RU2740273C1 - Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к вариантам устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования. В первом варианте устройство содержит полумаску. Полумаска выполнена в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа. Полумаска имеет носовой зажим, фиксирующий полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания. Устройство снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления. Блок управления включает в себя: плату управления, аккумулятор, источник питания, содержит генератор высоковольтных электрических импульсов, датчик расхода воздуха и озонатор, связанный патрубком, подающим озонсодержащую воздушную смесь, с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного однокамерного пенала, установленного в опорный элемент корпуса, включающего в себя реакционную камеру в виде полимерной обечайки, сопряженной с полым металлическим цилиндром, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной. Реакционная камера ограничена, на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, электроразрядным узлом, подключенным к генератору высоковольтных электрических импульсов источника питания, возбуждающим плазмодинамические искровые разряды, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, обеспечивают импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода, а на выходном торце реакционной камеры - комбинированным фильтром, включающим пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженным с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом. Устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенным на носовом зажиме полумаски. Устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации. Устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа. Во втором варианте устройство снабжено полупроводниковым УФ-светодиодом. В третьем варианте состоит из двух реакционных камер в виде полимерных обечаек, каждая из которых сопряжена с полыми металлическими цилиндрами, имеющих зеркальную внутреннюю поверхность, реакционные камеры сообщаются между собой и объединены соединительной гайкой. Первая реакционная камера ограничена на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к источнику питания полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения - менее 1900

, инициируют импульсный синтез озона, а выходной торец первой реакционной камеры, сообщающийся с входным торцом второй реакционной камеры, отделен от нее разделительным элементом в виде пластинчатого фильтра из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, подключенным к источнику питания, полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, инициируют импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси, образованной в первой реакционной камере, с получением высокоактивных форм кислорода. На выходном торце второй реакционной камеры установлен комбинированный фильтр, включающий в себя пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженный с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом. Техничесим результатом является оптимизация конструкции и состава устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования, обеспечивающих обеззараживание вдыхаемого и выдыхаемого пользователем потока воздуха путем организации, в объеме реакционной камеры устройства, поэтапного и комплексного взаимодействия подаваемой в камеру или создаваемой в ней озонсодержащей воздушной смеси с квантами света разных длин волн УФ-излучения, а также снижение опасности фронтального инфицирования конъюктивы глаз из окружающей среды и инфицирования окружающей среды самим зараженным пользователем полумаски. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Изобретение относится к медицине, в частности, к инфектологии и касается устройств, позволяющих реализовать противомикробную защиту дыхательных путей от внешней воздушно-капельной инфекции, а также предохранить окружающую среду и людей от источника инфицирования бактериальными и/или вирусными контаминантами. Может использоваться в местах высокого риска заражения, например, коронавирусной и другими подобными инфекциями, а также в лечении инфекционных заболеваний с осложненным состоянием дыхательных путей и кислородной недостаточностью.

Впервые коронавирус человека выделен в 1965 г. от больных ОРВИ. В 2002 г., в Китае отмечена вспышка атипичной пневмонии, вызванная возбудителем - вирусом SARS-CoV. В 2015 г. вновь отмечена вспышка атипичной пневмонии, вызванной возбудителем ближневосточного респираторного синдрома - вирусом MERS-CoV. В 2019 г. в Китае распространилась инфекция, вызванная вновь обнаруженным коронавирусом SARS-CoV-2 (далее - коронавирус), ответственным за развитие болезни - пневмонии нового типа, имеющей признаки пандемии COVID-19, охватившей к апрелю 2020 г. многие страны мира. Распространенность ее велика, о чем свидетельствуют специфические антитела, выявляемые у переболевших людей. Среди госпитализированных больных с ОРВИ, коронавирусная инфекция достигает 12%. В отличие от ОРВИ, поражающей верхние дыхательные пути и проявляющейся, в основном, через насморк и боль в горле, коронавирус - постепенно «опускаясь ниже» …, поражает нижние дыхательные пути, провоцируя острые респираторные заболевания, развитие атипичной пневмонии, гастроэнтериты и др. с симптомами: кашель, слабость, высокая температура, одышка, конъюктивит, потеря обоняния, высыпания, диарея и др.

Для точного диагноза используют тест-системы и ПЦР-диагностикумы, определяющие наличие вируса по крови и/или мокроте. Имея высокий коэффициент контагиозности, коронавирусная инфекция передается при малейшем контакте. Возможные механизмы ее передачи: воздушно-капельный, воздушно-пылевой, контактный, фекально-оральный, осуществляемые, в основном, через слизистые носо- и ротоглотки, а также конъюктиву глаз, поврежденные кожные покровы, воду, предметы общего пользования и др.

Ведущими причинами, определяющими развитие патологических изменений при атипичной пневмонии нового типа, вызванной коронавирусной инфекцией являются: непроизвольный кашель, резкое повышение температуры (свыше 38°С), учащенное и затрудненное дыхание, обструкция дыхательных путей и, в первую очередь, бронхиол, бронхогенная инфекция, вызываемая коронавирусом в ассоциации с анаэробной инфекцией, приводящих к значительным нарушениям со стороны иммунной системы, воспалению, развитию обширного отека со стороны межуточной ткани, нарушению микроциркуляции в легких, гипоксии, ацидозу, интоксикации и др. После перенесенной болезни возможна реинфекция.

Высокая вирулентность коронавирусной инфекции вызывает тяжелое течение заболевания, сопровождаемое высокой летальностью (до 5% и более) к общему числу зараженных, трудно поддается общепринятой профилактике и лечению с применением антибиотикотерапии. Более 20% заболевших нуждаются в искусственной вентиляции легких. Коронавирусная инфекция заразна до проявления симптомов заболевания. Более 60% заразившихся перемещаются во время инкубационного периода, длящегося до 14 дней, не проявляют симптомов и, не зная о своей болезни, ведут активный образ жизни, заражая окружающих, что осложняет борьбу с COVID-19 [1-4 и пр.].

Основным средством защиты от подобной инфекции является личная защита с применением: лицевых масок, полумасок, респираторов, очков или лицевых щитков, перчаток, обработки рук моющими растворами до и после контакта с зараженными людьми или инфицированными субъектами, минимизация контактов и пр.

Известны многочисленные варианты устройств индивидуальных для защиты органов дыхания от инфицирования опасной инфекцией в виде медицинских лицевых масок - хирургические, процедурные и пр., на основе многослойной фильтрующей ткани, пропитанной или не пропитанной целевыми антисептическими веществами, позволяющих снизить вероятность передачи возбудителя заболевания аэрозолью или мелкодисперсной биологической жидкостью, возникающих при разговоре, чихании или кашле, во время контакта с инфицированным субъектом [5]. Класс защиты таких медицинских лицевых масок - FFP1, т.е. они задерживают до 80% частиц инфицированной аэрозоли в воздухе. Частицы размером порядка 3 мкм задерживаются на 99%.

Однако, средний размер бактерий варьирует в диапазоне 0,5-5 мкм, а вирусов - 0,002-0,3 мкм, что не исключает в 58% случаев проникновения микроорганизмов через известные медицинские лицевые маски [6]. Учитывая, что размер коронавируса имеет порядок 0,1 мкм, медицинские лицевые маски, используемые здоровыми людьми, не могут, в полной мере, гарантировать защиту их органов дыхания от инфекции, передающейся, в основном, воздушно-капельным путем от окружающих источников. С другой стороны, не исключено, что зараженный коронавирусной инфекцией пользователь медицинской лицевой маски (далее - пользователь), на выдохе через нее как через проницаемое для коронавируса «сито», может распространять инфекцию в окружающее пространство и служить источником ее распространения.

