一氧化氮(NO)积聚装置的制作方法

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一氧化氮(NO)积聚装置的制作方法

本文描述的实施例涉及用于将气态NO积聚在液体中的NO积聚装置。进一步的实施例涉及包括NO积聚装置和气态NO供应或气态NO供应装置的NO溶液生产装置。其它实施例涉及包括NO溶液生产装置和用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置的NO浴。进一步的实施例涉及用于将NO积聚在液体中的方法,以及该NO积聚装置在各种疾病的治疗和用于消毒物品中的应用。



背景技术:

循环系统障碍和(慢性)伤口的治疗在日常医院生活中是一项艰巨的挑战。除了药物和伤口敷料的保守疗法以外,其它疗法可以通过刺激皮肤来缓解各种疼痛,缓解如瘙痒的皮肤刺激和/或为皮肤提供水分。

鉴于上述情况,需要进一步的改进。



技术实现要素:

根据一个实施例,提供了一种NO积聚装置,该NO积聚装置用于将气态NO积聚,即溶解在液体中。

根据一个实施例,用于将NO积聚在液体中的NO积聚装置包括:容器,限定用于容纳液体的空腔,用于将液体馈送到容器中的入口,以及用于将液体从容器输送到浴单元的出口;NO气体溶解单元,用于将气态NO溶解在液体中以产生含NO的液体,其中该NO气体溶解单元布置在容器中和/或形成容器的一部分;以及NO气体端口,与NO气体溶解单元流体连通,其中NO气体端口适于与NO气体供应耦合,特别是用于可释放地耦合。

根据一个实施例,NO积聚装置还包括用于将NO到容器120内的液体105的流入与该含NO的液体的移除去耦合的部件(所谓的“NO去耦合部件”),使得当NO流入容器120的液体105时,含NO的液体的移除被抑制,并且当含NO的液体从容器120移除时,NO流入也被抑制。

根据一个优选实施例,该NO积聚装置的该去耦合部件机械地,电气地或电子地耦合以允许NO流入和液体移除的去耦合,并且优选地是关闭设备。

机械的去耦合可以通过由致动器耦合的闸阀来提供,使得该第一闸阀的关闭运动转换成相应地打开的第二闸阀。

可以通过以上述方式调节NO去耦合部件的电连接、无线电通信或电子处理单元来提供电气的或电子的耦合。

在另一个实施例中,去耦合部件可以通过建立NO气体的所需压力以便流入该容器的泵和/或通过将含NO的液体排出容器105的泵来提供。

根据本发明的另一个实施例,该关闭设备选自阀、快门阀、关闭挡板和旋塞阀。

根据一个实施例,NO溶液生产装置包括NO积聚装置和耦合到该NO积聚装置的NO气体端口的加压的NO气体供应。

根据一个实施例,NO浴装置包括NO积聚装置或NO溶液生产装置,以及浴单元,用于容纳含NO的液体并且用于将哺乳动物或诸如患者的人的一个或多个身体部位或物品浸入所述含NO的液体中。

根据一个实施例,NO浴装置用于治疗身体状况。

根据一个实施例,一种用于将气态NO积聚在液体中的方法,包括提供容器;将液体馈送到容器中;将加压的NO气体馈送到包含在容器中的液体中,其中容器内的压力可选地是保持在高于环境压力的压力处,以将NO积聚在液体中;以及将NO积聚的液体馈送到浴单元。

在从属权利要求、说明书和附图中描述了本发明的其它实施例、方面、优点和特征。

附图说明

附图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在说明本发明的原理上。而且,在附图中,相似的附图标记表示对应的部分。在附图中:

图1示出了根据本文描述的实施例的NO积聚装置的立体示意图。

图2A至2E示出了NO气体头的各种实施例。

图3示出了根据本文描述的实施例的NO积聚装置的立体示意图。

图4示出了根据本文描述的实施例的NO溶液生产装置的立体示意图。

图5示出了根据本文描述的实施例的NO溶液生产装置的立体示意图。

图6示出了根据本文描述的实施例的NO浴装置的立体示意图。

图7示出了根据本文描述的实施例的NO浴装置的立体示意图。

图8示出了根据本文描述的实施例的NO溶液生产装置的立体示意图,该NO溶液生产装置用于输送用于治疗身体状况的NO富集的水。

图9示出了根据本文描述的实施例的包括用于将NO流入与液体移除去耦合的部件和设置在容器105的底部处的NO气体头740的NO浴装置的立体示意图。

图10示出了根据本文描述的实施例的包括用于将NO流入与液体移除去耦合的部件和也用于主要NO供应的NO气体头140的NO浴装置的立体示意图。

图11示出了根据本文描述的实施例的包括用于将NO流入与液体移除去耦合的部件的NO浴装置的立体示意图,该装置具有流体耦合到NO气体头740的两个NO收集单元153和700。

图12示出了根据本文描述的实施例的包括用于将NO气体供应到液体的一组中空纤维的NO浴装置的立体示意图。

图13示出了根据本文描述的实施例的包括作为搅拌设备的桨式混合器900的NO浴装置的立体示意图。

图14示出了根据本文描述的实施例的包括用于过滤从NO气体收集单元移除的NO气体的过滤设备950的NO浴装置的立体示意图。

具体实施方式

现在将详细参考各个实施例,附图中示出了其一个或多个示例。在附图的以下描述中,相同的附图标记指的是相同或相似的部件。在本公开中,仅描述了关于各个实施例的差异。每个示例都是以解释的方式提供,并且不意味着限制。此外,作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用在其他实施例上或与其他实施例结合使用,以产生又一个实施例。意图是描述包括这样的修改和变化。

根据一个实施例,可以将诸如一氧化氮(NO)的治疗剂加入浴中以为受试者提供进一步的治疗益处。在哺乳动物中,NO是参与许多生理和病理过程的重要的细胞信号分子。已知NO具有几种有益效果,包括促进血管舒张、具有抗微生物活性、减轻炎症和参与伤口愈合过程。在后者中,已知NO通过刺激血管内皮生长因子(VEGF)促进血管生成而起重要作用并且增加成纤维细胞胶原合成。

图1示出了根据一个实施例的用于将NO积聚在液体中的NO积聚装置100。该NO积聚装置100包括限定用于容纳液体105的空腔的容器120。更具体地说,容器120可以由限定和封装空腔以形成密闭的罐的壁部分形成。例如,容器120可以具有限定圆柱形形状的一个圆周侧壁或多个圆周侧壁以及封闭圆柱形容器120的顶壁和底壁。

容器120可以适于被加压并且承受高于环境压力的给定的工作压力。例如,容器120的壁部分和容器120的形状可以适于承受高于环境压力至少100KPa(1巴),具体地至少200KPa,并且更具体地至少300KPa。用于操作NO积聚装置100的典型压力范围可以在150KPa和500KPa之间,特别是在150KPa和300KPa之间。容器120也可以适于承受甚至更高的压力,例如800KPa或甚至1MPa。为容器120设置耐压壁部分能够允许包含在容器120中的液体经受给定的压力,这有利于在给定的温度下气态NO的溶解。

