WO2018050453A1 - Medical device having a surface with self-disinfecting property - Google Patents
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- WO2018050453A1 WO2018050453A1 PCT/EP2017/071955 EP2017071955W WO2018050453A1 WO 2018050453 A1 WO2018050453 A1 WO 2018050453A1 EP 2017071955 W EP2017071955 W EP 2017071955W WO 2018050453 A1 WO2018050453 A1 WO 2018050453A1
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Definitions
- the invention relates to a medical device having a surface with auto-disinfecting action.
- the invention further relates to a method of manufacturing the medical device.
- Certain surfaces in medical facilities are easily contaminated by their regular contact with patients (generally persons).
- patients generally persons.
- surfaces of patient beds, surfaces of large equipment such as computer tomographs (CT) or magnetic resonance tomographs are affected
- MRT magnetic resonance imaging
- MRI magnetic resonance imaging
- micro-organisms such as bacteria, fungi or viruses
- Such contaminations are known to present a risk of infection for the persons present in the affected medical facility.
- hospital germs such as multi-drug resistant bacteria such as MRSA (multi-resistant Staphylococcus aureus) and fungi are a widespread problem in medical facilities.
- MRSA multi-resistant Staphylococcus aureus
- fungi are a widespread problem in medical facilities.
- the affected medical facility also incurs substantial additional costs as a result of the infection. a significant economic loss.
- the object of the invention is to effectively reduce the risk of infection in medical facilities with comparatively simple means.
- This object is achieved by a medical device having the features of claim 1.
- the object is achieved by the features of claim 7.
- the medical device according to the invention comprises a potentially contaminable surface, ie a surface which, in its intended installation situation, could possibly come into contact with microbial contaminants.
- this surface is formed with a car disinfection effect.
- Autodesin Stammionsrial is the property of the surface referred to eliminate at least a portion of the microorganisms that come into contact with the surface, automatically, without an additional disinfection step must be performed. Erfindungsge- is measured to generate the car disinfecting effect in a first variant, the surface with a coating shipping ⁇ hen, the composite material containing essentially of graphene oxide or graphene oxide is one.
- the coating preferably has a thickness of few micrometers, at ⁇ play, about 15 microns.
- a component of the medical device comprising the surface is produced from a composite material containing graphene oxide.
- the body of the medical device is first produced correspondingly in a first variant of the method.
- the body of the medical device is made in particular of plastic, silicone, metal or an alloy.
- the potentially contaminable surface is provided with a coating consisting essentially of graphene oxide or a graphene oxide-containing composite material.
- a component of the medical device which comprises the potentially contaminable surface is produced from a graphoxide-containing composite material. The autodesin ⁇ Anlagenions Basil the surface is immanent the body of the medical device.
- graphene oxide refers to a substance which consists essentially of graphite oxide which is monomolecular
- Graphene has as radio ⁇ tional groups Epoxy (1, 2-ether) -, hydroxyl and carboxyl groups, and tertiary alcohols on. The production of
- Graphene oxide is also known to have a sheet resistivity in the range of 10 terrahms, so graphene oxide is considered to be an electrical insulator (see ZHAO, JINPING et al.: Efficient Preparation of Large Area Graphene Oxide Sheets for Transparent Conductive Films ", in: ACSNANO, 2010, Vol. 4, No. 9, pages 5245-5252; BECERRIL, HECTOR A. et al.:” Evaluation of Soluti- on-Processed Reduced Graphene Oxide Films as Transparent Conductors ", in: ACSNANO, 2008, Volume 2, No. 3, pages 463-
- graphene oxide is advantageously as compatible for magnetic resonance imaging (MRI).
- graphene oxide interacts only to a comparatively small extent with X-ray radiation, so that a graphene oxide-containing material is also advantageously suitable for use in X-ray machines, for example computer tomographs (CT).
- CT computer tomographs
- the graphene oxide is included to enhance its adhesion properties Silicon (Si) or silicon monoxide (SiO) doped.
- Si Silicon
- SiO silicon monoxide
- the OF INVENTION ⁇ dung is not limited to the use of silicon or silicon monoxide, the doping can be carried out properties kari ⁇ ell with another substance with similar chemical egg.
- the doping causes the binding forces between a ⁇ individual Graphenoxidlagen compared to the otherwise predominant Van-der-Waals forces are increased, whereby Si is cherhog that the graphene without wei ⁇ teres of a further Graphenoxidlage from (potentially contaminatable) surface or can be replaced by a matrix material contained in the composite material.
- the medical device is designed as a cover, as a cover or as a coating of a medical device, wherein the me ⁇ medical device in turn in particular
- an imaging device in particular an MRI or CT device, and / or an associated component, as a furnishing of a medical room, as a wall, floor or ceiling panel of a medical room, and / or
- the medical device as a medical instrument is removable ⁇ det, for example, as an endoscope, or as a chirurgi ⁇ policy tool such as a scalpel, a clip, a pin, etc.
- the medical device is designed as a pad, especially for single use, for a patient bed.
- the support comprises tuen a first layer of a hydrophobic and liquid ⁇ keits Whyn fabric, which is connected in area with a second layer of a liquid-receiving substance, wherein the liquid-receiving layer is in turn provided with a coating containing graphene oxide.
- the graphenoxidoxidigeige coating is applied by means of an aerosol printer (in the aerosol jet method) or by means of an inkjet printer (inkj et method) on the upper ⁇ surface of the device.
- a first aerosol is generated from a matrix material (present as liquid), a second aerosol stream being produced from a suspension containing graphene oxide.
- the two aerosol streams are applied together on the surface of the medical device.
- the joint application can take place both at the same time, in particular by mixing the two aerosol streams before the application, as well as alternately, so that matrix material and graphene oxide are applied quasi-layer by layer.
- the matrix material is a silicone
- insbesonde re ⁇ a silicone elastomer is preferably used.
- Graphene oxide is suspended in a ⁇ simplest case, in water.
- graphene oxide is suspended in a volatile organic solvent or solvent mixture such as propanol and / or terpineol to produce the graphene oxide-containing suspension.
- the coating is applied by other methods, for example by means of rollers.
- the invention further relates to a graphene oxide-containing composite material suitable for use in a medical zine device is used according to the above description.
- the composite material (also referred to as a composite material) comprises graphene oxide which is embedded as a filler in a matrix material, wherein the matrix material is in particular a resin, preferably a synthetic resin, or a metal or an alloy the invention is graphene oxide as a particulate (nanoscale) filler before. in an alternate embodiment, matrix material and graphene are arranged in alternating layers.
- the composite material is extensive in the invention optionally for coating a potentially contaminatable surface or for preparing a potentially contaminatable surface construction ⁇ partly used.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a CT system including a CT apparatus with a graphenoxid ambiencen coating, as well as a patient couch on which a top sheet is placed with egg ⁇ ner graphenoxidentren coating,
- FIG. 2 shows a detail of the overlay cloth according to FIG. 1 in cross-section
- FIG 3 and FIG 4 each show a schematic illustration
- Aerosol printer where the two aerosol printers are used to produce the graphene oxide-containing coating.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a computed tomography system (CT system 1 for short) comprising a computed tomography device (CT device 2) and a patient table 3.
- CT system 1 computed tomography system
- CT device 2 computed tomography device
- the patient table 3 comprises a stationary foot 4, as well as a patient couch 5 longitudinally displaceable relative to the foot for supporting a patient to be examined (generally an examination subject).
- a support cloth 6 is arranged on the patient bed 5 .
- This overlay cloth 6 is designed as a disposable product, wherein a new overlay cloth 6 is placed on the patient couch 5 before each examination.
- the CT device 2 comprises a plastic housing 7, which is penetrated by a tunnel-like opening 8.