Так как высокоактивный инфектант поражает, прежде всего, дыхательные пути и бронхолегочную систему, то, по-видимому, противовирусная терапия целевыми лекарственными веществами в сочетании с физическими и физико-химическими факторами, вводимых профилактически или на начальном этапе заболевания в воздухоносные пути и бронхолегочную систему, пораженные ОРВИ или коронавирусной инфекцией, а также в кровеносную систему организма - может явиться одним из эффективных методов профилактики этих инфекционных заболеваний.

Известен способ введения лекарственных веществ в организм при лечении заболеваний верхних дыхательных путей, заключающийся в ингаляции лекарственных веществ в виде аэрозолей, вводимых в организм через верхние дыхательные пути [7]. Однако, применение ингаляционной терапии, использующей общепринятые растворы лекарственных веществ, не эффективно в лечении вирусных инфекций, к числу которых относится, например, коронавирусная инфекция.

Известен способ лечения пневмонии, заключающийся в ингаляционном введении в организм лекарственного вещества в виде ионно-озоновой смеси [8].

Однако, данный способ лечения пневмонии не может быть использован в лечении больных и при профилактике атипичной пневмонии из-за раздражающего и вредного прямого воздействия озона (О₃) на слизистые воздухоносных путей и бронхолегочной системы и, прежде всего, на сурфактант легкого, что связывают с нередким превышением допустимой концентрации О₃ или индивидуальной его непереносимостью. Использование значимых концентраций О₃ при вдыхании в терапевтических целях запрещается, т.к. он раздражает дыхательные пути и слизистую оболочку глаз и повреждает сурфактант легких. Предельно допустимая концентрация (ПДК) О₃ в воздушной среде - 0,1-0,2 мг/м³. Ингаляционные методы разных вариантов озонотерапии, изредка применявшиеся в 1960-70-х г.г., к настоящему времени практически не используют [9].

Известен способ подавления коронавируса атипичной пневмонии [10], заключающийся в воздействии на бронхолегочную систему ультразвуковыми, не повреждающими сурфактант легких, ингаляциями аэрозолей в виде предварительно озонированного растительного масла или 10-20% озонированной масляной эмульсии типа «масло в воде» с разной дисперсностью частиц аэрозоли - 0,3-0,5 мкм или 5,0-10 мкм при соответствующем их пероксидном числе по озонидам Р=200 или Р=800-900, а затем, на период до клинически подтвержденных показателей выздоровления пациента, назначают ежедневно энтеральный прием озонидсодержащих лекарственных веществ в объеме 5 мл (озонированное растительное масло при Р=800-900) или 100 мл (10-20% озонированная масляная эмульсия типа «масло в воде» при Р=200).

Однако, указанный способ подавления коронавируса атипичной пневмонии, реализуемый в условиях ЛПУ с применением стационарного аппаратного комплекса (НПП «Метромед», Омск), содержащего: аппарат для газовой озон/NO-терапии «Озотрон»; аппараты ультразвуковые оториноларингологические «Тонзиллор-ММ» или «Тонзиллор-3ММ»; аппарат ультразвуковой терапевтический «Аэротон-ММ», не может быть применен в качестве носимого устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования указанной инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем из-за больших общих габаритов и веса указанного комплекса.

Известно устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования инфекцией в виде ингаляционной маски и способ ингаляции [11]. Маска, в виде рото-носовой полумаски, закрывающей нос, рот и подбородок содержит: корпус из нетоксичного термопластичного материала, контур которого повторяет форму лица и сопряжен, через свое основание, с цилиндрическим опорным элементом с размещенным в нем ингалятором, выполненным в виде пластины из металла пористо-ячеистой структуры, пропитанной лекарственным раствором. Корпус также снабжен: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, установленными на его боковых поверхностях, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, прикрепляемых с левой и правой сторон лицевой части полумаски.

При вдохе пользователя, возникающий поток воздуха с определенной кинетической энергией, пронизывает пористо-ячеистую структуру ингалятора с лекарственным раствором и, далее - при перепаде его давления на выходе из ингалятора, за счет возникающего разрежения, инициирует отрыв частиц лекарственного раствора с развитой поверхности пористо-ячеистой структуры пластины с образованием аэрозольного потока частиц субмикронных размеров, проникающих в дыхательные пути через носо- и ротоглотку.

Однако, данное устройство предназначено лишь для проведения ингаляций и вдыхания лекарственного раствора в форме аэрозольного потока частиц субмикронных размеров, усиливающих ингаляционный эффект, но не применим в качестве устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования инфекцией, передаваемой воздушно-капельным путем. При этом, наличие нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа не исключает возможности передачи инфекции на выдохе, зараженным коронавирусной инфекцией пользователем, в окружающее пространство с созданием при этом нового источника ее распространения. Указанное является важным, т.к. по мнению экспертов, в период пандемии - «маски имеет смысл носить, прежде всего тем пользователям, кто уже заразился коронавирусом…» [12]. В тоже время, ингаляционная терапия с применением известных лекарственными средств недостаточно эффективна в профилактике и лечении опасных вирусных инфекций, тем более их осложнений, сопровождаемых развитием атипичной пневмонии, нередко требующих привлечения комплексной терапии с использованием физических и физико-химических факторов, включая аппаратные системы искусственной вентиляции легких.

Известно устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования в виде рото-носовой полумаски с бактерицидным излучателем, содержащей: расположенный вне полумаски обеззараживающий элемент в виде УФО-светодиода, фиксирующий С-образный корпус, размещенный на ушной раковине пользователя, а также кронштейн с проводником, соединяющим блок питания с С-образным корпусом и держателем УФО-светодиода, располагаемого в области носовых ходов [13].

Однако, предложенное техническое решение имеет недостатки, один из которых, делает невозможным его использование как в здравоохранении, так и в быту по причине наличия открытого источника УФ-излучения - обеззараживающего элемента в виде УФО-светодиода, воздействующего неопределенное время на кожные покровы и слизистые, в т.ч. на глаза пользователя, вне области рта и носа прикрытых маской, а также на открытые участки кожи и слизистые, находящихся вблизи пользователя, окружающих людей, что запрещено соответствующими регламентами Росздравнадзора [14].

Известно устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования в виде рото-носовой полумаски, выполненной в виде корпуса из нетоксичного термопластичного материала, имеющего свободное подмасочное пространство в области рта и носа, сопряженного с клапанами вдох-выдох лепесткового типа, а также с основанием, переходящим в опорный элемент, связанный с цилиндрическим пеналом содержащим, с одной стороны - фильтрующий элемент: вата, фетр, марля, фильтровальная бумага, активированный уголь, а с другой -бактерицидный излучатель в виде набора излучающих светодиодов: ультрафиолетовых (диапазон излучения не указан), красных - диапазон излучения 620-680 нм, инфракрасных - диапазон излучения 820-890 нм, связанных с блоком управления, источником питания, аккумулятором, установленных на одном из боковых эластичных ремешков оголовья полумаски [15] (прототип).

