 мг лимонной кислоты, при температуре жидкости 18-20°С в течение часа выделял 0,4 мг меди и 0,00008 мг серебра. Предлагаемая бактерицидная посуда, изготовленная из стали с медным и серебряным покрытием, в аналогичном растворе объемом 400 мл при отношении покрытий Cu/Ag 1:1 и при температуре 18-20°С за час выделил 3,62 мг меди и 0,0009 мг серебра. Таким образом, скорость растворения меди и серебра в примере 1 увеличилась почти в 9 раз по сравнению с прототипом. При этом отношение ионов серебра к меди составило 1/4022.

Предлагаемая полезная модель позволяет получить растворы, содержащие только ионы меди или только ионы серебра, а также растворы с отношением ионов серебра к меди не менее 1/5000; повысить скорость ионизации (растворения медных и серебреных покрытий); и облегчить процесса эксплуатации.

Claims (3)

1. Бактерицидная посуда, содержащая медный анод и серебряный катод, при соотношении площадей их поверхностей, погружаемых в жидкость, от 1:0,8 до 1:1, отличающаяся тем, что выполнена в виде открытой емкости, на всю поверхность которой нанесено медное покрытие, которое служит анодом, а на дно и нижнюю внутреннюю поверхность, предварительно покрытые медью, нанесено серебряное покрытие, которое служит катодом.

2. Бактерицидная посуда по п. 1, отличающаяся тем, что емкость изготовлена из металла, например, из стали.

3. Бактерицидная посуда по п. 1, отличающаяся тем, что емкость изготовлена из полимера.

Images