- the CT device 2 is used in a conventional manner for generating sectional images of the patient on the patient couch 5 stored. Since the operation of the CT system 1 is not relevant to the invention, will not be discussed further here.
- the CT system 1 is located, for example, in a sub ⁇ examination room of a hospital. To counteract the always inherent in a hospital environment danger of taking place via device surfaces transmission of pathogens, various surfaces of the CT system 1 are realized with a Autodesin Stammionsrial.
- the outwardly facing surface 10 of the plastic housing 7 is completely provided with a coating 11 which contains graphene oxide.
- the support cloth 6 is also provided on its intended to the patient facing surface 15 with a coating 16 which contains graphene oxide.
- the construction of the support cloth 6 is in FIG 2 in cross-section ge ⁇ shows.
- the support cloth 6 comprises a first (intended to the patient bed 5 facing) layer 20 of a hydrophobic ⁇ ben, waterproof material, for example polyethylene.
- Egg- A second layer 21, which is adhesively bonded to the first layer 20 over a large area, for example by adhesive bonding is provided from a water-absorbing substance, for example cellulose or paper.
- the surface 15 of the second layer 21 is coated with the coating 16.
- the coating 16 - ie the functional layer - has a thickness of about 15 ym.
- the (the patient bed facing lower ⁇ side of the support cloth) is also provided analogous to the top with a coating.
- the manufacture of the plastic housing 7 according to a first embodiment is explained below.
- the individual housing parts side walls or a ge frontseiti- the tunnel comprehensive pivotable cover
- the respective upper ⁇ surface 10 is provided with the coating 11 containing graphene.
- the coating 11 is applied in alternating layers of a matrix material and graphene oxide.
- the aerosol printer 30 comprises according to FIG 3 in known manner a first sprayer 31, a second atomizer 32, and a print head 33, to which the two Zerstäu ⁇ about 31, 32 by means of two spray pipes 34, 35 via a Y -Weiche are coupled.
- Each atomiser 31, 32 each comprises ⁇ wells a compressed air connection 36 for the introduction of compressed air for pneumatic L aerosol generation.
- the print head 33 also includes a compressed air port 37 for introducing compressed air L as a focusing gas ("sheath gas").
- a first component A of the Mat ⁇ rixmaterials is held, while in the second atomizer 32, a second component B of the matrix material is kept.
- a matrix material for example, the commercially available two-component silicone elastomer Elastosil P.
- Both components A, B lie ⁇ gen in liquid form.
- the two atomizers 31, 32 are heated to increase the viscosity of the two components.
- the aerosol printer 40 according to FIG. 4 is constructed essentially analogously to the aerosol printer 30 described above, but comprises only a single atomizer 41, which is coupled to a print head 44 via an aerosol line 42.
- the atomizer 41 is designed here as an ultrasonic atomizer, and correspondingly comprises an ultrasound generator 45 for generating aerosol.
- the compressed air L connected to the atomizer 40 via a compressed air connection 46 serves in the present case as a transport gas.
- the suspension C consists of a mixture of propanol and terpinol in a mixing ratio of about 90:10, in which graphene oxide is suspended at a concentration of at most about 12% by mass.
- the production of graphene oxide takes place according to the so-called "liquid phase exfoliation process".
- suspension C the commercially available aqueous suspension of graphene oxide with product number 794341 from Sigma-Aldrich is optionally used ("Graphene oxide - 15-20 sheets, 4-10% edge-oxidized, 1 mg / ml, dispersion in H 2 O").
- the components A, B are pneumatically aerosolized to aerosols A 'and B' and mixed in the print head 33, wherein the two components A and B harden when the aerosol streams A ', B' hit the surface 10 to form the matrix material ,
- the graphene oxide is doped with silicon as described above, peeling of individual graphene oxide layers is surely prevented by, for example, an adhesive tape.
- the peeling of graphene layers through an adhesive strip is known as "micromechanical cleavage” or “mechanical exfoliation” method or as “scotch tape method”.
- the plastic housing 7 is made directly from a graphenoxid--containing composite material in an alternative embodiment of the CT apparatus 2, that is, the Kunststoffge ⁇ housing 7 is not subsequently coated in this case with the graphical phenoxid practisen coating.
- a synthetic resin with particulate graphene oxide is mixed as a filler and the plastic housing 7 or its individual parts, such as side walls and covers, made of composite material, for example, in the injection molding ⁇ method.
- the plastic housing 7 or its individual parts and the support cloth 6 are different embodiments of the medical device according to the invention.
- approximately form the medical device is formed by a cover, a casing or a cover for one of the following components: a patient table, a wall stand, a control console at a Pati ⁇ ducks lie, a CT or MRI machine, a Switch, a human-machine interface, a button, a Bodenele ⁇ ment, a contrast agent device, a display or Moni ⁇ tor, a storage aid, a coil device for an MRI device, a wall paneling, a C-arm device , and its associated components (such as trolley, cable), an X-ray tube and its associated components (such as tripod, control console), a PET, SPECT, PETMR and their associated compo ⁇ nents, an input device (touchpad) for controlling a me ⁇ Medical device, an irradiation device of Strahlenthera ⁇ pie and afterloading (brachy therapy).
- a cover for one of the following components: a patient table, a wall stand, a control console at a Pati
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Abstract
In order to reduce the risk of infection in medical establishments, the surface (10, 15) of a medical device (6, 7) having a surface (10, 15) that runs the risk of being contaminated is provided with a self-disinfecting property. For this purpose, the surface (10, 15) is provided with a coating (11, 16) that substantially consists of graphene oxide or a graphene oxide-containing composite material, or a component of the medical device (7) comprising the surface (10) is manufactured from a graphene oxide-containing composite material.
Description
Beschreibung description
Medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche mit Autodesin¬ fektionswirkung Medical device with a surface with autodesin ¬ fektionswirkung
Die Erfindung bezieht sich auf eine medizinische Vorrichtung mit einer Oberfläche mit Autodesinfektionswirkung. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung der medizinischen Vorrichtung. The invention relates to a medical device having a surface with auto-disinfecting action. The invention further relates to a method of manufacturing the medical device.
Bestimmte Oberflächen in medizinischen Einrichtungen, wie beispielsweise Krankenhäusern oder Arztpraxen, sind durch deren regelmäßigen Kontakt mit Patienten (allgemein Personen) leicht kontaminierbar. Betroffen sind beispielweise Oberflä- chen von Patientenliegen, Oberflächen von Großgeräten wie Computertomographen (CT) oder Magnetresonanztomographen Certain surfaces in medical facilities, such as hospitals or medical practices, are easily contaminated by their regular contact with patients (generally persons). For example, surfaces of patient beds, surfaces of large equipment such as computer tomographs (CT) or magnetic resonance tomographs are affected
(MRT) , aber auch Oberflächen von Kleingeräten wie Spuleneinrichtungen für ein MRT oder Steuergeräte. Als Kontamination ist dabei im Folgenden eine Verunreinigung durch Mikroorga- nismen, wie beispielsweise Bakterien, Pilze oder Viren be¬ zeichnet . (MRT), but also surfaces of small devices such as coil devices for an MRI or control devices. As contamination here is below contamination by micro-organisms such as bacteria, fungi or viruses be ¬ records.
Erkanntermaßen stellen derartige Kontaminationen ein Infektionsrisiko für die in der betroffenen medizinischen Einrich- tung anwesenden Personen dar. Insbesondere sogenannte Krankenhauskeime, wie multiresistente Keime, beispielsweise MRSA (Multi-resistenter Staphylococcus aureus) , sowie Pilze sind ein weitverbreitetes Problem in medizinischen Einrichtungen. Neben den gesundheitlichen Folgen für die von einer Infektion betroffene Person entstehen zudem für die betroffene medizinische Einrichtung infolge des Infektionsfalls erhebliche Zu- satzkosten, d.h. ein erheblicher wirtschaftlicher Schaden. Such contaminations are known to present a risk of infection for the persons present in the affected medical facility. In particular, so-called hospital germs such as multi-drug resistant bacteria such as MRSA (multi-resistant Staphylococcus aureus) and fungi are a widespread problem in medical facilities. In addition to the health consequences for the person affected by an infection, the affected medical facility also incurs substantial additional costs as a result of the infection. a significant economic loss.