液体105可以例如,是诸如水的水溶液。在以下实施例中,水被用作液体。然而,实施例不限于水。也可以使用能够溶解NO的其它液体,例如缓冲水溶液、包含盐和/或其它组分的水溶液以及生理溶液。

容器120还包括用于将水(即液体)馈送到容器120中的入口150和用于将水从容器120输送到将在下面进一步描述的浴单元的出口151。根据一个实施例,入口150适于与诸如水箱(液体箱)的液体供应或诸如水管或水软管的管或软管耦合。NO积聚装置100因此可以用作通流系统,其中基本上未溶解NO的淡水馈送到入口150并且NO积聚的或富集的水从出口151抽取到浴单元或任何其它罐或器皿,在其中储存或使用含NO的水。

在另一个实施例中,入口150与浴单元、罐或器皿流体连通以提供循环流动系统,其中包含在浴单元、罐或器皿中的水馈送回到容器120中。水105因此在浴单元、罐或器皿和容器120之间循环。

在水105在浴单元、罐或器皿和容器120之间循环的情况下,NO积聚装置还包括循环部件170,该循环部件170可以是适用于泵送含水液体的任何类型的泵设备,例如任何种类的容积式泵。

根据本发明的优选实施例,通过使用具有自吸能力的容积式计量泵作为循环泵设备来实现含NO的液体的稳定循环。该容积式计量泵具有自吸能力,通过该自吸能力可以在初始操作中激活而不需要启动。此外,尽管NO富集的水在其浓度增加时倾向于产生气泡,但是该容积式计量泵即使在气泡富集的条件下也可以稳定地输送水。

这种容积式计量泵是非常有效的,特别是当预先记录容积式计量泵的循环流量、容器120中含水液体量的气体馈送压力、容器120中NO富集的液体内的NO气体的浓度和循环时间之间的相关性数据时。并且在生产NO富集的液体时,基于上述相关性数据控制循环时间,以使水箱中的碳酸水的碳酸气的浓度为0.02mmol/L至0.2mmol/L的范围内。

作为具有自吸能力的容积式计量泵,隔膜泵、螺杆泵、管式泵或活塞泵是优选的。在最近的市售产品中,隔膜泵从价格、能力、尺寸等观点来看是最佳的。具体地说,可以使用例如由SHURflo(US)制造的3头隔膜泵、由Aquatec Water System(US)制造的5头隔膜泵、由FLOJET(US)制造的4头隔膜泵等。这些市售产品通常在饮料过滤装置中作为增压泵销售。

根据一个实施例,NO积聚装置还包括NO气体溶解单元140,用于将气态NO溶解在水(即液体)中以产生含NO的或NO富集的水,即含NO的或NO富集的液体。NO气体溶解单元140可以布置在容器120中和/或可以形成容器120的一部分,例如可以形成容器120的壁部分。

NO气体溶解单元140设置将水105与气态NO分离的界面。该界面适于允许NO气体渗透过界面,但是基本是防止水渗入界面。

根据一个实施例,NO气体溶解单元140包括具有多个开口的NO气体头141,NO气体可以通过这些开口流入或扩散到液体105中。NO气体的流动在图1中由多个箭头示出。NO气体头141可以设置界面,NO气体通过该界面很好地分布在大表面面积上,以促进气态NO在水105中的溶解。

根据一个实施例,NO气体溶解单元140的界面是允许气体流过界面的气体流动界面,其与使用仅允许气体扩散的膜的方法不同。气体流动界面是有利的,因为渗透界面的气体量可以通过调整界面上的压力差来直接控制。与此不同的是,渗透扩散控制界面(例如气体扩散膜)的气体量主要取决于界面上的浓度差,并且仅在较小程度上取决于压力差。由于与浓度差相比可以直接和更容易地控制压力差,因此气体流动界面改善了水中的NO气体积聚,并且促进水105中最终NO浓度的控制。

通过膜的扩散可以由扩散通量与浓度梯度和扩散发生的表面积成比例的菲克第一扩散定律来描述。与此不同的是,通过开口的气体流动的体积通量与开口的面积(或者开口的总面积)和压力差成比例。NO气体的饱和浓度也是压力相关的,并且随着NO气体的分压而增加。因此,期望使用气体流动界面并在高压下操作NO气体溶解单元140以改善水105中的NO溶解。

在本发明的一个实施例中,代表气体流动界面的NO渗透膜是将NO气体隔室与液体隔室分隔的两个或多个膜的叠层。通过使用膜片,提供了大的膜表面积,以允许更有效的气体供应。因此,这可以用来减少NO超压。

在一个替代的实施例中,NO渗透膜形成为中空纤维膜。为了NO的有效供应,使用一组中空纤维,以在小空间中提供扩大的膜表面。合适地,将中空纤维膜装入可以结合在本发明的装置内的筒中,优选地在液体容器内。膜中空纤维可以用于由内向外的机构中,由此NO气体通过中空纤维并且液体被提供在中空纤维外部的隔室中。备选地,膜中空纤维用于由外向内的机构中,由此液体流过中空纤维并且气体被提供在围绕纤维的隔室中。

中空纤维膜合适地由人造聚合物制成,该人造聚合物包括例如乙酸纤维素、聚砜、聚醚砜和聚偏二氟乙烯。

当NO积聚装置中使用中空纤维膜时,可以使用任何材料作为该中空纤维膜,只要其具有优异的透气性,并且可以使用多孔膜或无孔透气膜(在下文中,简称为“无孔膜”)。作为多孔中空纤维膜,那些在其表面上开口孔径为0.01μm至10μm的是优选的。包含无孔膜的中空纤维膜也适用。最优选的中空纤维膜是三层结构的复合中空纤维膜,该三层结构包括以薄膜形式的无孔层,其两侧由多孔层夹设。作为其具体的示例,例如可以提及的是三菱丽阳株式会社制造的三层复合中空纤维膜(MHF,商品名)。

在优选的实施例中,无孔层形成为透气性优异的非常薄的膜,并且在其两个表面上形成多孔层以保护无孔层,使得其不受损伤。这里,无孔层(膜)是使气体通过溶解和扩散的机制渗透到膜基底中的膜,并且只要其基本上不包含气孔,气体可以像Knudsen分子流以气体的形式渗透过,可以使用任何膜。当使用这种无孔膜时,气体可以被供应和溶解,而不会将NO气体以气泡的形式排放到含水液体中,因此有效的溶解是可能的。另外,可以在任何浓度下在极好的控制下简单地将气体溶解。此外,在多孔膜的情况下不会发生不常见的逆流,即温的或热的含水液体不会通过细孔而逆流到气体馈送侧。

中空纤维膜的厚度优选为10μm至150μm。当膜厚度为10μm或者更大时,倾向于显示足够的膜强度。膜厚度为150μm或更小时,足够的NO气体渗透速度和溶解效率是可能的。在三层复合中空纤维膜的情况下,无孔膜的厚度优选为0.3μm至2μm。当膜厚度为0.3μm或者更大时,膜不容易劣化,并且不容易发生由于膜劣化的泄漏。膜厚度为2μm或更小时,给出了足够的碳酸气渗透速度和溶解效率。

