WO2001045837A1 - Trockenabsorptionsverfahren von co2 in narkosegeräten - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for absorbing carbon dioxide in the breathing air in anesthesia devices, the use of lithium hydroxide and / or lithium peroxide in this method and an anesthetic breathing device in which the method is used.
  • halogenated anesthetics e.g. Halotane, enflurane, isoflurane, desflurane and sevoflurane to avoid undesirable side reactions of the narcotics with the carbon dioxide absorbent (soda lime), which is dangerous for the patient
  • soda lime which is free of sodium and potassium hydroxide and consists predominantly of alkaline earth metal hydroxide, preferably calcium hydroxide. It is also proposed to add lithium hydroxide as an auxiliary. Exact quantities are not specified in DE 19740736 A1. Furthermore, it is described that it is advisable to regularly check the moisture of the soda lime and to ensure that the soda lime contains water.
  • WO 98/23370 specifies a carbon dioxide absorber for use in anesthesia which contains at least one pharmaceutically acceptable hydroxide which is essentially free of sodium and / or
  • Is potassium hydroxide and which contains a humectant in an amount effective for carbon dioxide absorption.
  • Calcium hydroxide is described as the preferred hydroxide.
  • the respiratory limes described When using the respiratory limes described, it is provided that they should have a certain water or moisture content, which is set before the absorber is put into operation and monitored during absorber operation.
  • the reaction of water with the soda lime can disadvantageously lead to undesirable temperature increases.
  • the CO 2 - Absorbent capacity of the soda lime with increasing water content because, among other things, the pore structure of the soda lime is destroyed by too much water and the surface of the soda lime is thereby disadvantageously reduced.
  • the components of the soda lime are often hygroscopic, and if the water content is too high, the soda lime is converted into a mush-like state and is therefore unusable. Experts also speak of a "drowning" of the soda lime.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a method for ' absorbing carbon dioxide from the breathing air in anesthesia machines which, under the chosen process conditions, avoids undesirable side reactions with halogenated anesthetics, no excessive temperature increase by reaction of has additionally supplied water with the soda lime and does not allow premature exhaustion of the CO 2 absorption capacity of the soda lime by additionally supplied water.
  • soda lime that is essentially free of sodium and potassium hydroxide it is essentially free is of water that is free of a humectant and that contains at least 20% anhydrous lithium hydroxide and / or lithium peroxide, no addition of water is necessary.
  • the term "essentially free of” is to be understood here so that the substances mentioned can be present as impurities in the soda lime, but not as ingredients.
  • Anhydrous lithium hydroxide is a lithium hydroxide largely freed from crystal water, ie lithium hydroxide which contains water in an amount of less than 2% as an impurity.
  • the additive or alternatively used lithium peroxide can have a residual water content of less than 1% as an impurity.
  • the contamination of the soda lime with sodium and potassium hydroxide is less than 2%.
  • ingredients can be alkaline earth metal hydroxides (also absorb CO 2 ), for example Ca (OH) 2 , used as coarse powder or as granules, and / or inert auxiliaries (fillers) such as silica gel.
  • alkaline earth metal hydroxides also absorb CO 2
  • Ca (OH) 2 used as coarse powder or as granules
  • inert auxiliaries such as silica gel.
  • the absorption process is simplified, because the adjustment and monitoring of the water content of the absorbent can be dispensed with without causing harmful side reactions.
  • the soda lime preferably contains at least 50%, particularly preferably 80%, anhydrous lithium hydroxide and / or lithium peroxide. Most preferably, the soda lime contains only anhydrous lithium hydroxide and / or lithium peroxide as the carbon dioxide absorbent.
  • the lithium hydroxide is preferably used in granulated or pelletized form wherein the granulate d o a mean particle diameter 5 mm from 1 to 15 and have the tablets a diameter and a height of 1 to 15 mm.
  • the moisture contained in the breathing air can be condensed out in the middle of a cold trap before passing through the absorber.
  • the temperature of the soda lime should not exceed 90 ° C, preferably 80 ° C. If necessary, this can be ensured by attaching cooling plates to the absorber container that contains the soda lime.
  • the process according to the invention is particularly suitable for the anesthetic gas levoflurane and all other conventional halogenated inhalation anesthetics, such as, for example, halotane, enflurane, isoflurane and desflurane.
  • halogenated inhalation anesthetics such as, for example, halotane, enflurane, isoflurane and desflurane.