Um eine Verschleppung von Mikroorganismen durch eine Kontakt- Übertragung zu vermeiden, werden insbesondere Oberflächen, die in unmittelbaren Kontakt mit einem Patienten kommen, regelmäßig desinfiziert.
Großgeräte werden dabei üblicherweise chemisch desinfiziert, indem ein beispielsweise alkoholhaltiges oder tensidhaltiges Desinfektionsmittel auf die Oberfläche aufgesprüht und an¬ schließend aufgewischt wird. Die Oberflächen von wiederver- wendbaren invasiven medizinischen Instrumenten, wie beispielsweise Endoskopen, werden herkömmlicherweise thermisch durch DampfSterilisation desinfiziert. In order to avoid carryover of microorganisms by a contact transmission, especially surfaces that come into direct contact with a patient are regularly disinfected. Large equipment is usually chemically disinfected by a spray, for example, alcoholic or surfactant-containing disinfectant is sprayed onto the surface and wiped on closing ¬ . The surfaces of reusable invasive medical instruments, such as endoscopes, are conventionally thermally disinfected by steam sterilization.
Weiterhin wird eine Oberflächenbeschichtung mit einer Titandioxidkeramik in Kombination mit einer UV-Bestrahlung zur Desinfektion von Oberflächen vorgeschlagen (KLIEMANN, JANOLIVER et al . : "Titandioxidkeramiken gegen Bakterien - antibakterielle Oberflächen durch Photokatalyse", in: Keramische Zeitschrift 01/2011, Nr. 63, Seiten 31-34) . Furthermore, a surface coating with a titanium dioxide ceramic in combination with a UV irradiation for the disinfection of surfaces is proposed (KLIEMANN, JANOLIVER et al.: "Titanium dioxide ceramics against bacteria - antibacterial surfaces by photocatalysis", in: Ceramic Journal 01/2011, No. 63, Pages 31-34).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit vergleichsweise einfachen Mitteln das Infektionsrisiko in medizinischen Einrichtungen effektiv zu reduzieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine medizinische Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung der medizinischen Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsfor¬ men und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. The object of the invention is to effectively reduce the risk of infection in medical facilities with comparatively simple means. This object is achieved by a medical device having the features of claim 1. Regarding a method for producing the medical device, the object is achieved by the features of claim 7. Advantageous and in part inventive Ausführungsfor ¬ men and further developments of the invention set forth in the subclaims and the description below.
Die erfindungsgemäße medizinische Vorrichtung umfasst eine potentiell kontaminierbare Oberfläche, d.h. eine Oberfläche, die in ihrer bestimmungsgemäßen Einbausituation möglicher- weise in Kontakt mit mikrobiellen Verunreinigungen kommen könnte. Um eine Übertragung von Kontaminationen über diese Oberfläche zu unterbinden, oder zumindest weitgehend zu mini¬ mieren, ist diese Oberfläche mit einer Autodesinfektionswirkung ausgebildet. Als Autodesinfektionswirkung ist dabei die Eigenschaft der Oberfläche bezeichnet, zumindest einen Teil der Mikroorganismen, die mit der Oberfläche in Kontakt kommen, selbsttätig zu eliminieren, ohne dass ein zusätzlicher Desinfektionsschritt durchgeführt werden muss. Erfindungsge-
maß ist zur Erzeugung der Autodesinfektionswirkung in einer ersten Variante die Oberfläche mit einer Beschichtung verse¬ hen, die im Wesentlichen aus Graphenoxid oder einem Graphenoxid enthaltenden Verbundwerkstoff besteht. Die Beschichtung weist vorzugsweise eine Stärke von wenigen Mikrometern, bei¬ spielsweise etwa 15 Mikrometern auf. In einer zweiten Erfindungsvariante ist ein die Oberfläche umfassendes Bauteil der medizinischen Vorrichtung aus einem Graphenoxid enthaltenden Verbundwerkstoff gefertigt. The medical device according to the invention comprises a potentially contaminable surface, ie a surface which, in its intended installation situation, could possibly come into contact with microbial contaminants. In order to prevent a transfer of contaminants over that surface, or at least largely to mini ¬ mieren, this surface is formed with a car disinfection effect. Autodesinfektionswirkung is the property of the surface referred to eliminate at least a portion of the microorganisms that come into contact with the surface, automatically, without an additional disinfection step must be performed. Erfindungsge- is measured to generate the car disinfecting effect in a first variant, the surface with a coating shipping ¬ hen, the composite material containing essentially of graphene oxide or graphene oxide is one. The coating preferably has a thickness of few micrometers, at ¬ play, about 15 microns. In a second variant of the invention, a component of the medical device comprising the surface is produced from a composite material containing graphene oxide.
Im Zuge des Verfahrens zur Herstellung der medizinischen Vorrichtung wird entsprechend in einer ersten Verfahrensvariante zunächst der Körper der medizinischen Vorrichtung hergestellt. Der Körper der medizinischen Vorrichtung wird insbe- sondere aus Kunststoff, Silikon, Metall oder einer Legierung hergestellt. Anschließend wird die potentiell kontaminierbare Oberfläche mit einer Beschichtung versehen, die im Wesentlichen aus Graphenoxid oder einem Graphenoxid enthaltenden Verbundwerkstoff besteht. In einer zweiten Verfahrensvariante wird ein Bauteil der medizinischen Vorrichtung, welches die potentiell kontaminierbare Oberfläche umfasst, aus einem gra- phenoxidhaltigen Verbundwerkstoff hergestellt. Die Autodesin¬ fektionswirkung der Oberfläche ist dabei dem Körper der medizinischen Vorrichtung immanent. In the course of the method for the production of the medical device, the body of the medical device is first produced correspondingly in a first variant of the method. The body of the medical device is made in particular of plastic, silicone, metal or an alloy. Subsequently, the potentially contaminable surface is provided with a coating consisting essentially of graphene oxide or a graphene oxide-containing composite material. In a second variant of the method, a component of the medical device which comprises the potentially contaminable surface is produced from a graphoxide-containing composite material. The autodesin ¬ fektionswirkung the surface is immanent the body of the medical device.
Mit „Graphenoxid" ist im Folgenden ein Stoff bezeichnet, der im Wesentlichen aus Graphitoxid, das in monomolekularen In the following, "graphene oxide" refers to a substance which consists essentially of graphite oxide which is monomolecular
Schichtdicken vorliegt, besteht. Graphenoxid weist als funk¬ tionelle Gruppen Epoxy (1, 2-Ether) -, Hydroxyl- und Carboxyl- Gruppen, sowie tertiäre Alkohole auf. Die Herstellung vonLayer thickness is present. Graphene has as radio ¬ tional groups Epoxy (1, 2-ether) -, hydroxyl and carboxyl groups, and tertiary alcohols on. The production of
Graphenoxid ist prinzipiell bekannt und erfolgt beispielswei¬ se nach einer modifizierten, ursprünglich von Hummers Graphene is known in principle and carried beispielswei ¬ se according to a modified, originally from Hummers
(HUMMERS, WILLIAM S. et al . : "Preparation of Graphitic Oxi¬ de", in: J. Am. Chem. Soc, 20. März 1958, Band 80, Nr. 60, Seite 1339) vorgeschlagenen Methode aus Lamellengraphit Proposed method of flake graphite (: "Preparation of Graphitic Oxi ¬ de" in... J. Am Chem Soc, March 20, 1958 Volume 80, No. 60, page 1339 HUMMER, WILLIAM S. et al.)