当每个中空纤维膜组件的水通过量为0.2L/min至30L/min,并且气体压力为0.01MPa至0.3MPa时,膜面积优选地为约0.1m2至15m2

作为中空纤维膜的膜材料,例如有机硅类、聚烯烃类、聚酯类、聚酰胺类、聚砜类、纤维素类和聚氨酯类材料等是优选的。作为三层复合中空纤维膜的无孔膜的材料,聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚二甲基硅氧烷、聚乙基纤维素和聚苯醚是优选的。其中,聚氨酯表现出优异的成膜性并且提供较少的洗脱物,因此是特别优选地。

中空纤维膜的内径优选为50μm至1000μm。内径为50μm或更大时,中空纤维膜中流体流动的流路阻力适当地降低,并且流体的馈送变得容易。内径为1000μm或更小时,溶解装置的尺寸可以降低,提供了装置的紧凑性的优点。

在本发明的进一步实施例中,NO积聚装置包括搅拌设备,其优选地位于容器120中。该搅拌设备支持均匀的NO富集的含水液体的快速制备。搅拌设备可以是适合于搅拌含水液体的任何类型的设备,例如磁力搅拌器、桨式混合器、螺旋式混合器或行星式混合器。

而且,气体流动界面允许施加初始气体爆炸以将大的气体体积输送到水105。这增强了初始NO气体溶解并缩短了溶解给定量的NO气体以达到期望的最终NO浓度所需的时间。

当NO气体在压力下溶解在水105中,例如在高于环境压力至少50KPa的压力下,特别是在高于环境压力至少100KPa的压力下,并且更特别地在高于环境压力至少200KPa的压力下,可以看到进一步的改进。在另一个实施例中,在高于环境压力至少300KPa的压力下,或者甚至在高于环境压力至少500KPa或者高于环境压力至少1MPa的压力下,发生NO的溶解。

为了提供例如初始爆炸,NO气体供应到容器120中的压力和/或流速可以暂时增加。这可以缩短在水中达到期望的NO浓度所需的时间。

此外,在高压下溶解NO气体也减少了NO气体的损失。由于NO气体在高压下被引入并且容器120中的水被保持在较高的压力下,与在环境压力下的NO气体溶解相比,更多的NO气体溶解了。因此,较少的NO气体简单地“鼓泡”通过水并且可以逸出。

为了说明的目的,为了在环境压力(约100KPa)下在水105中达到约1mmol的NO气体浓度,与在约1MPa(约10bar)的压力下的情况相比将需要显着更高的NO气体流量。在100KPa下,大部分NO气体将保持气态,并且将“鼓泡”通过水105而不溶解,然而在约1MPa下,大部分(如果不是全部)NO气体将会溶解。因此,在较高的压力下溶解NO气体减少了产生期望的NO浓度所需的NO气体的量。考虑到安全性要求,这也是有利的,因为NO气体逸出的风险可以降低。

根据一个实施例,通过改变NO气体压力来提供暂时的NO气体分布。溶解的NO以给定的速率分解。因此,NO通常是连续输送的,例如在初始气体爆炸之后以恒定速率输送。在一个实施例中,NO气体压力从初始的恒定速率增加到较高的速率,以随时间增加溶解在水105,即液体中的NO的浓度。

根据一个实施例,NO积聚装置100还包括与NO气溶解单元140流体连通的NO气体端口110。NO气体端口110适于与NO气体供应240耦合,特别是用于可释放地耦合。

NO气体端口110,其被简称为气体端口,可以包括用于NO气体供应240的耦合和去耦合的快速释放耦合器。

根据一个实施例,快速释放耦合器可以包括用于将NO气体供应240拧入气体端口110中或气体端口110上的螺纹耦合器。气体端口110可以例如包括在内部螺纹中,并且NO气体供应240可以包括用于与气体端口110的内螺纹接合的外螺纹。

根据另一个实施例,NO气体供应240可以容纳在承载单元111中,该承载单元111形成气体端口110的快速释放耦合器的一部分。承载单元111可以,例如,与气体端口110的螺纹接合,并且因此将NO气体供应240可靠地保持在适当位置并且与气体端口110操作接合。例如,当承载单元111与气体端口110的螺纹完全接合时,承载单元111可以将NO气体供应240按压靠在气体端口110的密封件上。

图1示出了与气体端口110接合的承载单元111,用于将NO气体供应240保持并按压靠在气体端口110上。

承载单元111和NO气体供应240以虚线示出,因为二者都是NO气体积聚装置100的可选元件。NO气体供应240和NO气体积聚装置一起形成NO溶液生产装置,如下面更详细描述的。承载单元111可以形成气体端口110的快速释放耦合器的一部分,并且可以是NO气体积聚装置100的一部分。

通常,承载单元111的接合元件与气体端口110的相应的接合元件接合,以将承载单元111与NO气体供应240保持和固定在适当位置,并且确保在NO气体供应240与气体端口110之间提供气密耦合。承载单元111和气体端口110的接合元件是快速释放耦合器的一部分。

根据另一个实施例,快速释放耦合器可以包括夹紧杆耦合件,其适于将承载单元111与气体端口110或者气体端口110的接合部件耦合。例如,杆可以在气体端口110处铰接,并且当被按压下时,杆将承载单元111以及因此的NO气体供应240推向气体端口110,用于通过将NO气体供应240的气体出口端口按压靠在布置在气体端口110处的密封件来提供气密耦合。

根据另一个实施例,快速释放耦合器可以包括卡口式耦合件,其适于将承载单元111与气体端口110耦合。此外,卡口式耦合件可以包括防止卡口式耦合件意外地释放的锁定机构。也可以为上述其他快速释放耦合器提供用于防止意外地释放的锁定机构。

根据一个实施例,NO气体供应240是具有限定的体积的气瓶。例如,气瓶的体积和其中包含的NO气体的量可以适于足够一次医学治疗。仅为了说明的目的,一次医学治疗例如在约10L的含NO的水中沐浴诸如脚的肢体约30分钟,仅需要几升的NO气体。由于NO气体在气瓶上被压缩,气瓶的实际体积可以是0.5L或者更少。

NO气体供应240的示例是具有安全密封盖的气筒,当诸如空心针的刺穿元件前进穿过密封盖时,安全密封盖被激活。气筒可以容纳在与气体端口110的相应的接合部件耦合的承载单元111中,以将气筒和其密封盖向前推动抵靠刺穿元件,该刺穿元件打开或破裂密封盖。包含在气筒中的加压的NO气体在密封盖破裂之后离开气筒,并且被馈送到容器120以溶解在包含在容器120中的水105中。

安全密封盖可以是一次性使用(单次使用)的密封盖,当重新填满筒时需要更换密封盖。在另一个实施例中,密封盖包括单向阀,也称为止回阀,其在单向阀未被激活时防止NO气体逸出气筒。激活可以包括当气筒被按压抵靠在气体端口110时,单向阀的活塞或球的位移,气体端口110包括作用在活塞或壁上并且相对于气筒的前进运动将活塞或壁推向相反的方向的接合元件。单向阀的示例包括可以弹簧加载的球形止回阀或活塞止回阀。