Однако, известно [16, 17 и др.], что энергии квантов света с указанными длинами волн, излучающих красными- и инфракрасными светодиодами, в т.ч. и низкоинтенсивного лазерного излучения указанных спектров, воздействующих на патогенные микроорганизмы, равно как УФ-светодиода, излучающего, по-видимому, в диапазоне ближнего ультрафиолета - недостаточно для получения бактерицидного и вирулицидного эффектов, достижение которых возможно лишь в течение десятков секунд и более. Указанное не позволит достичь обеззараживание от инфектанта объемов потока воздуха на «вдохе» и «выдохе», протекающего, при нормальном дыхании, через свободное подмасочное пространство в течение 1-3 секунд. Кроме того, полумаска, носимая уже зараженным пользователем, не исключает инфицирования окружающей среды и людей, т.к. при закрытом клапане «вдох» и открытом клапане «выдох», пользователь выдыхает контаминированный им воздух, поток которого не обеззараживается, находясь вне светового излучения бактерицидного излучателя, а отводится в окружающую среду через открытый клапан «выдох». При этом, размещение на одном из фиксирующих эластичных ремешков оголовья блока управления и источника питания с аккумулятором, имеющих определенный вес и габариты, является не эргономичным и неудобным для пользователя. При этом возможно нарушение стабильного положения полумаски на лице и ее разгерметизация по контуру полосы обтюрации, должной исключить проникновение в подмасочное пространство инфектанта как на «вдохе», так и на «выдохе». Разгерметизированная полумаска, неплотно прилегающая к носу, щекам и подбородку, пропускающая воздух через края своего контура - не способна защитить пользователя от вирусной инфекции. Указанные фильтрующие элементы обладающие большим аэродинамическим сопротивлением фильтрации воздуха,

затрудняют дыхание на «вдохе» и особенно на «выдохе», создавая условия для «проскока» или «подсоса» инфектанта через полосу обтюрации, а также дискомфортные условия пользования полумаской. Кроме того, полумаска не исключает прямого фронтального инфицирования через конъюктиву глаз, находящихся вне области лица прикрываемого ею, из-за возможного воздушно-капельного заражения возбудителем заболевания, вызванным аэрозолью и мелкодисперсной биологической жидкостью, производимых при разговоре, чихании и кашле в контакте с инфицированным субъектом.

Технический результат изобретения - оптимизация конструкции и состава устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования, обеспечивающих обеззараживание вдыхаемого и выдыхаемого пользователем потока воздуха путем организации, в объеме реакционной камеры устройства, поэтапного и комплексного взаимодействия подаваемой в камеру или создаваемой в ней озонсодержащей воздушной смеси с квантами света разных длин волн УФ-излучения, а также снижение опасности фронтального инфицирования конъюктивы глаз из окружающей среды и инфицирования окружающей среды самим зараженным пользователем полумаски.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, содержащее полумаску, выполненную в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания, отличающееся тем, что оно снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления, включающим в себя: плату управления, аккумулятор, источник питания, содержащим генератор высоковольтных электрических импульсов, датчик расхода воздуха и озонатор, связанный патрубком, подающим озонсодержащую воздушную смесь, с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного однокамерного пенала, установленного в опорный элемент корпуса, включающего в себя реакционную камеру в виде полимерной обечайки, сопряженной с полым металлическим цилиндром, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной, при этом, реакционная камера ограничена, на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, электроразрядным узлом, подключенным к генератору высоковольтных электрических импульсов источника питания, возбуждающим плазмодинамические искровые разряды, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, обеспечивают импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода, а на выходном торце реакционной камеры - комбинированным фильтром, включающим пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженным с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом, при этом устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенном на носовом зажиме полумаски, также устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, при этом устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа.

Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, содержащее полумаску, выполненную в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания, отличающееся тем, что оно снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления, включающим в себя: плату управления, аккумулятор, источник питания, содержащим генератор импульсов тока, датчик расхода воздуха и озонатор, связанный патрубком, подающим озонсодержащую воздушную смесь, с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного однокамерного пенала, установленного в опорный элемент корпуса, включающего в себя реакционную камеру в виде полимерной обечайки, сопряженной с полым металлическим цилиндром, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной, при этом, реакционная камера ограничена на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к генератору импульсов тока источника питания, полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого, в диапазоне длин волн УФ-излучения - 2300-3000

, инициируют импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода, а на выходном торце реакционной камеры - комбинированным фильтром, включающим пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженным с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом, при этом устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенном на носовом зажиме полумаски, также устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, при этом устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа.

Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, содержащее полумаску, выполненную в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания, отличающееся тем, что оно снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления, включающим в себя: плату управления, аккумулятор и источник питания, содержащим генератор импульсов тока, связанным с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного двухкамерного пенала, установленного в опорный элемент и состоящего из двух реакционных камер в виде полимерных обечаек, каждая из которых сопряжена с полыми металлическими цилиндрами, имеющих зеркальную внутреннюю поверхность, реакционные камеры сообщаются между собой и объединены соединительной гайкой, при этом, первая реакционная камера ограничена на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к источнику питания полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения - менее 1900

, инициируют импульсный синтез озона, а выходной торец первой реакционной камеры, сообщающийся с входным торцом второй реакционной камеры, отделен от нее разделительным элементом в виде пластинчатого фильтра из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к источнику питания, полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения - 2300-3000

, инициируют импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси, образованной в первой реакционной камере, с получением высокоактивных форм кислорода, при этом на выходном торце второй реакционной камеры установлен комбинированный фильтр, включающий в себя пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженный с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом, при этом устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенном на носовом зажиме полумаски, также устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, при этом устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа.

Кроме того, устройство по п.п. 1 или 2 или 3, в котором прокладка и сменные дискообразные упруго-эластичные шайбы выполнены из вспененного силикона.

Анализ патентной информации показал, что на дату подачи заявки на изобретение не известны варианты устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования с указанными отличительными признаками.

Достижение технического результата предложенного устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования опасной инфекции (далее - устройство) как пользователем полумаски, так и окружающих людей от контаминированного воздуха, выдыхаемого зараженным пользователем полумаски обеспечивается:

- за счет многофакторного воздействия на опасную инфекцию из окружающей среды, способную инфицировать свободное подмасочное пространство и далее воздухоносные пути пользователя полумаски, обеспечиваемого комплексным использованием фото - и плазмохимических процессов в импульсном режиме (как одного из значимых факторов достижения бактерио- и вирулицидный эффекта, а также энергоэкономически оправданного), инициирующих смешанные полевые воздействия с пространственным и временным совмещением, следствием которых являются: первоначально - образование озонатором из кислорода воздуха, в устройствах (вариант 1 и вариант 2) озонсодержащей воздушной смеси, являющейся высокоактивным дезинфицирующим и стерилизующим агентом, а затем - последующее, в реакционной камере устройств (вариант 1 и вариант 2), стимулируемое импульсным высокоинтенсивным УФ-излучением, фоторазложение (фотолиз) указанной озонсодержащей воздушной смеси на возбужденные атомарный О* и молекулярный О₂* кислород и иные активные формы кислорода, например, синглетный кислород (¹О₂), радикал атомарного кислорода (

), следы озона (О₃), оксида азота II (NO) и др., образуемых в реакционной камере устройства (вариант 1 и вариант 2), которые в сочетании с импульсным УФ-излучением, взаимодействуя с инфектантом (например, коронавирусной инфекцией и иными, взвешенными в воздушной среде патогенами) вызывают бактерио- и вирулицидный эффект, сопровождаемый обеззараживанием как вдыхаемого воздуха здоровым пользователем маски из внешней среды, так и выдыхаемого контаминированного воздуха, зараженным пользователем полумаски. При этом следы остаточного О₃ разрушаются дезактиватором озона в виде капиллярно-пористого углеродного материала с большой удельной поверхностью, размещаемого в пористой капсуле-фильтре комбинированного фильтра на выходном торце реакционной камеры устройства (вариант 1 и вариант 2) с образованием кислорода О₂, поступающего далее в воздухоносные пути пользователя.