(engl, „flake graphite") (DREYER, DANIEL R. et al . : "The chemistry of graphene oxide", in: Chem. Soc. Rev. , 2010, Band 39, Nr. 1, Seiten 228-240) . Ein Protokoll zur Herstellung von
Graphenoxid findet sich in REI ELSHÖFER, SEBASTIAN et al . , „Stacked Dielectric Elastomer Actuators", Conference Paper SPIE, März 2016. Kommerziell erhältlich ist Graphenoxid bei¬ spielsweise bei Sigma-Aldrich unter der Produktnummer 794341 als wässrige Suspension. (engl., "flake graphite") (DREYER, DANIEL R. et al .: "The chemistry of graphene oxides", in: Chem. Soc. Rev., 2010, Vol. 39, No. 1, pages 228-240). A protocol for the production of Graphene oxide is found in REI ELSHÖFER, SEBASTIAN et al. "Stacked Dielectric Elastomer Actuators", SPIE Conference Paper, March 2016. Commercially available graphene oxide at ¬ play, at Sigma-Aldrich product number 794341 as an aqueous suspension.
In Laborversuchen konnte für mehrere Bakterienstämme und Pil¬ ze exemplarisch gezeigt werden, dass Graphenoxid für diese eine biozide Wirkung entfaltet. Dabei zeigt es sich insbeson¬ dere als vorteilhaft, dass Graphenoxid vergleichsweise ein- fach und kostengünstig herzustellen ist. In laboratory experiments, it was shown exemplary for several bacterial strains and Pil ¬ ze that graphene develops a biocidal effect for this. It shows insbeson ¬ particular be advantageous that is graphene relatively simply and inexpensive to manufacture.
Erkanntermaßen weist Graphenoxid zudem einen elektrischen Flächenwiderstand auf, der in einem Bereich von 10 Terra-Ohm liegt, so dass Graphenoxid als elektrischer Isolator zu be- trachten ist (siehe ZHAO, JINPING et al . : "Efficient Prepara- tion of Large-Area Graphene Oxide Sheets for Transparent Conductive Films", in: ACSNANO, 2010, Band 4, Nr. 9, Seiten 5245-5252; BECERRIL, HECTOR A. et al . : "Evaluation of Soluti- on-Processed Reduced Graphene Oxide Films as Transparent Conductors", in: ACSNANO, 2008, Band 2, Nr. 3, Seiten 463-Graphene oxide is also known to have a sheet resistivity in the range of 10 terrahms, so graphene oxide is considered to be an electrical insulator (see ZHAO, JINPING et al.: Efficient Preparation of Large Area Graphene Oxide Sheets for Transparent Conductive Films ", in: ACSNANO, 2010, Vol. 4, No. 9, pages 5245-5252; BECERRIL, HECTOR A. et al.:" Evaluation of Soluti- on-Processed Reduced Graphene Oxide Films as Transparent Conductors ", in: ACSNANO, 2008, Volume 2, No. 3, pages 463-
470) . Hierdurch zeichnet sich Graphenoxid vorteilhaft als für die Magnetresonanztomographie (MRT) kompatibel aus. 470). As a result, graphene oxide is advantageously as compatible for magnetic resonance imaging (MRI).
Graphenoxid tritt zudem nur in vergleichsweise geringem Maße mit Röntgenstrahlung in Wechselwirkung, so dass ein graphen- oxidhaltiges Material außerdem vorteilhaft für die Verwendung bei Röntgengeräten, beispielsweise Computertomographen (CT) , geeignet ist. Vorteilhafterweise wird somit mit der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung auf vergleichsweise einfache Weise eine Möglichkeit geschaffen, das Infektionsrisiko in medizinischen Einrichtungen zu minimieren, wobei die erfindungsgemäß ausgeführte Vor¬ richtung vorteilhafterweise dennoch zur Verwendung bei MRT und CT geeignet ist. In addition, graphene oxide interacts only to a comparatively small extent with X-ray radiation, so that a graphene oxide-containing material is also advantageously suitable for use in X-ray machines, for example computer tomographs (CT). Advantageously, therefore, the inventive Before ¬ direction created in a comparatively simple manner, a way to minimize the risk of infections in medical facilities, with the invention executed before ¬ direction advantageously is nevertheless suitable for use in MRI and CT.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Graphenoxid zur Verstärkung seiner Adhäsionseigenschaften mit
Silizium (Si) oder Siliziummonoxid (SiO) dotiert. Die Erfin¬ dung ist dabei jedoch nicht auf die Verwendung von Silizium oder Siliziummonoxid beschränkt, die Dotierung kann prinzipi¬ ell auch mit einem anderen Stoff mit ähnlichen chemischen Ei- genschaften erfolgen. In a particularly preferred embodiment, the graphene oxide is included to enhance its adhesion properties Silicon (Si) or silicon monoxide (SiO) doped. However, the OF INVENTION ¬ dung is not limited to the use of silicon or silicon monoxide, the doping can be carried out properties prinzipi ¬ ell with another substance with similar chemical egg.
Die Dotierung bewirkt, dass die Bindungskräfte zwischen ein¬ zelnen Graphenoxidlagen im Vergleich zu den ansonsten vorherrschenden Van-der-Waals-Kräften erhöht sind, wodurch si- chergestellt wird, dass sich das Graphenoxid nicht ohne wei¬ teres von einer weiteren Graphenoxidlage, von der (potentiell kontaminierbaren) Oberfläche oder von einem in dem Verbundwerkstoff enthaltenen Matrixmaterial ablösen lässt. In bevorzugter Ausführungsform ist die medizinische Vorrichtung als eine Abdeckung, als eine Verkleidung oder als ein Überzug eines medizinischen Geräts ausgebildet, wobei das me¬ dizinische Gerät seinerseits insbesondere The doping causes the binding forces between a ¬ individual Graphenoxidlagen compared to the otherwise predominant Van-der-Waals forces are increased, whereby Si is chergestellt that the graphene without wei ¬ teres of a further Graphenoxidlage from (potentially contaminatable) surface or can be replaced by a matrix material contained in the composite material. In a preferred embodiment, the medical device is designed as a cover, as a cover or as a coating of a medical device, wherein the me ¬ medical device in turn in particular
als eine Patientenliege und/oder eine zugehörige Kompo- nente, as a patient couch and / or an associated component,
als eine bildgebende Einrichtung, insbesondere ein MRT- oder CT-Gerät, und/oder eine zugehörige Komponente, als ein Einrichtungsgegenstand eines medizinischen Raums, als eine Wand-, Boden- oder Deckenverkleidung eines medizinischen Raums, und/oder as an imaging device, in particular an MRI or CT device, and / or an associated component, as a furnishing of a medical room, as a wall, floor or ceiling panel of a medical room, and / or
als ein Eingabe-, Anzeige- oder Steuergerät as an input, display or control device
ausgebildet ist. is trained.
In einer alternativen Ausführungsform ist die medizinische Vorrichtung als ein medizinisches Instrument - insbesondere als ein wiederverwendbares, invasives Instrument - ausgebil¬ det, beispielsweise als ein Endoskop oder als ein chirurgi¬ sches Instrument, wie ein Skalpell, eine Klammer, eine Nadel etc . In particular, as a reusable, invasive instrument - - In an alternative embodiment, the medical device as a medical instrument is ausgebil ¬ det, for example, as an endoscope, or as a chirurgi ¬ policy tool such as a scalpel, a clip, a pin, etc.