如图1进一步示出的,根据一个实施例,NO积聚装置还包括包括有气体端口110的NO气体馈送件160。在下文中简称为气体馈送件160的NO气体馈送件160在气体端口110和NO气体溶解单元140之间提供了流体连通。当NO气体供应240与气体端口110耦合时,特别是与NO气体头141耦合时,气体馈送件160在NO气体供应240和NO气体溶解单元140之间建立可控的流体连通。

为了提供可控的流体连通,气体馈送件160可以包括至少一个减压器161和布置在减压器161下游的可控阀162。减压器161将NO气体的压力从将NO气体从NO气体供应240释放的压力降低到将NO气体馈送到水105中的工作压力。在一个实施例中,控制阀162可以仅用于打开和关闭流体连通,并因此允许或防止NO气体被输送到NO气体头141。

在另一个实施例中,控制阀162还用作流量控制阀,以调节流入NO气体头141的气体的量。因此,控制阀162可以用于暂时增加或减少NO气体流量,例如提供用于快速提高水105中的NO浓度的初始NO气体爆炸。

气体馈送件160还可以包括在减压器161的上游侧上的高压阀163,用于控制气体流向减压器。如果检测到超压或任何其他不需要的操作条件,则高压阀163可以适于用作安全阀以关闭气体馈送件160。通常,高压阀163保持关闭,直到气体端口110和NO气体供应240之间的密封耦合已经建立。控制阀162可以被称为低压阀162。

如果需要的话,减压器161可以包括两级,或者如果减压非常大,则可以由在气体馈送件160中依次设置的两个减压器161来提供减压器161。

NO气体的工作压力,即将NO气体馈送到NO气体溶解单元140的压力可以取决于容器120中保持的压力。例如,容器120内的压力可以稍高于环境压力,使得NO在环境压力下溶解在水105中。为了提高和加速NO溶解,容器120中的内压可以设定为比环境压力高的值,例如高于环境压力100KPa、200KPa、300KPa、500KPa或者更多。然后,NO气体在比容器120中的内压高的压力下输送,例如在高于容器120内的压力50KPa或更多的压力下。

与容器120内的内压相比,减压器161的下游侧上的较高的NO气体压力也是期望的,以确保NO气体可以渗透由NO气体头141提供的界面。具有多个小开口的NO气体头141起到流阻的作用,并且因此期望给定的压力以按压NO气体通过NO气体头141的界面。

减压器161可以是可控的,用于调节下游侧压力,其也被称为气体馈送件160的低压侧或低压支路。通常,下游侧压力保持在给定的压力处,并且控制阀162被控制以调节气流。例如,如果期望下游侧的较高或较低的压力,则操作减压器161以调节压力。减压器161和控制阀都可以由中央控制器220控制,其在下面进一步描述。

根据一个实施例,NO积聚装置100可以适于保持容器中的压力高于环境压力,并且在高于环境压力的压力下将NO气体溶解在水中,即液体105中。出口151优选地连接到或包括减压器152,以将包含在容器120中的液体或水105的压力降低至环境压力。

由于NO积聚的水105旨在被施加到浴单元,所以加压的水105首先被减压。这可以通过减压器152以受控的方式完成,使得减压器152之后的水105的压力处于或仅略高于环境压力。

在含NO的水105的减压过程中NO部分脱气的情况下,气体收集单元153可以耦合到减压器152的下游,该减压器152收集排气的NO。气体收集单元153还可以用作用于暂时储存NO富集的水105的集水罐。由于NO相对不稳定,所以含NO的水105通常不长时间(例如数小时)储存。暂时储存将通常在几分钟的范围内。这个时间对于过量的NO排气也是足够的。

收集排气的NO在安全性方面是有利的,因为尽管其具有医疗相关性,NO是有害并且有毒的气体。因此应该避免对环境空气的排气,并且采取合适的措施以防止这种情况发生。因此,在NO积聚装置100的下游连接气体收集单元153是可取的,特别是如果NO在高压下溶解在水中以加速溶解。

气体收集单元153还可以可选地形成NO积聚装置100的一部分,并且因此被集成到共同的壳体中,使得只有气体收集单元153的下游的出口端口154对于使用NO积聚装置的人员是可获得的以提供用于医疗或其他目的的含NO的浴。

排出的NO可以从气体收集单元153经由NO气体回程馈送157被馈送到NO移除单元180中,用于移除未溶于水105中的过量的NO。下面进一步描述NO移除单元180。

为了减少NO富集的或积聚的水105减压至环境压力之后可以排出的NO气体的量,期望的最终的NO浓度设定为低于液体中NO的饱和浓度。例如,在20℃在环境压力下NO具有约60mg/L(约2mmol/L)的溶解度。最终的NO浓度被设定为显著低于该饱和浓度,这进一步降低了排出NO的风险。例如,最终的NO浓度可以被设定为约1mmol/L,或者约0.5mmol/L或者甚至更低。对于许多治疗处理,0.02mmol/L和0.2mmol/L之间的NO浓度是足够的。

参考图2A至2C,描述了NO气体头141的实施例。

在如图2A中所示的第一实施例中,NO气体头141a包括具有用于将NO气体与液体或水105分离的壁143的腔室142。壁143包括形成NO气体头141a的多个开口的多个喷嘴144。NO气体头141a还包括入口端口145,该入口端口145与用于将NO气体馈送到腔室142中的气体馈送件160耦合。

喷嘴144的尺寸,即每个喷嘴的横截面积相当小,以防止水流入腔室142中。此外,小尺寸的喷嘴144也防止大的气泡的形成。为了增加通过由包含喷嘴144的壁143形成的界面的总气体流量,可以适当地设计喷嘴144的数量和壁143的尺寸。例如,每个喷嘴的尺寸,即直径可以在约5μm至约200μm的范围内,特别地在约10μm至约100μm的范围内,并且更特别地在20μm至60μm的范围内。更通常的,喷嘴尺寸(直径)的下限可以是约2μm,4μm,6μm,8μm,10μm,12μm,15μm或20μm。喷嘴尺寸(直径)的上限可以是约500μm,400μm,300μm,200μm,150μm,100μm,90μm,80μm,70μm,60μm,50μm,40μm,30μm或者20μm。基本上,上述提及的下限与任何上述提及的上限的任何组合都是可能的,例如4μm至70μm,8μm至40μm,12μmm至30μm,6μm至30μm,等等。

由喷嘴144提供的总横截面积可以在1mm2至100mm2之间,1mm2至20mm2之间,1mm2至5mm2之间或0.5mm2至5mm2之间的范围内。当设置了大量喷嘴144,它们通常分布在大面积上以增加由NO气体头141a提供的可用的界面区域。界面区域(即喷嘴144分布的区域)的尺寸可以从约100mm2至约10000mm2或甚至更大。期望增大界面区域,同时保持喷嘴尺寸,即每个喷嘴144的有效开口面积较小。

通过喷嘴的气体的体积流量主要取决于喷嘴上的压力差,即NO气体头中的NO气体与容器内的压力之间的压力差,以及喷嘴的开口面积。喷嘴的几何形状和长度也影响体积流量。因此,可以通过调节由NO气体头提供的喷嘴的尺寸和/或喷嘴的数量来适于通过NO气体头的NO气体的总体积流量。