В устройстве (вариант 3) многофакторное воздействие на инфектант, поступающий из окружающей среды и способный инфицировать свободное подмасочное пространство и далее воздухоносные пути пользователя полумаски, обеспечивается комплексным использованием фотохимических процессов, инициирующих смешанные полевые воздействия с пространственным и временным совмещением, следствием которых являются:

- первоначально - образование (синтез) О₃ из воздуха, поступающего на «вдохе» пользователя в первую реакционную камеру, где под действием импульсного высокоинтенсивного УФ-излучения квантов света полупроводникового УФ-светодиода, излучающего в диапазоне длин волн - менее 1900

синтезируется озонсодержащая воздушная смесь, являющаяся высокоактивным дезинфицирующим и стерилизующим агентом;

- затем, из озонсодержащей воздушной смеси, поступающей из первой реакционной камеры во вторую камеру устройства, под воздействием импульсного высокоинтенсивного УФ-излучения квантов света полупроводникового УФ-светодиода, излучающего в диапазоне длин волн - 2300-3000

инициируется фотолиз (разрушение) О₃ из озонсодержащей воздушной смеси с образованием высокоактивных форм кислорода: возбужденных атомарного О* и молекулярного О₂* кислорода, синглетного кислорода ¹О₂, радикала атомарного кислорода

и др., которые, в сочетании с УФ-излучением, взаимодействуя с инфектантом, например, коронавирусной инфекцией и иными взвешенными в потоке воздуха патогенами, инициируют бактерио- и вирулицидный эффект и обеззараживание как вдыхаемого воздуха пользователем полумаски из внешней среды, так и выдыхаемого воздуха, зараженным пользователем. При этом следы остаточного О₃, разрушаются дезактиватором озона в виде капиллярно-пористого углеродного материала с большой удельной поверхностью, размещенного в пористой капсуле-фильтре комбинированного фильтра на выходном торце второй реакционной камеры устройства (вариант 3) с образованием кислорода О₂, поступающего далее, на «вдохе», в воздухоносные пути пользователя полумаски;

- за счет введения в состав устройства, на уровне глаз, прозрачного лицевого щитка, связанного через держатель с упруго-пластичным элементом, фиксирующим полумаску в области переносицы, позволяющего снизить возможность инфицирования конъюктивы глаз фронтальным потоком частиц аэрозоли и мелкодисперсной биологической жидкости, исходящих от окружающих при разговоре, чихании или кашле или во время контакта;

- за счет введения в состав устройства высокоэластичной прокладки, например, из вспененного силикона, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, снижающей опасность разгерметизации полумаски на лице пользователя и возникновении, на «вдохе», условий для «проскока» или «подсоса» инфектанта, из внешней среды через полосу обтюрации с проникновением его в свободное подмасочное пространство. Кроме того, при «выдохе» зараженным пользователем полумаски снижается опасность создания источника распространения инфекции в окружающую среду. Высокие упруго-эластические свойства указанной прокладки, неразъемно связанной с полумаской, по всему контуру полосы обтюрации, в контакте с кожным покровом лица, создают более комфортные условия ее использования;

- за счет введения в состав устройства сменных дискообразных упруго-эластичных шайб, например, из вспененного силикона, являющихся герметизирующими заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа, снижающих вероятность поступления инфекции воздушно-капельным путем - на «выдохе» в окружающее пространство, зараженным пользователем полумаски, могущим создать новый источник ее распространения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

- на Фиг. 1 - изображен общий вид пользователя устройством;

- на Фиг. 2 - изображен фронтальный вид устройства;

- на Фиг. 3 - изображено сечение А-А (вариант 1) на Фиг. 1;

- на Фиг. 4 - изображено сечение А-А (вариант 2) на Фиг. 1;

- на Фиг. 5 - изображено сечение А-А (вариант 3) на Фиг. 1;

- на Фиг. 6 - изображено сечение Б-Б (вариант 1) на Фиг. 3;

- на Фиг. 7 - изображено сечение В-В (вариант 2) на Фиг. 4;

- на Фиг. 8 - изображено сечение Г-Г (вариант 3) на Фиг. 5;

- на Фиг. 9 - схематичное изображение держателя с высоковольтным импульсным электроразрядным узлом (λ - от 2300 до 3000

и выше), зона I на Фиг. 6;

- на Фиг. 10 - схематичное изображение держателя с полупроводниковым УФ-светодиодом (λ - от 2300 до 3000

), зона II на Фиг. 7 и Фиг. 8;

- на Фиг. 11 - схематичное изображение держателя с полупроводниковым УФ-светодиодом (λ<1900

), зона III на Фиг. 8;

- на Фиг. 12 - схематичное изображение комбинированного фильтра, зона IV на Фиг. 8;

- на Фиг. 13 - изображено сечение Д-Д (клапан вдох-выдох лепесткового типа открыт) на Фиг. 3;

- на Фиг. 14 - изображено сечение Д-Д (клапан вдох-выдох лепесткового типа закрыт) на Фиг. 3;

- на Фиг. 15 - изображено сечение Е-Е на Фиг. 2;

- на Фиг. 16 - схематичное изображение упруго-деформируемого держателя лицевого щитка на носовом зажиме полумаски, зона V на Фиг. 3;

- на Фиг. 17 - изображена спектрограмма области активного фотолиза О₃ в озонсодержащей воздушной смеси, инициируемого квантами света высокоинтенсивного источника УФ-излучения, генерируемого высоковольтным импульсным электроразрядным узлом, а также источника УФ-излучения полупроводниковых УФ-светодиодов, излучающих в диапазоне длин волн (λ - от 2300 до 3000

).