Wiederum alternativ ist die medizinische Vorrichtung als ein Auflagetuch, insbesondere zur Einmalverwendung, für eine Patientenliege ausgebildet. Vorzugsweise umfasst das Auflage-
tuen eine erste Schicht aus einem hydrophoben und flüssig¬ keitsdichten Stoff, die flächig mit einer zweiten Schicht aus einem flüssigkeitsaufnehmenden Stoff verbunden ist, wobei die flüssigkeitsaufnehmende Schicht wiederum mit einer Beschich- tung enthaltend Graphenoxid versehen ist. Again alternatively, the medical device is designed as a pad, especially for single use, for a patient bed. Preferably, the support comprises tuen a first layer of a hydrophobic and liquid ¬ keitsdichten fabric, which is connected in area with a second layer of a liquid-receiving substance, wherein the liquid-receiving layer is in turn provided with a coating containing graphene oxide.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird die graphenoxidhaltige Beschichtung mittels eines Aerosol-Druckers (im Aerosol-Jet-Verfahren) oder mittels ei- nes Tintenstrahl-Druckers (im Inkj et-Verfahren) auf die Ober¬ fläche der Vorrichtung aufgetragen. In a preferred embodiment of the production method, the graphenoxidoxidigeige coating is applied by means of an aerosol printer (in the aerosol jet method) or by means of an inkjet printer (inkj et method) on the upper ¬ surface of the device.
Dabei wird in einer Verfahrensvariante ein erster Aerosolst¬ rom aus einem (als Flüssigkeit vorliegenden) Matrixmaterial erzeugt, wobei ein zweiter Aerosolstrom aus einer Graphenoxid enthaltenden Suspension erzeugt wird. Zur Herstellung einer graphenoxidhaltigen Beschichtung werden die beiden Aerosolströme gemeinsam auf die Oberfläche der medizinischen Vorrichtung aufgetragen. Der gemeinsame Auftrag kann dabei sowohl zeitgleich erfolgen, insbesondere indem die beiden Aerosolströme vor dem Auftrag gemischt werden, als auch alternierend, so dass Matrixmaterial und Graphenoxid quasi schichtweise aufgetragen werden. Als Matrixmaterial wird vorzugsweise ein Silikon, insbesonde¬ re ein Silikonelastomer verwendet. Graphenoxid wird im ein¬ fachsten Fall in Wasser suspendiert. In einer alternativen Ausführungsform wird Graphenoxid in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch, wie bei- spielsweise Propanol und/oder Terpineol suspendiert, um die Graphenoxid enthaltende Suspension herzustellen. In this case, in a variant of the method, a first aerosol is generated from a matrix material (present as liquid), a second aerosol stream being produced from a suspension containing graphene oxide. To produce a graphenoxidoxidhaltigen coating, the two aerosol streams are applied together on the surface of the medical device. The joint application can take place both at the same time, in particular by mixing the two aerosol streams before the application, as well as alternately, so that matrix material and graphene oxide are applied quasi-layer by layer. As the matrix material is a silicone, insbesonde re ¬ a silicone elastomer is preferably used. Graphene oxide is suspended in a ¬ simplest case, in water. In an alternative embodiment, graphene oxide is suspended in a volatile organic solvent or solvent mixture such as propanol and / or terpineol to produce the graphene oxide-containing suspension.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass die Beschichtung durch andere Verfahren aufgetragen wird, bei- spielsweise mittels Walzen (Rollen) . In the context of the invention, however, it is also possible that the coating is applied by other methods, for example by means of rollers.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen graphenoxidhaltigen Verbundwerkstoff, der zur Verwendung bei einer medi-
zinischen Vorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung eingesetzt wird. Der Verbundwerkstoff (auch als Kompositwerkstoff (engl, composite (material) bezeichnet) umfasst Graphenoxid, welches als Füllstoff in ein Matrixmaterial eingebettet ist, wobei das Matrixmaterial insbesondere ein Harz, vorzugsweise ein Kunstharz, oder ein Metall bzw. eine Legierung ist. In einer Ausführungsform der Erfindung liegt Graphenoxid als partikulärer (nanoskaliger) Füllstoff vor. In einer alternativen Ausführungsform sind Matrixmaterial und Graphenoxid in alternierenden Lagen angeordnet. Der Verbundwerkstoff wird im Rahmen der Erfindung wahlweise zur Beschichtung einer potentiell kontaminierbaren Oberfläche oder zur Herstellung eines die potentiell kontaminierbare Oberfläche umfassenden Bau¬ teils verwendet. The invention further relates to a graphene oxide-containing composite material suitable for use in a medical zine device is used according to the above description. The composite material (also referred to as a composite material) comprises graphene oxide which is embedded as a filler in a matrix material, wherein the matrix material is in particular a resin, preferably a synthetic resin, or a metal or an alloy the invention is graphene oxide as a particulate (nanoscale) filler before. in an alternate embodiment, matrix material and graphene are arranged in alternating layers. the composite material is extensive in the invention optionally for coating a potentially contaminatable surface or for preparing a potentially contaminatable surface construction ¬ partly used.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
FIG 1 in schematischer Darstellung ein CT-System, umfassend ein CT-Gerät mit einer graphen- oxidhaltigen Beschichtung, sowie eine Patientenliege, auf der ein Auflagetuch mit ei¬ ner graphenoxidhaltigen Beschichtung aufgelegt ist, 1 shows a schematic representation of a CT system including a CT apparatus with a graphenoxidhaltigen coating, as well as a patient couch on which a top sheet is placed with egg ¬ ner graphenoxidhaltigen coating,
FIG 2 in einer Einzeldarstellung das Auflagetuch gemäß FIG 1 im Querschnitt, und 2 shows a detail of the overlay cloth according to FIG. 1 in cross-section, and FIG
FIG 3 und FIG 4 in schematischer Darstellung jeweils einen 3 and FIG 4 each show a schematic illustration
Aerosol-Drucker, wobei die beiden Aerosol- Drucker zur Herstellung der graphenoxidhaltigen Beschichtung verwendet werden. Aerosol printer, where the two aerosol printers are used to produce the graphene oxide-containing coating.
Einander entsprechende Teile und Stoffe sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Computertomographie-System (kurz CT-System 1), welches ein Computertomographie-Gerät (CT-Gerät 2) und einen Patiententisch 3 umfasst. Der Patiententisch 3 umfasst einen ortsfesten Fuß 4, sowie eine gegenüber dem Fuß längsverschiebbare Patientenliege 5 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten (allgemein eines Untersuchungsobjekts) . Auf der Patientenliege 5 ist ein Auflagetuch 6 angeordnet. Dieses Auflagetuch 6 ist als Ein- wegprodukt konzipiert, wobei vor jeder Untersuchung ein neues Auflagetuch 6 auf die Patientenliege 5 aufgelegt wird. Corresponding parts and materials are always provided in all figures with the same reference numerals. FIG. 1 shows a schematic representation of a computed tomography system (CT system 1 for short) comprising a computed tomography device (CT device 2) and a patient table 3. The patient table 3 comprises a stationary foot 4, as well as a patient couch 5 longitudinally displaceable relative to the foot for supporting a patient to be examined (generally an examination subject). On the patient bed 5 a support cloth 6 is arranged. This overlay cloth 6 is designed as a disposable product, wherein a new overlay cloth 6 is placed on the patient couch 5 before each examination.
Das CT-Gerät 2 umfasst ein Kunststoffgehäuse 7, welches von einer tunnelartigen Öffnung 8 durchdrungen ist. Das CT-Gerät 2 dient in herkömmlicher Weise zur Erzeugung von Schnittbildern des auf der Patientenliege 5 gelagerten Patienten. Da die Funktionsweise des CT-Systems 1 nicht erfindungsrelevant ist, wird hier nicht weiter darauf eingegangen. Das CT-System 1 befindet sich beispielsweise in einem Unter¬ suchungszimmer eines Krankenhauses. Um der in einer Krankenhausumgebung stets innewohnenden Gefahr einer über Geräte- Oberflächen stattfindenden Übertragung von Krankheitserregern entgegenzuwirken, sind verschiedene Oberflächen des CT- Systems 1 mit einer Autodesinfektionswirkung realisiert. The CT device 2 comprises a plastic housing 7, which is penetrated by a tunnel-like opening 8. The CT device 2 is used in a conventional manner for generating sectional images of the patient on the patient couch 5 stored. Since the operation of the CT system 1 is not relevant to the invention, will not be discussed further here. The CT system 1 is located, for example, in a sub ¬ examination room of a hospital. To counteract the always inherent in a hospital environment danger of taking place via device surfaces transmission of pathogens, various surfaces of the CT system 1 are realized with a Autodesinfektionswirkung.