为了增加设置有喷嘴144的壁面积,腔室142可以由管道或连通的管形成,其中管道和管的壁设置有喷嘴。喷嘴144的数量越多,喷嘴144越小,这对于NO溶解和防止气泡形成方面是有利的。

图2B中示出了NO气体头141b的另一个实施例。NO气体头141b包括形成NO气体头141b的多孔部分的多孔体146。多孔体146设置有具有连通气孔的开孔孔隙度,以允许从多孔体146的内部腔室142到NO气体头141b的外部的气体流动或气体扩散。内部腔室142可以形成以将NO气体分布到多孔体146的不同部分,使得气流均匀分布通过多孔体146。由于内部腔室142的主要功能是将NO气体分布在多孔体内,因此内部腔室142不需要具有大的体积。为了提高多孔体146的稳定性,多个连通的的内部腔室142可以在相邻的腔室142之间形成有厚壁部分,其机械地稳定多孔体146。

与气体馈送件160耦合的入口端口145延伸到内部腔室142。在入口端口145的外壁和多孔体146之间可以设置密封以防止NO气体的泄漏。

多孔体146的连通的孔144提供了NO气体头141b的开口,并且改善了大面积上的NO气体的分布。多孔体146的尺寸和形状可以根据具体需要确定。例如,多孔体146可以具有圆柱形形状,具有与多孔体146基本上同轴延伸的圆柱形内部腔室142。为了增加用于扩散NO气体的可用面积,可以提供多个多孔体146,其中每个多孔体都与气体馈送件160流体连通。

根据一个实施例,多孔体146可以具有孔隙度,即气孔的总体积与多孔体146的材料的总体积(即内部腔室的体积除外)的比值为约5%至约90%,特别地从约15%至约70%,并且更特别地从约20%至50%。在另一个实施例中,孔隙度可以从约40%至90%,并且特别地50%至80%。

根据一个实施例,气孔144的平均孔隙尺寸,即直径可以与上面对于喷嘴给出的范围相同。

孔隙度和平均孔隙尺寸都可以影响通过多孔体146的气流。另一参数是多孔体146的壁部分的厚度,NO气体通过该壁部分从内部腔室142流向外部。通过适当地选择多孔体的孔隙度、孔隙尺寸和壁厚度,可以使多孔体146的总体液压阻力适应。

为了降低对气体流动的液压阻力,可以使壁厚度变小。如果多孔体146的机械稳定性可能受到影响,则可以提供如图2C所示的外部支撑件147,图2C示出了根据另一个实施例的NO气体头141c。外部支撑件147包括显著大于气孔144的开口148。

在另一个实施例中,如图2D所示,提供内部支撑件149,其在其外表面处承载多孔体146。内部支撑件149可以是例如管或任何其他中空部件,其包括比多孔体146的气孔144更大的多个开口148。内部支撑件149还可以限定NO气体头141d的内部腔室142。内部支撑件149的一个示例是具有开口的管道,NO气体可以通过该开口流入到多孔体146中。为了提供用于NO溶解的大表面,可以使用多个管道,每个管道具有在管道的外表面处形成的多孔体146或多孔部分。

根据另一个实施例,NO气体头141可以包括夹设多孔体的内部和外部支撑件。还可以在图2A中的NO气体头141a的壁143上设置多孔部分或多孔体。在这种情况下,壁中形成大的开口,并且多孔体或多孔部分的气孔形成NO气体头141的开口。

NO气体头141的开口或气孔144也形成气流限制元件,该气流限制元件对气流具有给定的液压阻力。当调节气体馈送件160的低压侧的压力时,可以考虑这种附加的液压阻力。

根据另一个实施例,如图2E所示,多孔体或多孔部分146包括内部多孔层或多孔体146a和外部多孔体或多孔层146b。外部多孔层146b和内部多孔层的介质孔隙尺寸、孔隙度和材料中的至少一个不同。例如,如图2E的实施例中所示的,外部多孔层146b具有比内部多孔层146a更小的孔。多孔层146a,146b两者可以具有相同的孔隙度,并且可以由相同的材料形成。

根据一个实施例,多孔体146或内部和外部多孔层146a,146的每一个的材料可以选自各种陶瓷材料。示例是氧化铝、熔融二氧化硅、碳化硅、氧化锆、堇青石、镁橄榄石、氧化镁稳定的氧化锆,氧化钇稳定的氧化锆和莫来石。用于多孔体146或多孔层146a,146b的材料也可以被称为陶瓷泡沫。

根据一个实施例,多孔体146或内部和外部多孔层146a,146的每一个的材料可以选自各种金属材料,这些也被称为金属泡沫。示例是不锈钢、含镍合金如Ni-Cu合金,HastelloyTM,InconnelTM和MonelTM或者泡沫钛。镍基合金在酸性环境中也是非常耐腐蚀的。

上述多孔材料是无机材料,其具有高机械稳定性并且典型地还具有相对于化学侵蚀的高惰性。根据一个实施例,金属和陶瓷材料可以结合以形成复合材料。该复合材料可以具有金属多孔材料和陶瓷多孔材料的夹层结构。

由于生产手段,多孔材料实际上可以以任何外形提供。诸如雨衣的多孔未燃烧的材料可以被喷涂包覆在诸如内部支撑件149的承载件上。此外,多孔体可以通过等静压制造以及也可以通过诸如所谓的3D印刷的增材制造来形成。

多孔材料的孔隙度可以通过选择粒径、在烧结过程中烧尽的成孔材料的量和烧结时间来调节。

多孔无机材料也可以由纤维材料如玻璃纤维或其他无机纤维材料形成。

根据另一个实施例,多孔材料是有机材料。多孔有机材料可以例如由PE(聚乙烯)和/或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维组成的纤维材料形成。其他可能的材料是高分子量聚乙烯(UHMWPE),高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯(PP),聚四氟乙烯(PTFE),聚偏氟乙烯(PVDF),乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA),聚醚砜(PES),聚氨酯(PU),聚碳酸酯(PC),聚酰胺(PA),热塑性聚氨酯(TPU)和上述聚合物的共聚物和/或复合材料。

根据一个实施例,多孔材料由有机或无机纤维材料形成。

根据另一个实施例,玻璃料由烧结的玻璃粉末形成。玻璃料的标称孔隙宽度(即中等孔隙宽度)可以例如在1μm和500μm之间,特别地在1μm和160μm之间,更特别地在1μm和100μm之间,并且甚至更特别地在1μm和40μm之间。孔隙尺寸也可以在上面对于喷嘴144给出的范围中。

根据一个实施例,NO气体溶解单元140包括提供或形成用于NO气体受控流动的界面的至少一部分的膜。膜可以是提供NO气体的扩散控制的渗透的无孔膜。此外,膜可以是仅允许NO渗透的NO选择性膜。NO选择性膜可以由磺化四氟乙烯基含氟聚合物共聚物Nafion、聚咔唑、聚苯乙烯、氟化干凝胶或PTFE形成。

如本文所述的NO积聚装置特别地有利于用于治疗应用,例如用于移动伤口护理的临床治疗。

如本文所述的NO积聚装置避免或至少允许显著地减少NO被错误地供应,这可能导致目标身体部位上不期望的NO的剂量过量或剂量不足。而且,如本文所述的NO积聚装置进一步避免或减少NO是环境暴露的,并且因此使健康损害最小化,例如患者和医院工作人员的急性头痛,以及在极端情况下的死亡。