Устройство, в виде рото-носовой полумаски, содержит (Фиг. 1 - Фиг. 17): корпус 1 из нетоксичного термопластического материала, неразъемно связанного с упруго-эластичной прокладкой 2, например, из нетоксичного вспененного силикона, обеспечивающей стабильное прилегание к лицу пользователя по всему периметру полосы обтюрации, надежно прикрывая его рот, нос, подбородок с формированием герметизированного свободного подмасочного пространства; два нерегулируемых клапана вдох-выдох лепесткового типа 3, установленных в кольцевых пазах грибообразных выступов 4 корпуса 1 и перекрывающих на «вдохе» или открывающих на «выдохе» вентиляционные отверстия 5, расположенные на боковых поверхностях корпуса 1; по краям корпуса 1, в двух точках с каждой стороны, закреплены две пары эластичных ремешков оголовья 6 с замками (не показаны), создающих 4-х точечное крепление положения корпуса 1 на лице; носовой зажим полумаски 7, связанный винтовым соединением с упруго-деформируемым держателем 8 прозрачного лицевого щитка 9 (например, оргстекло, 6-1-1,5 мм), обеспечивающим его устойчивое положение и ориентировку относительно области глаз; основание 10 корпуса 1, сопрягаемое с опорным элементом 11, к которому присоединяют сменные пеналы: 12 (устройство - вариант 1), 13 (устройство - вариант 2), 14 (устройство - вариант 3). Пеналы 12 и 13 являются однокамерными, а пенал 14 - двухкамерным, выполненными из единообразных полимерных обечаек 15 (далее - обечайки 15), сопряженных изнутри с полыми металлическими цилиндрами 16 (далее - полый цилиндр 16), имеющих зеркальную внутреннюю поверхность 17, являющихся реакционными камерами 18 и 19 (соответственно, устройство - вариант 1 и вариант 2) и 20.1 и 20.2 (устройство - вариант 3), где осуществляется бактерио- и вирулицидный эффект, реализуемый комплексом продуктов плазмохимических реакций в сочетании с прямым и отраженным импульсным световым - и УФ-излучениями, взаимодействующих с инфектантом взвешенным в потоке воздуха из внешней среды на «вдохе» и «выдохе» как здорового пользователя, так и на «вдохе» и, прежде всего, «выдохе» контаминированного воздуха от зараженного пользователя, протекающим через реакционные камеры 18 и 19 (устройство - вариант 1 и 2), а также через реакционные камеры 20.1 и 20.2 (устройство - вариант 3). Обечайки 15 пеналов 12, 13 и пенала 14 со стороны входного торца ограничены несущими пластинчатыми фильтрами 21 из металла пористо-ячеистой структуры, например, материал ВПЯМ-МН (далее - несущий фильтр 21), фильтрующими поступающий в них поток воздуха на «вдохе» и на «выдохе» пользователя. Они фиксированы относительно обечаек 15 полимерными гайками 22 (устройство - вариант 1 и 2) и полимерной гайкой 23 (устройство - вариант 3), последняя из которых соединяет между собой две обечайки 15.1 и 15.2 обеспечивая создание сквозного потока воздуха в соответствующих реакционных камерах 20.1 и 20.2 двухкамерного пенала 14. Организация реакционных камер однокамерных 18 и 19 соответственно пеналов 12 и 13, а также реакционных камер однокамерных 20.1 и 20.2 двухкамерного пенала 14, реализуется установкой на их выходных торцах сменных комбинированных фильтров 24. Комбинированный фильтр 24 выполнен в виде единой сборки и включает в себя: несущую втулку 24.1, пластинчатый фильтр 24.2 из металла пористо-ячеистой структуры, например, материал ВПЯМ-МН, сопряженный с дезактиватором остаточного озона 24.3 и перфорированную крышку 24.4, стянутых фиксирующим винтом 24.5, что обеспечивает взаимозаменяемость блока для регенерации дезактиватора остаточного озона 24.3, который выполнен в виде пористой капсулы, заполненной углеродным материалом, например, углеродным войлоком, активированным углем и др., позволяющими получать кислород О₂, на выходе из комбинированного фильтра 24 и его дальнейшее поступление, на «вдохе», в воздухоносные пути и бронхолегочную систему пользователя полумаски.

Компоновка основных конструктивных и функциональных элементов устройства, в зависимости от варианта его исполнения, имеет следующие особенности.

В устройстве по варианту 1 (Фиг. 3, Фиг. 6, Фиг. 9, Фиг. 12, Фиг. 17), его конструктивное исполнение и функциональное назначение, реализованы однокамерным пеналом 12, связанным с блоком управления 25, включающим плату управления, аккумулятор, источник питания, датчик расхода воздуха, озонатор. Однокамерным пенал 12 состоит из обечайки 15, сопряженной с полым цилиндром 16 с зеркальной внутренней поверхностью 17, объем которого образует реакционную камеру 18. На своем входном торце обечайка 15 ограничена несущим фильтром 21 с закрепленным электрически изолированным держателем 26 с установленным в нем электроразрядным узлом 27, подключенным, изолированным проводником 27.1 размещенным в патрубке 28, к генератору высоковольтных электрических импульсов источника питания блока управления 25, возбуждающим плазмодинамические искровые разряды. Кванты света искровых разрядов в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, обеспечивают в замкнутом объеме реакционной камеры 18 фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси (О₃/NO), создаваемой озонатором блока управления 25 и через патрубок 28 подаваемой в полость держателя 26 и далее в реакционную камеру 18. В процессе фотолиза реализуется получение высокоактивных форм кислорода, а именно - возбужденных атомарного О* и молекулярного О₂* кислорода, активных форм кислорода - синглетного кислорода ¹О₂, радикала атомарного кислорода О, включая следовые количества озона (далее - О₃), оксида азота II (далее - NO) и пр. Высокоактивные формы кислорода, являясь сильнейшими окислителями, срок «жизни» которых, вне области инициирования, ограничивается долями секунд, а также следовые количества О₃ и NO в комплексе с импульсным УФ-излучением, взаимодействуя с инфектантом, взвешенным в потоке воздуха, протекающем (в доли секунды) через малый объем реакционной камеры 18 и, ограниченным зеркальной поверхностью 17, реализуют объемный бактерио- и вирулицидный эффект, скорость которого на два порядка превышает скорость обеззараживания, достигаемой применением «чистого» озона [18-21].

Процесс обеззараживания инфектанта сопровождается быстрой рекомбинацией высокоактивных форм кислорода - О*, О₂*, ¹О₂,

… и следовых количеств О₃ и NO в объеме потока воздуха, протекающего через реакционную камеру 18 к ее выходному торцу с установленным в нем комбинированным фильтром 24, сопряженным с дезактиватором остаточного озона 24.3, обладающим хемосорбционными и каталитическими свойствами, позволяющими получение кислорода О₂ на выходе из комбинированного фильтра 24 с дальнейшим его поступлением, на «вдохе», в воздухоносные пути и бронхолегочную систему пользователя.

Конструктивное исполнение и функциональное назначение устройства по варианту 2 (Фиг. 4, Фиг. 7, Фиг. 10, Фиг. 12, Фиг. 17) идентично устройству по варианту 1, но вместо установленного в держателе 26 электроразрядного узла 27, подключенного к генератору высоковольтных электрических импульсов источника питания блока управления 25, в держателе 26 установлен полупроводниковый УФ-светодиод 29, подключенный посредством изолированного проводника 29.1, размещенного в патрубке 28, к генератору импульсов тока источника питания блока управления 25. При этом, также, патрубок 28 подает озонсодержащую воздушную смесь от озонатора блока управления 25 в полость держателя 26 и далее в реакционную камеру 19. В процессе работы, кванты света, излучаемые полупроводниковым УФ-светодиодом 29 в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, инициируют фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода: возбужденных атомарного О* и молекулярного О₂* кислорода, синглетного кислорода ¹O₂, радикала атомарного кислорода

и пр., которые в комплексе с импульсным УФ-излучением, реализуют объемный бактерио- и вирулицидный эффект, воздействующий на инфектант, взвешенный в потоке воздуха, протекающего (в доли секунды) через малый объем реакционной камеры 19. Последующая рекомбинация высокоактивных форм кислорода - О*, О₂*, ¹О₂,

… и следовых количеств О₃ и NO, в объеме потока воздуха, с дезактивацией остаточного озона дезактиватором 24.3 комбинированного фильтра 24, обладающего хемосорбционными и каталитическими свойствами, позволяют, на выходе из него, получить кислород О₂ с дальнейшим его поступлением, на «вдохе», в воздухоносные пути и бронхолегочную систему пользователя полумаски.