Hierzu ist beispielsweise die nach außen weisende Oberfläche 10 des Kunststoffgehäuses 7 vollständig mit einer Beschich- tung 11 versehen, die Graphenoxid enthält. For this purpose, for example, the outwardly facing surface 10 of the plastic housing 7 is completely provided with a coating 11 which contains graphene oxide.
Weiterhin ist das Auflagetuch 6 an seiner bestimmungsgemäß dem Patienten zugewandten Oberfläche 15 ebenfalls mit einer Beschichtung 16 versehen, die Graphenoxid enthält. Der Aufbau des Auflagetuchs 6 ist in FIG 2 im Querschnitt ge¬ zeigt. Das Auflagetuch 6 umfasst eine erste (bestimmungsgemäß der Patientenliege 5 zugewandte) Lage 20 aus einem hydropho¬ ben, wasserdichten Stoff, beispielsweise aus Polyethylen. Ei-
ne mit der ersten Lage 20 großflächig verbundene, beispiels¬ weise verklebte, zweite (bestimmungsgemäß dem Patienten zuge¬ wandte) Lage 21 ist aus einem wasser-resorbierenden Stoff, beispielsweise Zellulose oder Papier hergestellt. Die Ober- fläche 15 der zweiten Lage 21 ist mit der Beschichtung 16 überzogen. Die Beschichtung 16 - d.h. die funktionale Schicht - weist eine Stärke von etwa 15 ym auf. Prinzipiell ist es auch denkbar, dass die (der Patientenliege zugewandte Unter¬ seite des Auflagetuchs ) analog zur Oberseite ebenfalls mit einer Beschichtung versehen ist. Furthermore, the support cloth 6 is also provided on its intended to the patient facing surface 15 with a coating 16 which contains graphene oxide. The construction of the support cloth 6 is in FIG 2 in cross-section ge ¬ shows. The support cloth 6 comprises a first (intended to the patient bed 5 facing) layer 20 of a hydrophobic ¬ ben, waterproof material, for example polyethylene. Egg- A second layer 21, which is adhesively bonded to the first layer 20 over a large area, for example by adhesive bonding , is provided from a water-absorbing substance, for example cellulose or paper. The surface 15 of the second layer 21 is coated with the coating 16. The coating 16 - ie the functional layer - has a thickness of about 15 ym. In principle, it is also conceivable that the (the patient bed facing lower ¬ side of the support cloth) is also provided analogous to the top with a coating.
Im Folgenden wird die Herstellung des Kunststoffgehäuses 7 gemäß einer ersten Ausführungsform erläutert. Zunächst werden die einzelnen Gehäuseteile (Seitenwände bzw. eine frontseiti- ge den Tunnel umfassende verschwenkbare Abdeckung) in an sich herkömmlicher Weise als Kunststoff-Formteile im Spritzguss¬ verfahren hergestellt. Anschließend wird die jeweilige Ober¬ fläche 10 mit der Beschichtung 11, die Graphenoxid enthält, versehen . The manufacture of the plastic housing 7 according to a first embodiment is explained below. First, the individual housing parts (side walls or a ge frontseiti- the tunnel comprehensive pivotable cover) in a conventional way in itself produced as molded plastic parts in injection molding ¬ process. Subsequently, the respective upper ¬ surface 10 is provided with the coating 11 containing graphene.
Die Beschichtung 11 wird in alternierenden Lagen von einem Matrixmaterial und Graphenoxid aufgetragen. Hierzu wird mit¬ tels eines in FIG 3 grob schematisch dargestellten Aerosol- Druckers 30 das Matrixmaterial aufgetragen, während das Gra- phenoxid mittels eines in FIG 4 ebenfalls grob schematisch dargestellten zweiten Aerosol-Druckers 40 aufgetragen wird. The coating 11 is applied in alternating layers of a matrix material and graphene oxide. For this purpose, 3 very schematically shown aerosol printer 30 applied with ¬ means of a in FIG said matrix material, while the graphite is applied by a phenoxide in FIG 4 second aerosol printer 40 also roughly schematically illustrated.
Der Aerosol-Drucker 30 umfasst gemäß FIG 3 in an sich bekannter Weise einen ersten Zerstäuber 31, einen zweiten Zerstäu- ber 32, sowie einen Druckkopf 33, an den die beiden Zerstäu¬ ber 31, 32 mittels zweier Aerosolleitungen 34, 35 über eine Y-Weiche gekoppelt sind. Jeder Zerstäuber 31, 32 umfasst je¬ weils einen Druckluftanschluss 36 zur Einleitung von Druckluft L zur pneumatischen Aerosolerzeugung. Der Druckkopf 33 umfasst ebenfalls einen Druckluftanschluss 37, zur Einleitung von Druckluft L als Fokussiergas („Sheathgas" ) .
Im ersten Zerstäuber 31 ist eine erste Komponente A des Mat¬ rixmaterials vorgehalten, während in dem zweiten Zerstäuber 32 eine zweite Komponente B des Matrixmaterials vorgehalten ist. Als Matrixmaterial ist beispielsweise das kommerziell erhältliche zweikomponentige Silikonelastomer Elastosil PThe aerosol printer 30 comprises according to FIG 3 in known manner a first sprayer 31, a second atomizer 32, and a print head 33, to which the two Zerstäu ¬ about 31, 32 by means of two spray pipes 34, 35 via a Y -Weiche are coupled. Each atomiser 31, 32 each comprises ¬ weils a compressed air connection 36 for the introduction of compressed air for pneumatic L aerosol generation. The print head 33 also includes a compressed air port 37 for introducing compressed air L as a focusing gas ("sheath gas"). In the first atomizer 31, a first component A of the Mat ¬ rixmaterials is held, while in the second atomizer 32, a second component B of the matrix material is kept. As a matrix material, for example, the commercially available two-component silicone elastomer Elastosil P.
7670 der Firma Wacker eingesetzt. Beide Komponenten A, B lie¬ gen in flüssiger Form vor. Optional sind die beiden Zerstäuber 31, 32 zur Viskositätserhöhung der beiden Komponenten beheizt. 7670 used by the company Wacker. Both components A, B lie ¬ gen in liquid form. Optionally, the two atomizers 31, 32 are heated to increase the viscosity of the two components.
Der Aerosol-Drucker 40 gemäß FIG 4 ist im Wesentlichen analog zu dem vorstehend beschriebenen Aerosol-Drucker 30 aufgebaut, umfasst jedoch lediglich einen einzigen Zerstäuber 41, der über eine Aerosolleitung 42 an einen Druckkopf 44 gekoppelt ist. Der Zerstäuber 41 ist hier als Ultraschall-Zerstäuber ausgebildet, und umfasst entsprechend zur Aerosolerzeugung einen Ultraschallerzeuger 45. Die über einen Druckluftan- schluss 46 an den Zerstäuber 40 angeschlossene Druckluft L dient im vorliegenden Fall als Transportgas. The aerosol printer 40 according to FIG. 4 is constructed essentially analogously to the aerosol printer 30 described above, but comprises only a single atomizer 41, which is coupled to a print head 44 via an aerosol line 42. The atomizer 41 is designed here as an ultrasonic atomizer, and correspondingly comprises an ultrasound generator 45 for generating aerosol. The compressed air L connected to the atomizer 40 via a compressed air connection 46 serves in the present case as a transport gas.