健康损害可能包括可能导致眼组织的肿胀和严重伤害的眼睛的污染。由于暴露于低浓度的NO气体对眼睛、鼻子、喉咙和肺的粘膜产生刺激作用,这可以包括呛咳、咳嗽、头痛、恶心和疲劳,NO积聚装置可靠地防止水被NO饱和,这可能导致NO蒸发。特别地,NO移除单元180确保移除过量并且未溶解的NO。

当使用NO积聚装置时避免的其他健康问题包括过度暴露于NO,这可能导致高铁血红蛋白血症、紫绀、延迟肺水肿、精神错乱、意识不清和死亡。高浓度的NO气体可能导致缺氧的气氛;然而,其他更重要的健康影响将发生在缺氧的健康影响之前。NO可以在体内发生反应,以在血液中将血红蛋白氧化成高铁血红蛋白。当高铁血红蛋白水平达到70%时,可以确保发生昏迷和死亡。高铁血红蛋白不能与氧气结合,可能导致由于组织缺氧的临床效果。症状包括肌肉震颤、困倦、粘膜的棕蓝色调、心率增快、眩晕和呕吐。

本文所述的NO积聚装置避免或减少的与使用不受控制的NO浴相关的其他问题涉及更实际的方面。例如,由于空间不足,大型NO气体容器的储存在医院相当困难。由于这种浴的移动性有限,治疗卧床不起的病人也是一个问题。将一个大型NO气瓶经由管道连接到浴是容易出错的,并且对医院工作人员来说可能是复杂的。此外,这种浴要求在每次和每个病人会诊之后进行彻底的清洁,这对于医院工作人员既费时又难以处理。

因此,根据一个实施例,NO气体供应240具有适于仅包括用于一次浴治疗所需要的NO气体的量的体积。这种治疗可能持续约20至40分钟,通常约30分钟。水105由于卫生的原因而被处理,因为它可能在肢体或其他身体部位的沐浴过程中被生物污染,所以水105不被重新使用。因此,NO气体供应240可以相当小且轻,并且设置在可以容易地用手更换的筒中。这也确保了NO气体的量相当小,这与使用需要可靠地固定到壁上以防止瓶掉落的大型瓶的方法相比,增加了NO积聚装置的安全性。

使用小的和容易更换的NO气体供应240还允许提供NO积聚装置作为可由医务人员或甚至由患者携带的可移动的医疗装置。

根据一个实施例,NO移除单元180包括物理吸附未溶解的NO的NO吸附器。NO移除单元180与容器120的体积流体连通,使得未溶解在液体或水105中并且从包含在容器120中的水或液体105逸出的过量的NO流过NO移除单元180,并且由此被灭活、移除或分解。

NO吸附器180可以包括用作吸附器的多孔金属表面或多孔金属体。在一个具体的方面,多孔金属表面或多孔金属体具有至少100m2/g的比表面积。大的表面积与体积的比值有利于提高吸附能力。

NO移除单元180还可以形成容器120的上部,例如以在其上端封闭容器120。NO移除单元180可以设置为用于打开和关闭容器120的可移除的盖子,如果需要的话,这便于容器120的清洁和NO溶解单元140的移除和修理。

在另一个实施例中,NO移除单元180可以与容器120分离,但是通过可以是固定的管或管道,或柔性的管、软管或管道与其流体连通。为了提供可移动的和易于处理的装置,容器120、NO移除单元180和NO气体供应240可以容纳在共同的壳体中。备选地,NO移除单元180和NO气体供应240可以适于固定到容器120的外部。

根据一个实施例,NO移除单元180的多孔金属表面可以包括氧化铝。多孔氧化铝表面可以包括由活性氧化铝和粘合剂的组合形成的粒料。例如,多孔氧化铝粒料可以具有标称粒料直径为1mm至5mm,特别地为2mm至4mm。多孔氧化铝粒料还可以具有体积密度为0.1g/cm3至2g/cm3,优选地为0.5g/cm3至1g/cm3。此外,多孔氧化铝粒料可以用氧化剂,例如高锰酸钠或高锰酸钾(NaMnO4/KMnO4)浸渍。

根据另一个实施例,多孔金属表面包括亚锰酸盐合金。通常,亚锰酸盐合金是非化学计量的镍铜亚锰酸盐。

在另一个实施例中,多孔金属表面包括诸如Ni(100)晶体的镍(Ni)(100),诸如Fe2O3或Fe3O4的Fe,或者诸如Si(111)的Si。可以使用的其他备选的NO吸附器包括与三乙醇胺或活性炭组合的二氧化硅支撑件。

根据一个实施例,NO吸附器可以在-20℃至150℃之间的温度下操作,特别地在0℃至100℃之间,更特别地是10℃和50℃之间。

根据一个实施例,NO吸附器与通气机组合,该通气机迫使NO气体聚集在NO吸附器处或者流过NO吸附器。通常,通气机可以在0.30m/s至2.54m/s的空气速度下运行。上述NO吸附器和通气机的组合提供了非常高效的NO的移除能力。

当NO积聚装置100在高于环境压力的压力下操作时,由于压力差可以有利地用于形成从容器120通过NO移除单元180到NO移除单元180的气体出口181的气流,所以不需要附加的通气机。气体出口可以设置有或者耦合有减压器,该减压器防止过量的NO气体以高速率流过NO移除单元180以及容器120内的压力下降。也可以提供在容器120的内部和NO移除单元120之间流体连通的减压器。

根据一个实施例,NO移除单元180可以包括减少NO的催化系统。用于还原NO的催化系统可以在升高的温度下操作,并且因此NO移除单元180可以设置有加热器。

根据一个实施例,水,即液体105可以包含以下成分中的至少一种:催化剂、清洁剂、缓冲剂、具有发色团的物质、溶液稳定剂、增加NO的半衰期的物质、抗氧化剂、着色剂、pH指示剂、护肤剂、香料、气体形成剂和药理学活性剂。

根据一个实施例,水,即液体105可以包含至少一种选自例如NSAIDS的抗炎剂、皮质激素、免疫抑制剂、抗生素、抗凝剂、抗血栓形成剂、抗病毒剂、抗真菌剂、局部麻醉剂和止痛剂的药理学活性剂。

根据一个实施例,液体105可以包含至少一种选自生育酚、生育三烯酚、壬烯醇(tocomonoenole)、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、谷胱甘肽、半胱氨酸、硫代乳酸、抗坏血酸、α-硫辛酸、羟基肉桂酸例如对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、咖啡酸、羟基苯甲酸例如没食子酸、花青素、类黄酮、植物雌激素、抗坏血酸、硫醇和自由基清除剂的抗氧化剂。