  • non-compliance with the required moisture conditions could lead to undesirable and dangerous reactions (eg formation of CO) between sevoflurane or the other commonly used halogenated inhalation anesthetics and the soda lime. These reactions do not occur in the process according to the invention described here.
  • An anesthetic breathing apparatus (an example of the circle in an anesthetic breathing apparatus is given in FIG. 1) contains a carbon dioxide absorber which contains a soda lime which is essentially free of sodium and potassium hydroxide, which is essentially free of water which is free of a humectant and contains at least 20% anhydrous lithium hydroxide and / or lithium peroxide, further ingredients being alkaline earth metal hydroxides and / or inert auxiliaries.
  • Preferred embodiments of the anesthetic breathing apparatus contain a water-free soda lime, as was given in the description of the preferred embodiments of the method according to the invention.
  • Exhaustion of the soda lime used can be determined, for example, by measuring the CO 2 partial pressure in the gas circuit of the anesthetic machine.
  • Another way of determining the exhaustion of the soda lime used is to place a separate vessel with a pH-dependent indicator downstream of the carbon dioxide absorber.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Absorption von Kohlendioxid in der Atemluft in Narkosegeräten, bei dem ein Atemkalk eingesetzt wird, der im wesentlichen frei ist von Natrium- und Kaliumhydroxid, im wesentlichen frei ist von Wasser, frei ist von einem Feuchthaltemittel und mindestens 20 % wassefreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält, wobei weitere Inhaltsstoffe Erdalkalihydroxide und/oder inerte Hilfsstoffe sein können. Beschrieben werden weiterhin die Verwendung von Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid in dem erfindungsgemässen Verfahren und ein Narkoseatemgerät, bei dem das erfindungsgemässe Verfahren zur Anwendung kommt.

Description

Trockenabsorptionsverfahren von CO2 in Narkosegeräten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption von Kohlendioxid der Atemluft in Narkosegeräten, die Verwendung von Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid in diesem Verfahren und ein Narkoseatemgerät, bei dem das Verfahren zur Anwendung kommt.
Um beim Einsatz von halogenierten Narkotika, wie z.B. Halotan, Enfluran, Isofluran, Desfluran und Sevofluran unerwünschte und für den Patienten gefährlichen Nebenreaktionen der Narkotika mit dem Kohlendioxidabsorptionsmittel (Atemkalk) zu vermeiden, wird in der DE 19740736 A1 vorgeschlagen, einen Atemkalk zu verwenden, der frei ist von Natrium- und Kaliumhydroxid und der überwiegend aus Erdalka- lihydroxid, bevorzugt Caiciumhydroxid, besteht. Ferner wird vorgeschlagen, Lithiumhydroxid als Hilfsstoff zuzusetzen. Genaue Einsatzmengen werden in der DE 19740736 A1 nicht angegeben. Weiterhin wird beschrieben, daß es zweckmäßig sei, die Feuchtigkeit des Atemkalks regelmäßig zu überprüfen und einen Wassergehalt des Atemkalks sicherzustellen.
In der WO 98/23370 wird ein Kohlendioxid-Absorber für den Gebrauch in der Anästhesie angegeben, der mindestens ein pharmazeutisch akzeptables Hydroxid enthält, welches im wesentlichen frei von Natrium- und/oder
Kaliumhydroxid ist, und der ein Feuchthaltemittel in einer Menge, die für die Kohlen- dioxidabsorption effektiv ist, enthält. Als bevorzugtes Hydroxid wird Caiciumhydroxid beschrieben.
Beim Einsatz der beschriebenen Atemkalke ist vorgesehen, daß diese einen gewissen Wasser- oder Feuchtigkeitsgehalt haben sollen, der vor Inbetriebnahme des Absorbers eingestellt und während des Absorber-Betriebes überwacht wird. Durch die Reaktion von Wasser mit dem Atemkalk kann es aber in nachteiliger Weise zu unerwünschten Temperaturerhöhungen kommen. Weiterhin sinkt die CO2- Aufnahmekapazität des Atemkalks mit zunehmendem Wassergehalt, weil u.a. die Porenstruktur des Atemkalks durch zu viel Wasser zerstört wird und dadurch die Oberfläche des Atemkalks in nachteiliger Weise verringert wird. Oftmals sind die Bestandteile des Atemkalks hygroskopisch, und durch einen zu hohen Wassergehalt wird der Atemkalk in einen breiähnlichen Zustand überführt und damit unbrauchbar. Fachleute sprechen auch von einem "Absaufen" des Atemkalks.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Verfahren zur' Absorption von Kohlendioxid der Atemluft in Narkosegeräten zu schaffen, das unter den gewählten Verfahrensbedingungen un- erwünschte Nebenreaktionen mit halogenierten Narkotika vermeidet, keine übermäßige Temperaturerhöhung durch Reaktion von zusätzlich zugeführtem Wasser mit dem Atemkalk aufweist und keine vorzeitige Erschöpfung der CO2- Aufnahmekapazität des Atemkalks durch zusätzlich zugeführtes Wasser zuläßt.