In dem Zerstäuber 41 ist eine Suspension C vorgehalten. Die Suspension C besteht aus einem Gemisch aus Propanol und Ter- pineol in einem Mischungsverhältnis von etwa 90:10, in dem Graphenoxid mit einer Konzentration von maximal etwa 12 Mas- sen% suspendiert ist. Die Herstellung von Graphenoxid erfolgt nach dem sogenannten „Liquid Phase Exfoliation Verfahren". In the atomizer 41 a suspension C is held. The suspension C consists of a mixture of propanol and terpinol in a mixing ratio of about 90:10, in which graphene oxide is suspended at a concentration of at most about 12% by mass. The production of graphene oxide takes place according to the so-called "liquid phase exfoliation process".
Optional wird als Suspension C die kommerziell erhältliche wässrige Suspension von Graphenoxid mit der Produktnummer 794341 der Firma Sigma-Aldrich verwendet („Graphene oxide - 15-20 sheets, 4-10% edge-oxidized, 1 mg/mL, dispersion in H20") . As suspension C, the commercially available aqueous suspension of graphene oxide with product number 794341 from Sigma-Aldrich is optionally used ("Graphene oxide - 15-20 sheets, 4-10% edge-oxidized, 1 mg / ml, dispersion in H 2 O"). ,
Im Zuge des Beschichtungsvorgangs wird auf die Oberfläche 10 alternierend jeweils mit Hilfe des ersten Aerosol-Druckers 30 eine Lage des Matrixmaterials sowie mit Hilfe des zweiten Ae¬ rosol-Druckers 40 eine Lage Graphenoxid aufgetragen.
Zum Auftrag des Matrixmaterials werden die Komponenten A, B pneumatisch zu Aerosolen A' bzw. B' vernebelt und im Druckkopf 33 gemischt, wobei die beiden Komponenten A und B beim Auftreffen der Aerosolströme A', B' auf die Oberfläche 10 zu dem Matrixmaterial aushärten. In the course of the coating process is alternately applied to the surface 10 in each case with the aid of the first aerosol printer 30 a layer of the matrix material and with the aid of the second Ae ¬ rosol printer 40 has a layer of graphene. To apply the matrix material, the components A, B are pneumatically aerosolized to aerosols A 'and B' and mixed in the print head 33, wherein the two components A and B harden when the aerosol streams A ', B' hit the surface 10 to form the matrix material ,
Zum Auftragen der Graphenoxidschicht wird analog die Suspen¬ sion C mittels Ultraschall zu einem Aerosol C' vernebelt, wo¬ bei der in dem Aerosolstrom C' enthaltene Flüssigkeitsanteil beim Auftreffen auf die Oberfläche 10 verdampft, so dass sich eine Graphenoxidschicht abscheidet. Der Einsatz von Ultra¬ schall in dem Zerstäuber 41 hat den Nebeneffekt, dass sich in dem Zerstäuber 41 eine stabile Suspension ausbildet, so dass ein Absetzten der Graphenoxid-Partikel vermieden wird. For applying the analog Graphenoxidschicht the Suspen ¬ sion C ', where aerosolized ¬ wherein in the aerosol stream C' is by means of ultrasound to form an aerosol C contained liquid fraction is evaporated onto the surface 10 on impact, so that a Graphenoxidschicht deposited. The use of ultra ¬ sound in the atomizer 41 has the side effect that forms a stable suspension in the nebulizer 41, so that a discontinuation of the graphene oxide particles is avoided.
Konkrete Parameter des Druckvorgangs, wie beispielsweise ein¬ gestellte Druckluftströme, können Reiteishöfer S. et al . , „Stacked Dielectric Elastomer Actuators", Conference Paper SPIE, März 2016 entnommen werden. Concrete parameters of the printing process, such as a ¬ Asked compressed air streams can Reiteishöfer S. et al. , "Stacked Dielectric Elastomer Actuators", Conference Paper SPIE, March 2016.
Da das Graphenoxid wie vorstehend beschrieben mit Silizium dotiert ist, wird das Ablösen einzelner Graphenoxidschichten beispielsweise durch einen Klebestreifen sicher verhindert. Das Ablösen von Graphenschichten durch einen Klebestreifen ist als „Micromechanical Cleavage" oder „Mechanical Exfolia- tion"-Verfahren oder als „Scotch-Tape-Verfahren" bekannt. Since the graphene oxide is doped with silicon as described above, peeling of individual graphene oxide layers is surely prevented by, for example, an adhesive tape. The peeling of graphene layers through an adhesive strip is known as "micromechanical cleavage" or "mechanical exfoliation" method or as "scotch tape method".
Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei¬ spiel ist in einer alternativen Ausführungsform des CT-Geräts 2 das Kunststoffgehäuse 7 unmittelbar aus einem graphenoxid- haltigen Verbundwerkstoff gefertigt, d.h. das Kunststoffge¬ häuse 7 wird in diesem Fall nicht nachträglich mit der gra- phenoxidhaltigen Beschichtung beschichtet. Zur Herstellung des Kunststoffgehäuses 7 wird ein Kunstharz mit partikulärem Graphenoxid als Füllstoff gemischt und das Kunststoffgehäuse 7 bzw. dessen Einzelteile, wie Seitenwände und Abdeckungen, aus dem Verbundwerkstoff wiederum beispielsweise im Spritz¬ gussverfahren hergestellt.
Das Kunststoffgehäuse 7 bzw. dessen Einzelteile sowie das Auflagetuch 6 sind unterschiedliche Ausführungen der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung. In weiteren Ausfüh- rungsformen der Erfindung ist die medizinische Vorrichtung gebildet durch eine Abdeckung, eine Verkleidung oder einen Überzug für eine der folgenden Komponenten: Eine Patientenliege, ein Rasterwandgerät, eine Steuerkonsole an einer Pati¬ entenliege, ein CT- oder MRT-Gerät, einen Schalter, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, einen Taster, ein Bodenele¬ ment, ein Kontrastmittel-Gerät, ein Anzeigegerät bzw. Moni¬ tor, eine Lagerungshilfe, eine Spuleneinrichtung für ein MRT- Gerät, eine Wandverkleidung, ein C-Bogen-Gerät , sowie dessen zugeordnete Komponenten (wie Trolley, Kabel) , eine Röntgen- röhre und deren zugeordnete Komponenten (wie Stativ, Bedienkonsole) , ein PET, SPECT, PETMR und deren zugeordnete Kompo¬ nenten, ein Eingabegerät (Touchpad) zur Ansteuerung eines me¬ dizinischen Geräts, ein Bestrahlungsgerät der Strahlenthera¬ pie sowie des Afterloadings (Brachy Therapie) . Alternatively to the above described Ausführungsbei ¬ play the plastic housing 7 is made directly from a graphenoxid--containing composite material in an alternative embodiment of the CT apparatus 2, that is, the Kunststoffge ¬ housing 7 is not subsequently coated in this case with the graphical phenoxidhaltigen coating. For the production of the plastic housing 7, a synthetic resin with particulate graphene oxide is mixed as a filler and the plastic housing 7 or its individual parts, such as side walls and covers, made of composite material, for example, in the injection molding ¬ method. The plastic housing 7 or its individual parts and the support cloth 6 are different embodiments of the medical device according to the invention. In another execution of the invention, approximately form the medical device is formed by a cover, a casing or a cover for one of the following components: a patient table, a wall stand, a control console at a Pati ¬ ducks lie, a CT or MRI machine, a Switch, a human-machine interface, a button, a Bodenele ¬ ment, a contrast agent device, a display or Moni ¬ tor, a storage aid, a coil device for an MRI device, a wall paneling, a C-arm device , and its associated components (such as trolley, cable), an X-ray tube and its associated components (such as tripod, control console), a PET, SPECT, PETMR and their associated compo ¬ nents, an input device (touchpad) for controlling a me ¬ Medical device, an irradiation device of Strahlenthera ¬ pie and afterloading (brachy therapy).