根据一个实施例,液体105可以包含气体形成剂,例如经由酸化释放CO2的碳酸盐。

根据一个实施例,液体105可以包含抗氧化剂。

根据一个实施例,液体105可以包含至少一种溶液稳定剂,例如二甲基亚砜或乙醇。

根据一个实施例,液体105可以包含至少一种护肤剂,例如右泛醇或芦荟提取物。

根据一个实施例,液体105是等渗缓冲水溶液。

根据一个实施例,液体105具有pH值为3.0至10,优选地为5.5至7.4,更优选地为6.0至7.0。

根据另一个实施例,液体105可以包含水,至少一种用于将液体105的pH值调节至6.0至7.4的范围内的缓冲剂和50mM至250mM的抗氧化剂。

根据一个具体实施例,液体105可以包含水,8g/L NaCl,0.2g/L KCl,1.424g/L Na2HPO4和0.2g/L KH2PO4

根据另一个具体实施例,液体105可以包含水,8g/L NaCl,0.2g/L KCl和50mM至250mM的乙酸和乙酸钠的混合物。

根据另一个实施例,液体105的成分以预分配的形式,例如粉末、颗粒、片剂、糖衣丸、软胶囊、硬胶囊、悬浮液、乳剂、糊剂、乳膏、软膏、凝胶或洗剂等提供。这种预分配形式提供了良好的患者依从性。

根据一个具体实施例,液体105的成分以泡腾片的形式提供。以这种形式,他们迅速得到解决,同时也利用二氧化碳丰富介质。

根据一个实施例,成分的预分配形式包括小瓶、瓶、小袋或管。

可以将一些上述成分添加到已经在容器120中的液体,或者馈送到容器120中的液体105可以已经包含一种,几种或全部的最终成分。例如,当被馈送到容器120中时,水105可以已经包含缓冲液和/或抗氧化剂,或者这些成分可以添加到包含在容器120中的水中。这些成分促进水105中的NO溶解并减少NO分解,这有利于减少具体浴治疗所需要的NO气体体积。

如上所述,根据一个实施例,NO积聚装置100包括气体端口110,用于与气态的NO供应装置240或NO气体供应240耦合。另外地或备选地,NO积聚装置100可以包括容器120,其包括气体溶解单元140,用于将从气态NO供应装置240供应的气态NO溶解在包含在容器120中的液体105中。另外地或备选地,NO积聚装置100可以包括至少一个用于移除过量的NO的NO移除单元180,例如用于还原NO的催化系统。另外地或备选地,NO积聚装置包括至少一个用于确定NO浓度的NO传感器。另外地或备选地,NO积聚装置包括具有至少一个入口和至少一个出口的容器。至少一个入口用于将液体添加到容器中。至少一个出口用于将液体从容器移除到用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置中。

根据本公开的另一个实施例,提供了NO溶液生产装置。NO溶液生产装置包括如本文所述的NO积聚装置以形成NO溶液,用于供应气态NO的气态NO供应装置,以及用于将来自气态NO供应装置气态NO馈送到NO积聚装置中的气体溶解单元。

根据本公开的另一个实施例,提供了NO浴。NO浴包括如本文所述的NO溶液生产装置,以及用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置。

根据本公开的另一个实施例,提供了一种用于将NO积聚在液体中的方法。该方法包括以下步骤:借助于气体溶解单元将来自气态NO供应的气态NO馈送到NO积聚装置中,并且将气态NO积聚在液体中。

根据本公开的另一个实施例,用于将气态NO积聚在液体中的NO积聚装置可以用于疾病的治疗中。

根据一个实施例,NO积聚装置是用于将气态NO积聚在液体中,其中NO积聚装置包括用于与气态NO供应装置耦合的气体端口。

如本文所用的,表述“NO积聚装置”可以指的是在其中气态NO可以被积聚在液体中的装置。通常,气态NO可以被积聚至最大浓度,例如在20℃下在含水液体中其可以是60mg/L。典型的液体是含水液体,例如水、pH缓冲含水液体,和含盐水。

参考图4,示例性地示出了根据另一个实施例的NO积聚装置300,其用于将气态NO积聚在液体中。需要注意的是,相同的附图标记指的是相同或相似的部件或特征。NO积聚装置300也包括NO气体供应以形成NO溶液生产装置。

如所示的,NO积聚装置300包括气体端口110。气体端口110用于与气态NO供应装置(未示出)耦合。例如,如所示的,气体端口110可以包括螺纹115(参见图4),气态NO供应装置可以安装在该螺纹115上。备选地,气体端口110可以包括软管连接件,软管的一端可以可拆卸地连接到软管连接件,而软管的另一端可以可拆卸地连接到气态NO供应装置。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括容器120。容器120可以沿轴向方向延伸,并且可以包括一个或多个彼此不可拆卸地连接的部分或由一个或多个彼此不可拆卸地连接的部分组成。容器120还可以包括可拆卸地连接到一个或多个部分的至少一个盖。例如,在具体的方面,容器120可以包括五个部分,例如敞口盒形状的底部和四个侧部。在这个具体的方面,容器还可以包括可拆卸地连接到五个部分的盖,并且盖是用于提供密封的容器。通过将盖与一个或多个部分分离,在NO被积聚在容器中之前,可以将液体添加到容器中。在另一个方面,容器120可以由彼此不可拆卸地连接的六个部分组成,例如密封盒(封闭盒)形状的底部、顶部和四个侧部。通常,容器120包括体积为5L至100L,10L至100L,优选地为30L至80L,更优选地为40L至60L。容器120还可以包括标签130,其指示要被添加到容器120的液体的最大量。

通常,其他实施例的容器120可以具有相似的体积。典型的体积在约10L至约20L的范围内。

容器120还可以包括气体溶解单元140。气体溶解单元140用于将来自气态NO供应装置的气态NO馈送到容器中。在一个具体的方面,气体溶解单元140是喷嘴,气态NO可以通过喷嘴被馈送到容器中。在一个具体的方面,喷嘴以预定的图案布置,使得它们彼此等距并且具有大致均匀的尺寸和形状。在另一个方面,气体溶解单元是诸如泡沫的多孔材料,气态NO可以通过该多孔材料馈送到容器中。

容器120还可以包括至少一个入口150和至少一个出口151。通常,至少一个入口150用于将液体(水流入155)添加到容器120中,而至少一个出口151用于将液体(水流出156)从容器120移除到用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置(未示出)中。例如,软管的一端可以可拆卸地连接到至少一个入口150,而软管的另一端可以可拆卸地连接到液体供应,例如水供应。至少一个出口151可以是开口,液体可以通过开口流出容器120。

除了至少一个入口150和出口151之外或者作为另外一种选择,容器120可以包括水循环部件170。这些水循环部件170可以使NO积聚装置300中的水循环。通常,水循环部件170是水循环涡轮机。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括用于还原NO的至少一个催化系统180。通常,催化系统180是选择性催化还原系统(SCR)。该SCR可以催化存在于容器中的未溶解的气态NO向N2,H2O和CO2的还原。在一个具体的方面,催化系统180位于容器的顶部的内侧上或盖的内侧上。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括用于吸附气态NO的NO吸附器180。通常,NO吸附器180包括可以吸附气态NO的材料。在一个具体的方面,NO吸附器位于容器的顶部的内侧上或盖的内侧上。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括用于确定NO浓度的至少一个NO传感器190。在优选的方面,NO积聚装置包括NO传感器190,其确定诸如空气的气体中气态NO的浓度。另外地或备选地,NO积聚装置包括NO传感器190,其确定溶解在诸如水的液体中的气态NO的浓度。