В устройстве по варианту 3 (Фиг. 5, Фиг. 8, Фиг. 11, Фиг. 12, Фиг. 17), его конструктивное исполнение и функциональное назначение, реализованы сквозным двухкамерным пеналом 14, составленным из двух обечаек: входной обечайки 15.1 и выходной обечайки 15.2, соединенных гайкой 23, содержащих полые цилиндры 16 с зеркальными внутренними поверхностями 17, объем каждого из которых образует реакционные камеры, соответственно 20.1 и 20.2. Со стороны входных торцов, обечайки 15.1 и 15.2 снабжены несущими фильтрами 21, а на выходе обечайки 15.2 двухкамерного пенала 14 установлен комбинированный фильтр 24. В держателе 26, закрепленном на несущем фильтре 21 обечайки 15.1, установлен полупроводниковый УФ-светодиод 30, подключенный, посредством изолированного проводника 30.1, к генератору импульсов тока источника питания блока управления 31. При работе кванты света полупроводникового УФ-светодиода 30, в диапазоне длин волн УФ-излучения - менее 1900

, инициируют синтез озона, т.е. образование, из поступающего «на вдохе» потока воздуха в первую реакционную камеру 20.1 озонсодержащей воздушной смеси, которая, уже на первом этапе обеззараживания инфектанта, обеспечивает высокий, усиливаемый в комплексе с импульсным УФ-излучением, объемный бактерио- и вирулицидный эффект, реализуемый при воздействии на инфектант, взвешенный в потоке воздуха, протекающем (в доли секунды) через малый объем первой реакционной камеры 20.1. На этом же «вдохе», далее, предварительно обезвреженный инфектант, взвешенный в потоке воздуха, поступает через несущий фильтр 21 обечайки 15.2, отделяющий первую реакционную камеру 20.1 обе-чайки 15.1 и попадает во вторую реакционную камеру 20.2 обечайки 15.2. В держателе 26, несущего фильтра 21 обечайки 15.2, установлен полупроводниковый УФ-светодиод 29, подключенный изолированным проводником 29.1, к генератору импульсов тока источника питания блока управления 31. Кванты света, генерируемые полупроводниковым УФ-светодиодом 29, в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, инициируют фотолиз озона из полученной ранее (в первой реакционной камере 20.1 обечайки 15.1) озонсодержащей воздушной смеси. Фотолиз сопровождается образованием высокоактивных форм кислорода, а именно - возбужденных атомарного О* и молекулярного О₂* кислорода, активных форм кислорода - синглетного кислорода ¹О₂, радикала атомарного кислорода

, включая следовые количества О₃, NO и пр., которые в комплексе с импульсным УФ-излучением, воздействуя на инфектант, взвешенный в потоке воздуха на «вдохе» и протекающий через малый объем реакционной камеры 20.2 с зеркальной поверхностью 17, обеспечивают достижение объемного бактерио- и вирулицидного эффекта. Процесс обеззараживания инфектанта сопровождается рекомбинацией высокоактивных форм кислорода - О*, О₂*, ¹О₂,

… при наличии следовых количеств О₃ и NO в объеме потока воздуха, протекающего через реакционную камеру 20.2 к ее выходному торцу с установленным в нем комбинированным фильтром 24, сопряженным с дезактиватором остаточного озона 24.3, обладающего хемосорбционными и каталитическими свойствами, позволяющими получение кислорода О₂ на выходе из комбинированного фильтра 24 с дальнейшим его поступлением, на «вдохе», в воздухоносные пути и бронхолегочную систему пользователя полумаски.

Устройство (варианты 1, 2 и 3) используют в зависимости от состояния здоровья пользователя полумаски - здоровый пользователь или заведомо зараженный, например, коронавирусной или иной инфекцией. Устройство состоит из двух основных узлов:

- полумаски с набором сменных пеналов: однокамерный пенал 12 (вариант 1), однокамерный пенал 13 (вариант 2), двухкамерный пенал 14 устройства (вариант 3);

- носимых аппаратных корпусов: блок управления 25 (варианты 1 и 2), блок управления 31 (вариант 3).

Рассмотрим пример использования устройства (вариант 2) здоровым пользователем полумаски для защиты органов дыхания от инфекции, реализующего профилактику инфицирования патогеном из внешней среды.

Из набора сменных пеналов, прилагаемых к полумаске, выбирают пенал 13 и вставляют его в опорный элемент 10 корпуса 1 полумаски. Полумаску накладывают на лицо пользователя с обеспечением ее положения и плотного прилегания за счет закрепления эластичными ремешками 6 оголовья, носового зажима 7, герметично фиксирующими полумаску в области переносицы и полосы обтюрации, при этом вентиляционные отверстия 5 нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа 3 - не перекрываются. Положение прозрачного лицевого щитка 9, относительно глаз пользователя, регулируют упруго-деформируемым держателем 8 расположенном на носовом зажиме 7. На панели носимого аппаратного корпуса - блок управления 25, включающим: плату управления, аккумулятор, источник питания, содержащим генератор импульсов тока, датчик расхода воздуха и озонатор, предварительно выбирают исходную концентрацию озона в генерируемой озонатором озонсодержащей воздушной смеси - от 0 до 0,2 мг/л, определяемом измерителем концентрации озона в зависимости от расхода воздуха, протекающего через разрядную камеру озонатора. Блок управления 25, посредством патрубка 28 и изолированного проводника 29.1, присоединяют к держателю 26 с установленным в нем полупроводниковым УФ-светодиодом 29 (Фиг. 7, Фиг. 10). Носимый аппаратный корпус - блок управления 25, размещают, например, в нагрудном кармане пользователя (Фиг. 1).

При нахождении пользователя полумаски в зоне риска заражения инфекцией, включается кнопка «пуск», связанная с платой управления, включающей в работу систему источника питания цепей: генератора импульсов тока, связанного проводником 29.1 с полупроводниковым УФ-светодиодом 29; указанных ранее датчиков концентрации озона и расхода воздуха; озонатора, подающим через патрубок 28 озонсодержащую воздушную смесь в полость держателя 26 и далее в реакционную камеру 19. В ней, кванты света, излучаемые полупроводниковым УФ-светодиодом 29 в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, инициируют импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода: возбужденных атомарного О* и молекулярного О₂* кислорода, синглетного кислорода ¹O₂, радикала атомарного кислорода

и пр., которые в комплексе с импульсным УФ-излучением, реализуют объемный бактерио- и вирулицидный эффект, обеззараживающего инфектант, взвешенный в потоке воздуха, протекающего через реакционную камеру 19. Последующая рекомбинация высокоактивных форм кислорода - О*, О₂*, ¹О₂,

… и следовых количеств О₃ и NO, в объеме потока воздуха и дезактивация остаточного озона дезактиватором 24.3 комбинированного фильтра 24 обеспечивают, на выходе из него, получение кислорода О₂ и поступление его, на «вдохе», в воздухоносные пути и бронхолегочную систему пользователя полумаски. При выходе пользователя полумаски из зоны риска заражения инфекцией, плата управления блока управления 25, отключается кнопкой «стоп». Патрубок 28 и изолированный проводник 29.1 отсоединяют от держателя 26 пенала 13, который вынимают из опорного элемента 10 корпуса 1 полумаски, а полумаску снимают. Последующую дезинфекцию и стерилизацию полумаски, блока управления и пенала (в разобранном виде) осуществляют в установленном порядке [22-24]. Сменные пеналы вариантов 1, 2 и 3, могут использоваться многократно. Отработанные, не подлежащие регенерации фильтрующие элементы пеналов уничтожаются в установленном порядке.