Die Aufgabe wird durch ein in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 5 beschriebenes Verfahren gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 und 6 bis 13 bilden das erfindungsgemäße Verfahren weiter. Der Anspruch 14 gibt die Verwendung von Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid in dem erfindungsgemäßen Verfahren an. Die Ansprüche 15 bis 17 geben ein Narkoseatemgerät an, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt.
Entgegen der bisher veröffentlichten Lehrmeinung, eine gewisse Menge Wasser im Atemkalk sei u.a. zur Unterdrückung von unerwünschten Nebenreaktionen notwendig oder zumindest zweckmäßig, wurde überraschend gefunden, daß bei der Verwendung eines Atemkalks, der im wesentlichen frei ist von Natrium- und Kaliumhydroxid, der im wesentlichen frei ist von Wasser, der frei ist von einem Feuchthaltemittel und der mindestens 20 % wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält, ein Wasserzusatz nicht notwendig ist. Der Begriff "im wesentlichen frei von" ist hier so zu verstehen, daß die genannten Stoffe als Verunreinigungen im Atemkalk vorhanden sein können, nicht aber als Inhaltsstoffe zugegeben werden. Bei wasserfreiem Lithiumhydroxid handelt es sich um ein weitgehend von Kristal Iwasser befreites Lithiumhydroxid, d.h. um Lithium- hydroxid, das Wasser in einer Menge von kleiner 2 % als Verunreinigung enthält. Das additiv oder alternativ verwen-dete Lithiumperoxid kann als Verunreinigung einen Restwassergehalt von kleiner 1 % aufweisen. Die Verunreinigung des Atemkalks durch Natrium- und Kaliumhydroxid liegt bei kleiner 2 %.
Weitere Inhaltsstoffe können sein Erdalkalihydroxide (absorbieren ebenfalls CO2), z.B. Ca(OH)2, eingesetzt als grobes Pulver oder als Granulat, und/oder inerte Hilfsstoffe (Füllstoffe) wie z.B. Silicagel.
Durch die Verwendung des hier beschriebenen wasserfreien Atemkalks wird das Absorptionsverfahren vereinfacht, denn es kann auf die Einstellung und Überwachung des Wassergehaltes des Absorptionsmittels verzichtet werden, ohne daß schädliche Nebenreaktionen eintreten.
Bevorzugt enthält der Atemkalk mindestens 50 %, besonders bevorzugt 80 %, wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid. Am meisten bevorzugt enthält der Atemkalk als Kohlendioxidabsorptionsmittel ausschließlich wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid.
Das Lithiumhydroxid wird bevorzugt in granulierter oder tablettierter Form eingesetzt, wobei das Granulat einen mittleren Teilchendurchmesser d5o von 1 bis 15 mm und die Tabletten einen Durchmesser und eine Höhe von 1 bis 15 mm aufweisen.
Die in der Atemluft mitgeführte Feuchtigkeit kann vor Durchleiten durch den Absorber mitteis eine Kühlfalle auskondensiert werden. Die Temperatur des Atemkalks sollte 90 °C, bevorzugt 80 °C, nicht überschreiten. Nötigenfalls kann dies durch Anbringen von Kühlblechen an dem Absorberbehälter, der den Atemkalk enthält, sichergestellt werden.
Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren für das Narkosegas Se- vofluran sowie alle anderen gebräuchlichen halogenierten Inhalationsanästhetika, wie z.B. Halotan, Enfluran, Isofluran und Desfluran. Bei den bisher bekannten CO2- Absorptionsverfahren in Narkoseatemgeräten konnte es bei Nichteinhalten der geforderten Feuchtigkeitsbedingungen zu unerwünschten und gefährlichen Reaktionen (z.B. Bildung von CO) zwischen Sevofluran, bzw. den anderen gebräuchlichen halo- genierten Inhalationsanästhetika, und dem Atemkalk kommen. Bei dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren kommt es nicht zu diesen Reaktionen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ohne Gefahr des Eintretens von unerwünschten Nebenreaktionen möglich, auch im sogenannten "Iow-flow-Bereich" zu arbeiten, d.h., dem Gaskreislauf im Narkosegerät werden nur bis 1 ,5 Liter Frischluft pro Minute zugeführt. Dieses ist insbesondere beim Einsatz des Narkosegases Sevofluran vorteilhaft.
Ein erfindungsgemäßes Narkoseatemgerät (in der Zeichnung 1 ist ein Beispiel für das Kreisteil in einem Narkoseatemgerät angegeben) enthält einen Kohlendioxidabsorber, der einen Atemkalk enthält, der im wesentlichen frei ist von Natrium- und Ka- liumhydroxid, der im wesentlichen frei ist von Wasser, der frei ist von einem Feuchthaltemittel und der mindestens 20 % wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält, wobei weitere Inhaltsstoffe Erdalkalihydroxide und/oder inerte Hilfsstoffe sein können.
Bevorzugte Ausführungsformen des Narkoseatemgerätes enthalten einen wasser- freien Atemkalk, wie er in der Beschreibung der bevorzugten Ausführuπgsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben wurde. Eine Erschöpfung des verwendeten Atemkalks läßt sich z.B. über die Messung des CO2-Patialdruckes im Gaskreislauf des Narkosegerätes feststellen. Eine weitere Möglichkeit, die Erschöpfung des verwendeten Atemkalks festzustellen besteht darin, in Flußrichtung hinter dem Kohlendioxidabsorber ein separates Gefäß mit einem pH- abhängigen Indikator anzubringen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Absorption von Kohlendioxid in der Atemluft in Narkosegeräten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Atemkalk eingesetzt wird, der im wesentlichen frei ist von Natrium- und Kaliumhydroxid, im wesentlichen frei ist von Wasser, frei ist von einem Feuchthaltemittel und mindestens 20 % wasserfreies
Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält, wobei weitere Inhaltsstoffe Erdalkalihydroxide und/oder inerte Hilfsstoffe sein können.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Atemkalk mindestens 50 % wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemkalk mindestens 80 % wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemkalk als Kohlendioxidabsorptionsmittel ausschließlich wasserfreies Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid enthält.
5. Verfahren zur Absorption von Kohlendioxid der Atemluft in Narkosegeräten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Atemkalk eingesetzt wird, der im wesentlichen frei ist von Natrium- und Kaiiumhydroxid, im wesentlichen frei ist von Wasser, frei ist von einem Feuchthaltemittel und mindestens 20 % wasserfreies Lithiumhydroxid enthält, wobei weitere Inhaltsstoffe Erdalkalihydroxide und/oder inerte Hilfsstoffe sein können.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemkalk mindestens 50 % wasserfreies Lithiumhydroxid enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemkalk mindestens 80 % wasserfreies Lithiumhydroxid enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemkalk als Kohlendioxidabsorptionsmittel ausschließlich wasserfreies Lithiumhydroxid ent- hält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lithiumhydroxid in granulierter oder tablettierter Form vorliegt, wobei das Granulat einen mittleren Teilchendurchmesser d5o von 1 bis 15 mm und die Tabletten einen Durchmesser und eine Höhe von 1 bis 15 mm aufweisen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Atemluft mitgeführte Feuchtigkeit vor der Kohlendioxidabsorption kondensiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Atemkalks 90 °C nicht übersteigt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß als Narkosegas Sevofluran verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gaskreislauf bis 1 ,5 Liter Frischluft pro Minute zugeführt werden.
14. Verwendung von Lithiumhydroxid und/oder Lithiumperoxid in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13. Narkoseatemgerat, bei dem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Anwendung kommt
Narkoseatemgerat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung vor dem Kohlendioxidabsorber eine Kuhlfalle zur Kondensation von in der Atemluft befindlicher Feuchtigkeit angebracht ist
Narkoseatemgerat nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung hinter dem Kohleπdioxidabsorber ein separates Gefäß, das einen pH abhangigen Indikator enthalt, angebracht ist
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