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend be¬ schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
The subject matter of the invention is not limited to the exemplary embodiments described above. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description.
Claims
1. Medizinische Vorrichtung (6, 7) mit einer potentiell kon¬ taminierbaren Oberfläche (10, 15), 1. Medical device (6, 7) with a potentially kon ¬ taminierbaren surface (10, 15),
wobei zur Erzeugung einer Autodesinfektionswirkung der Oberfläche (10, 15), wherein to produce an autodisinfecting effect of the surface (10, 15),
die Oberfläche (10, 15) mit einer Beschichtung (11, 16) versehen ist, die im Wesentlichen aus Graphenoxid oder einem Graphenoxid enthaltenden Verbundmaterial besteht, oder the surface (10, 15) is provided with a coating (11, 16) consisting essentially of graphene oxide or a graphene oxide-containing composite material, or
ein die Oberfläche (10) umfassendes Bauteil der medizini¬ schen Vorrichtung (7) aus einem Graphenoxid enthaltenden Verbundmaterial gefertigt ist. is made a surface (10) of the complete component Medical Intern ¬ rule device (7) consists of a graphene oxide comprising composite material.
2. Medizinische Vorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1, 2. Medical device (6, 7) according to claim 1,
wobei das Graphenoxid zur Verstärkung seiner Adhäsionseigenschaften mit Silizium (Si) oder Siliziummonoxid (SiO) dotiert ist . wherein the graphene oxide is doped with silicon (Si) or silicon monoxide (SiO) to enhance its adhesion properties.
3. Medizinische Vorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1 oder 2, welche als eine Abdeckung, als eine Verkleidung oder als ein Überzug eines medizinischen Geräts (2) ausgebildet ist, wobei das medizinische Gerät insbesondere 3. Medical device (6, 7) according to claim 1 or 2, which is formed as a cover, as a cover or as a coating of a medical device (2), wherein the medical device in particular
als ein Patiententisch (3) und/oder eine zugehörige Kom- ponente, as a patient table (3) and / or an associated component,
als eine bildgebende Einrichtung, insbesondere ein MRT- oder CT-Gerät (2), und/oder eine zugehörige Komponente, als ein Einrichtungsgegenstand eines medizinischen Raums, als eine Wand-, Boden- oder Deckenverkleidung eines medi- zinischen Raums, und/oder as an imaging device, in particular an MRT or CT device (2), and / or an associated component, as a device of a medical room, as a wall, floor or ceiling panel of a medical room, and / or
als ein Eingabe-, ein Anzeige- oder ein Steuergerät ausgebildet ist. is designed as an input, a display or a control device.
4. Medizinische Vorrichtung (6, 7) nach Anspruch 1 oder 2, welche als ein medizinisches Instrument ausgebildet ist. 4. Medical device (6, 7) according to claim 1 or 2, which is designed as a medical instrument.
5. Medizinische Vorrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2,
welche als ein Auflagetuch (6) für eine Patientenliege (5) ausgebildet ist. 5. Medical device (6) according to claim 1 or 2, which is designed as a support cloth (6) for a patient bed (5).
6. Medizinische Vorrichtung (6) nach Anspruch 5, 6. Medical device (6) according to claim 5,
wobei das Auflagetuch (6) eine erste Schicht (20) aus einem hydrophoben und flüssigkeitsdichten Stoff umfasst, die flächig mit einer zweiten Schicht (21) aus einem flüssigkeits- aufnehmenden Stoff verbunden ist, und wobei die flüssigkeits- aufnehmende Schicht (21) mit einer Beschichtung (16) enthal- tend Graphenoxid versehen ist. wherein the overlay cloth (6) comprises a first layer (20) of a hydrophobic and liquid-tight material which is connected in a planar manner to a second layer (21) of a liquid-absorbing material, and wherein the liquid-receiving layer (21) is provided with a Coating (16) containing graphene oxide is provided.
7. Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung (6, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. A method for producing a medical device (6, 7) according to one of claims 1 to 6,
wobei zur Erzeugung einer Autodesinfektionswirkung einer po- tentiell kontaminierbaren Oberfläche (10,15) der medizinischen Vorrichtung (6, 7) wherein a potentially contaminable surface (10, 15) of the medical device (6, 7) is generated to produce an autodisinfecting effect.
die Oberfläche (10, 15) mit einer Beschichtung (11, 16) versehen wird, die im Wesentlichen aus Graphenoxid oder einem Graphenoxid enthaltenden Verbundmaterial besteht, oder the surface (10, 15) is provided with a coating (11, 16) consisting essentially of graphene oxide or a graphene oxide-containing composite material, or
ein die Oberfläche (10) umfassendes Bauteil der medizini¬ schen Vorrichtung (7) aus einem Graphenoxid enthaltenden Verbundmaterial gefertigt wird. a surface (10) of the complete component Medical Intern ¬ rule device (7) consists of a graphene oxide comprising composite material is manufactured.
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
wobei das Graphenoxid zur Verstärkung seiner Adhäsionseigenschaften mit Silizium (Si) oder Siliziummonoxid (SiO) dotiert wird . wherein the graphene oxide is doped with silicon (Si) or silicon monoxide (SiO) to enhance its adhesion properties.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, 9. The method according to claim 7 or 8,
wobei die Beschichtung (11, 16) mittels eines Aerosol- Druckers (30, 40) oder eines Tintenstrahldruckers auf die Oberfläche (11, 16) aufgetragen wird. wherein the coating (11, 16) is applied to the surface (11, 16) by means of an aerosol printer (30, 40) or an ink jet printer.
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
wobei ein erster Aerosolstrom (Α', Β') aus einem Matrixmate rial (A, B) erzeugt wird,
wobei ein zweiter Aerosolstrom (C ) aus einer Graphenoxid enthaltenden Suspension (C) erzeugt wird, und wherein a first aerosol stream (Α ', Β') is produced from a matrix material (A, B), wherein a second aerosol stream (C) is produced from a graphene oxide-containing suspension (C), and
wobei die beiden Aerosolströme (Α', B ' ; C') zur Erzeugung ei¬ ner graphenoxidhaltigen Beschichtung (11, 16) gemeinsam auf die Oberfläche (10, 15) der medizinischen Vorrichtung (6, 7) aufgetragen werden. wherein the two aerosol streams (Α ', B'; C ') for generating ei ¬ ner graphenoxidhaltigen coating (11, 16) together on the surface (10, 15) of the medical device (6, 7) are applied.
11. Graphenoxidhaltiger Verbundwerkstoff zur Verwendung bei einer medizinischen Vorrichtung (6, 7) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, A graphene oxide-containing composite material for use in a medical device (6, 7) according to any one of claims 1 to 6,
wobei Graphenoxid als Füllstoff in eine Matrix eingebettet ist, und wherein graphene oxide is embedded as a filler in a matrix, and
wobei die Matrix insbesondere ein Harz, vorzugsweise ein Kunstharz, oder ein Metall bzw. eine Legierung ist. wherein the matrix is in particular a resin, preferably a synthetic resin, or a metal or an alloy.
12. Graphenoxidhaltiger Verbundwerkstoff nach Anspruch 11, wobei das Graphenoxid zur Verstärkung seiner Adhäsionseigenschaften mit Silizium (Si) oder Siliziummonoxid (SiO) dotiert ist .
12. Graphenoxidhaltiger composite material according to claim 11, wherein the graphene oxide is doped to enhance its adhesion properties with silicon (Si) or silicon monoxide (SiO).
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