При использовании устройства (вариант 2), заведомо зараженным пользователем полумаски, возникает вопрос не столько о предохранении его от окружающей инфекции, сколько о предупреждении и исключении инфицирования окружающей среды, продуцируемым патогеном, например, коронавирусной инфекцией, обладающей высокой контагиозностью, передающейся, в большой степени воздушно-капельным путем. В этом случае, пользователь полумаски, перед ее накладыванием на лицо, перекрывает упруго-эластичными шайбами 32 вентиляционные отверстия 5 и нерегулируемые клапаны вдох-выдох лепесткового типа 3, установленных в кольцевых пазах грибообразных выступов 4, выполненных на боковых поверхностях корпуса 1 (Фиг. 14), что позволяет осуществлять «вдох» и «выдох» только через реакционную камеру 19. На «вдохе», поток воздуха из окружающей среды, протекая через реакционную камеру 19 обеззараживается от содержащегося в нем инфектанта под действием ранее указанного комплекса физических и физико-химических факторов и поступает в виде кислорода О₂ в воздухоносные пути и бронхолегочную систему зараженного пользователя, обеспечивая дополнительное их снабжение кислородом, недостаток которого испытывается каждым зараженным коронавирусной инфекцией.

В последующем «выдохе», при перекрытых шайбами 32 вентиляционных отверстий 5 и нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа 3, контаминированный зараженным пользователем выдыхаемый поток воздуха, протекает обратно через реакционную камеру 19 пенала 13 устройства, подвергаясь обеззараживанию от содержащегося в нем инфектанта за счет инициирования объемного бактерио- и вирулицидного эффекта, реализуемого ранее указанным комплексом физических и физико-химических факторов. Образуемый в реакционных камерах и в объеме выдыхаемого в окружающую среду обеззараженного потока воздуха, избыток высокоактивных форм кислорода - О*, О₂*, ¹О₂,

… и следовых количеств О₃ и NO, соответственно рекомбинируют на выходе из входного торца пенала 13 устройства, смешиваясь с окружающим воздухом. Этим исключается опасность распространения собственной инфекции заведомо зараженным пользователем полумаски.

Оптимизации конструкции и состава предложенного технического решения - устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, позволяют создание многофункциональной полумаски (варианты 1, 2 и 3):

- во-первых - повышающей эффективность профилактики и подавления коронавирусной инфекции и иных инфекций, за счет реализации устройством комплексного воздействия на инфекцию физическими и физико-химическими факторами: озонсодержащей воздушной смесью, включающей О₃ и NO, а также высокоактивные формы кислорода: возбужденные атомарный О* и молекулярный О₂* кислород, синглетный кислород ¹О₂, радикал атомарного кислорода О и пр., а также высокоинтенсивное и разных диапазонов длин волн УФ-излучение, при биотропных параметрах и режимах, проявляющих высокие бактерио- и вирусолицидные свойства, востребованные в инфектологии при пандемиях опасных инфекций;

- во-вторых - снижающей опасность инфицирования свободного объема подмасочного пространства из внешней среды, а также инфицирования окружающей среды и людей от контаминированного воздуха, выдыхаемого инфицированным пользователем полумаски за счет оптимизации конструкции полумаски, позволяющей обеспечить максимально возможное комплексное воздействие на инфектант физическими и физико-химическими факторами, а также созданием надежной герметизации свободного подмасочного пространства и защиты коньюктивы глаз, снижающих внутреннюю и внешнюю опасности контаминации инфекцией путей воздухообмена в системе «внешняя среда - подмасочное пространство - воздухоносные пути пользователя полумаски» за счет:

- применения герметизирующего, по контуру полосы обтюрации полумаски, упруго-эластичного элемента в виде прокладки из вспененного силикона, к тому же обеспечивающей более комфортные условия ее использования;

- применения, при использовании полумаски заведомо зараженным инфекцией пользователем, заглушек в виде сменных дискообразных упруго-эластичных шайб из вспененного силикона, при контакте, деформирующих лепестки нерегулируемых клапанов вдох-выдох и герметизирующих, при этом, вентиляционные отверстия корпуса полумаски, снижая вероятность передачи инфектанта на «выдохе» в окружающее пространство с образованием нового источника ее распространения;

- за счет введения в состав устройства, на уровне глаз, прозрачного лицевого щитка, фиксируемого на полумаске в области переносицы, позволяющего снизить опасность фронтального инфицирования конъюктивы глаз инфектантом, исходящим от окружающих при разговоре, чихании или кашле и пр.;

- в-третьих - повышающей качество вдыхаемого, пользователем полумаски, из подмасочного пространства потока воздуха, прошедшего обработку комплексом указанных выше физических и физико-химических факторов, инициируемых бактерицидным излучателем в реакционных камерах пенала и затем нормализованного углеродным материалом капсулы-фильтра, позволяющего на выходе получать воздушный поток с повышенным содержанием О₂, что является дополнительным положительным эффектом, реализуемым предлагаемым техническим решением, в условиях кислородной недостаточности, например, при лечении зараженных коронавирусной или иной инфекцией, нередко имеющих осложненные состояния дыхательных путей и пр.

Изобретение позволит повысить эффективность профилактики и подавления, например, коронавирусной и иных подобных инфекций, снизить опасность инфицирования окружающей среды зараженными пользователями полумаски, а также улучшить условия лечения больных с осложненным состоянием дыхательных путей на фоне кислородной недостаточности. Устройство в виде полумаски с портативным блоком управления является индивидуальным, многофункциональным и многоразовым, работоспособным в любом пространственном положении, манипуляции с ним не сложны и не требуют усилий.

Заявляемое изобретение позволит ускорить разработку и внедрение в клиническую практику перспективных видов устройств индивидуальных для защиты органов дыхания от инфицирования в виде полумасок и масок, использующих для противоинфекционной защиты пользователя полумаски комплекс физических и физико-химических факторов.

Предложенное техническое решение в виде полумаски с портативным блоком управления является индивидуальным, многоразовым, работоспособным в любом пространственном положении, манипуляции с ним не сложны и не требуют усилий.

К настоящему времени техническое решение в виде рабочего макетного образца предлагаемого устройства индивидуального для защиты органов дыхания от инфицирования (полумаска «Корон-нет-ММ» проходит комплекс предварительных технических, технологических и лабораторных испытаний на Омском Научно-производственном предприятии «Метромед». В установленном Росздравнадзором порядке, для организации производства устройства и внедрения его в здравоохранение разрабатываются: конструкторская документация, проекты ТУ, Паспорта, Руководства по эксплуатации, Программа и методики приемочных и клинических испытаний устройства.

Источники информации, принятые во внимание

1. Коронавирусы. (https://ru.wikipedia.org/wiki). Википедия. Дата обращения 28.02. 2020.

2. Пандемия COVID-19. (https://ru.wikipedia.org/wiki). Википедия. Дата обращения 16.03.2020.

3. Врачи предупредили: только респиратор №95 способен защитить от коронавируса / Новые Известия. (https://newizvru/news/science/03-03-2020/vrachi-predupredili-tolkorespira-tor-95-sposoben-zaschitit-otkorjnavirusa). Дата обращения 16.03.2020.

4. Тарасюк Е. Китайский коронавирус: о вакцине, заразности, диагностике и профилактике (https://yandex.ru./htalth/turbo/articlts?id=5956$text=коронавирус$ids=5956$utm_source=yandex$_medium=search$utm_campaign=yande…). Дата обращения 3.02.2020.

5. Патент РФ №2644316 «Профилактическая лицевая маска для противомикробной защиты при заболеваниях верхних дыхательных путей, передающихся воздушно-капельным путем», кл. А 41D 13/11,2017.

6. Миронов Л.А., Егорова Г.И. Разработка и применение метода определения локализации и подсоса загрязненного воздуха в подмасочное пространство с помощью люминесцирующих аэрозолей // Междунар. конф. «IV Петряновские чтения»: Тез. докл. конф., М., 2009. - С. 291-306.

7. А.С. СССР 1477412 «Способ лечения больных с гнойным эндобронхитом», кл. А61Н 23/00, 1989.

8. Горбунов С.Н. и др. Применение ионно-озоновых смесей при лечении детей с гнойно-септическими заболеваниями. / «Реконструктивно-восстановительная хирургия заболеваний детского возраста». // Сборник научных трудов под ред. A.M. Горохова. - Горький, 1990.

9. Кошелева И.В. Применение озонокислородной смеси в дерматологии и лечебной косметологии. // Косметика и медицина. - №4. - 2000. - С. 68-75.

10. Патент РФ №2266757 «Способ подавления коронавируса атипичной пневмонии», кл. А61М 15/02, 2003.

11. Патент РФ №2120312 «Ингаляционная маска и способ ингаляции», кл. А61М 15/00, А61М 16/06, 1997.

12. Немецкий эксперт предупредил, что маска не спасет от коронавируса. (https://www.interfax.ru/worid/696899). Дата обращения 16.03.2020.

13. Патент РФ на полезную модель №40847 «Индивидуальная профилактическая масках», кл. A41D 13/11, 2004.

14. ГОСТ Р МЭК 60601-1-2010 «Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности с учетом основных функциональных характеристик». Раздел 10 «Защита от опасностей воздействия нежелательного или чрезмерного излучения». - п.п. 10.7 «Защита от ультрафиолетового излучения».

15. Патент РФ на полезную модель №94421 «Индивидуальная фильтрующая маска с бактерицидной обработкой воздуха на излучающих полупроводниковых элементах», кл. A41D 13/11, 2009.

16. Шестерина М.В., Калюк А.Н. и др. // Врачебное дело. - 1987. - №8. - С. 53-56.

17. Лазеротерапия хронического тонзиллита / Под ред. В.Н. Кошелева. - Изд-во Сарат. ун-та. - Саратов, 1982. - 116 с.

18. А.С. СССР 1731237 «Устройство для обработки серозных поверхностей», кл. А61М 37/00, 1992.

19. А.С. СССР 1832488 «Способ лечения больных с гнойным бронхитом», кл. А61Н 23/00, 1988.

20. Патент РФ №2040935 «Способ стерилизации объекта», кл. A61L 2/14, 1995.

21. Педдер В.В., Косенок В.К., Велик Д.В., Рот Г.З. и др. О применении фотоплазмодинамического метода в лечении гнойных ран. // Медицинская техника. - №3. - 2008. - С. 39-43.

22. СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» согласно Постановлению Главного государственного санитарного врача №58 от 18 мая 2010 г.;

23. ОСТ 42-21-2-85 «Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы» согласно Приказа по Министерству здравоохранения СССР №770 от 10 июня 1985 г., срок введения установлен с 01.01.1986 г.;

24. МУ-287-113 от 30.12.1998 г. «Методические указания по дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения», утверждены Департаментом Госсанэпиднадзора Минздрава России 30.12.1998 г.

Claims (4)

1. Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, содержащее полумаску, выполненную в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания, отличающееся тем, что оно снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления, включающим в себя: плату управления, аккумулятор, источник питания, содержащим генератор высоковольтных электрических импульсов, датчик расхода воздуха и озонатор, связанный патрубком, подающим озонсодержащую воздушную смесь, с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного однокамерного пенала, установленного в опорный элемент корпуса, включающего в себя реакционную камеру в виде полимерной обечайки, сопряженной с полым металлическим цилиндром, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной, при этом реакционная камера ограничена, на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним электроразрядным узлом, подключенным к генератору высоковольтных электрических импульсов источника питания, возбуждающим плазмодинамические искровые разряды, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, обеспечивают импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода, а на выходном торце реакционной камеры - комбинированным фильтром, включающим пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженным с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом, при этом устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенным на носовом зажиме полумаски, также устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, при этом устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа.

2. Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, содержащее полумаску, выполненную в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания, отличающееся тем, что оно снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления, включающим в себя: плату управления, аккумулятор, источник питания, содержащим генератор импульсов тока, датчик расхода воздуха и озонатор, связанный патрубком, подающим озонсодержащую воздушную смесь, с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного однокамерного пенала, установленного в опорный элемент корпуса, включающего в себя реакционную камеру в виде полимерной обечайки, сопряженной с полым металлическим цилиндром, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной, при этом реакционная камера ограничена на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к генератору импульсов тока источника питания, полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого, в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, инициируют импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси с получением высокоактивных форм кислорода, а на выходном торце реакционной камеры - комбинированным фильтром, включающим пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженным с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом, при этом устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенным на носовом зажиме полумаски, также устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, при этом устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа.

3. Устройство индивидуальное для защиты органов дыхания от инфицирования, содержащее полумаску, выполненную в виде корпуса, имеющего свободное подмасочное пространство, сопряженного с: клапанами вдох-выдох лепесткового типа, носовым зажимом, фиксирующим полумаску в области переносицы, эластичными ремешками оголовья, а также через свое основание с опорным элементом с размещенным в нем пеналом, включающим фильтрующий элемент, бактерицидный излучатель в виде источника излучения, связанного с блоком управления, источником питания, отличающееся тем, что оно снабжено носимым аппаратным корпусом блока управления, включающим в себя: плату управления, аккумулятор и источник питания, содержащим генератор импульсов тока, связанным с бактерицидным излучателем, выполненным в виде сменного двухкамерного пенала, установленного в опорный элемент и состоящего из двух реакционных камер в виде полимерных обечаек, каждая из которых сопряжена с полыми металлическими цилиндрами, имеющих зеркальную внутреннюю поверхность, реакционные камеры сообщаются между собой и объединены соединительной гайкой, при этом первая реакционная камера ограничена на входном торце - несущим пластинчатым фильтром из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к источнику питания полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения - менее 1900

, инициируют импульсный синтез озона, а выходной торец первой реакционной камеры, сообщающийся с входным торцом второй реакционной камеры, отделен от нее разделительным элементом в виде пластинчатого фильтра из металла пористо-ячеистой структуры с закрепленным держателем и установленным в нем, как минимум, одним, подключенным к источнику питания, полупроводниковым УФ-светодиодом, кванты света которого в диапазоне длин волн УФ-излучения 2300-3000

, инициируют импульсный фотолиз озона из озонсодержащей воздушной смеси, образованной в первой реакционной камере, с получением высокоактивных форм кислорода, при этом на выходном торце второй реакционной камеры установлен комбинированный фильтр, включающий в себя пластинчатый фильтр из металла пористо-ячеистой структуры, сопряженный с дезактиватором остаточного озона в виде пористой капсулы-фильтра, заполненной капиллярно-пористым углеродным материалом, при этом устройство снабжено прозрачным лицевым щитком, связанным с упруго-деформируемым держателем, расположенным на носовом зажиме полумаски, также устройство снабжено прокладкой, неразъемно связанной с полумаской по контуру полосы обтюрации, при этом устройство снабжено сменными дискообразными упруго-эластичными шайбами, являющимися заглушками нерегулируемых клапанов вдох-выдох лепесткового типа.

4. Устройство по п. 1, или 2, или 3, в котором прокладка и дискообразные упруго-эластичные шайбы выполнены из вспененного силикона.

Images