用于检测溶解在液体105中的NO的NO传感器190可以是电化学NO传感器。电化学NO传感器可以基于金属表面的NO的电氧化或金属表面的NO的电还原。

电化学NO传感器可以包括电解质填充的微管,其包括铂工作电极和银参比电极。微管或移液管用允许NO扩散的薄的气体渗透膜密封。在向电极施加电势时,可以确定与NO浓度成比例的电流。

另一种类型的电化学NO传感器190可以包括固体选择性渗透的NO电极,其可以通过用渗透膜改性贵金属电极或碳电极来形成。传感器的选择性可以通过提供多个膜来改进。

另一种类型的电化学NO传感器190可以包括固体催化电极。催化电极可以包含能够催化NO的氧化或还原的介体(例如,金属卟啉和金属酞菁)。这降低了其他电活性物质的干扰。

用于NO传感器190的NO选择性膜可以由磺化四氟乙烯基含氟聚合物共聚物Nafion、聚咔唑、聚苯乙烯、氟化干凝胶或PTFE形成。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括用于与电源210耦合的连接器200。通常,电源210可以是电网或离网电源。典型的电网电源可以是电池。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以由控制器220控制。控制器220可以是控制器单元的一部分,该控制器单元可以附加的包括用户界面以允许工作人员操作NO积聚装置300,以及显示单元,用于显示诸如NO气体压力、容器120内的压力、容器120内的水105的温度和如果已经设定用于治疗的时间的情况下的剩余时间等各种操作参数。例如,工作人员可以设定期望的最终NO浓度,并且控制器220可以基于设定的最终NO浓度的参数以及实验值或经验值来设定压力和/或NO气体流量分布,以用NO富集水,使得在短时间内获得期望的NO气体浓度。

控制单元可以连接到所提供的任何传感器以及诸如加热器250或水循环部件170的任何操作部件。可以提供任何以下传感器:NO传感器190、pH传感器270,至少一个压力传感器(用于NO气体压力和/或用于容器120内的压力和/或用于NO气体移除单元180内的压力)和温度传感器280。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括用于与浸入装置或浴单元(未示出)耦合的耦合件230。耦合件230可以形成U形,其提供用于将NO积聚装置300安装到浸入装置上的空间或将NO积聚装置300部分地安装到浴单元中的空间。例如,耦合件230可以将容器120或包含容器的壳体与气体供应连接,并且保持气体供应240和容器120间隔开以在它们之间形成间隙,该间隙足够大以将NO积聚装置300“夹”在浴单元的边缘上,该边缘由粗虚线示出。因此,容器120将布置在浴单元内,而NO供应240保持在浴单元的外部。也可以承担入口150和出口151的功能的水循环部件170因此可以产生从容器120到浴单元中和从浴单元回到容器120中的水循环。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括加热器(未示出)以将液体105加热到期望的温度。

如图4中示例性示出的NO积聚装置300还可以包括压力传感器(未示出)。在具体的方面,压力传感器位于标签130上方。

参考图5,示例性地示出了另一个NO溶液生产装置300’。如所示的,NO溶液生产装置300’可以包括如本文所述的NO积聚装置100和气态NO供应装置240。通常,气态NO供应装置240可以包括0.5L至50L的气态NO,优选地1L至30L的气态NO,更优选地3L至20L的气体NO。NO溶液生产装置300’可以由控制器控制。

参考图6,示例性地示出了NO浴装置。如所示的,NO浴装置500可以包括如本文所述的NO溶液生产装置300’,以及用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置400,例如浴单元。通常,NO浴500可以由控制器控制。

如图6所示,NO积聚装置100可以与浴单元400直接耦合以形成单个装置。更具体地说,NO积聚装置100的外壁部分可以形成浴单元400的壁部分,使得水循环部件170提供由浴单元400的内部体积和容器120形成的两个隔室之间的直接流体连通。

图7示出了可移动的NO溶液生产装置600,其包括用于容纳NO气体供应240,容器120以及NO气体移除单元180的壳体605,以形成可以容易地移动的单个装置,例如在轮子上。

容器120的入口通过柔性软管与水龙头610连接以将水馈送到容器120中,并且容器120的出口与柔性软管630连接,该柔性软管630将含NO的水馈送到固定的浴单元400,例如安装在医院的护理室中的陶瓷或金属足浴。浴单元400包括限定浴单元400内的填充高度的溢水口405。

NO溶液生产装置600是通流系统,因为水从龙头610中抽取,在容器120中富集NO,并且然后被馈送到浴单元中,而没有从浴单元400回流到容器120中。这在使用和清洁方面是有益的,因为没有污染的水105流回到容器中,使得不需要过滤器。在医疗治疗和浴单元400清洁之后,可以简单地将使用的水105通过浴单元的下水道处理。由于新鲜的NO富集的水105被连续输送到浴单元,水105中的NO浓度可以保持在恒定的水平。

在本发明的另一个实施例中,NO积聚装置包括用于NO回收的部件。由此,从含NO的液体中排出的NO被收集并且馈送回到液体中。这种回收机构具有降低NO消耗以及消除为NO移除单元提供例如用于还原NO的催化系统和/或NO吸附器的必要的优点。此外,这种机构降低了NO气体溶解单元的设计的努力。当使用具有多个喷嘴或开口的NO气体头时,特别是当使用较大的喷嘴或开口(例如直径大于50μm)时,NO气流倾向于产生相当大的NO气泡,这些气泡在他们通过液体时不会完全溶解。因此,可能有相当数量的NO将从液体中逸出,并且可以再次被馈送到液体中。总之,回收机构允许使用具有较大直径的喷嘴/开口和/或使用轻微的超压,并且从而降低工程需求。

如上概述的NO回收部件包括NO收集单元,其与包括NO气体头的NO气体溶解单元流体流通。

NO收集单元适当地与NO移除单元180和/或气体收集单元153相同。由此,除了公开的气体出口154/181之外,还可以设置用于流体连通到气体溶解单元的部件,或者备选地用于流体连通到气体溶解单元的部件可以替换这些气体出口154和181。在另一个实施例中,NO收集单元表示NO积聚装置的附加的部件。

在优选的实施例中,NO收集单元位于容器120或中间容器158的顶部,因为排出的NO将聚集在流体表面上方。

NO收集单元和NO气体溶解单元之间的流体连通适当地由气体管线或气体管提供。然而,每个气密连接可以因此使用,并且可以由技术人员根据工艺的要求来实施。

作为优选的实施例,这种流体连通还包括泵设备,以将具有所需的压力的定向气流提供到NO气体溶解单元。流体连通还可以包括一个或多个器皿以控制NO气体的压力和/或用于防止气体的回流和/或防止NO气体收集单元中的可能导致不期望的NO排气的负压的生成。

在本发明的一个实施例中,流体连通还包括过滤设备以将杂质从NO气体中移除。由于相对于NO气体的最相关的杂质是NO2,过滤器优选地适于从NO气体中吸附NO2,使得NO气体以纯化的形式回收。技术人员可以依靠作为二氧化氮清除剂的广泛的材料,例如,碱石灰,聚苯硫醚聚合物(例如由德国法兰克福Hoechst AG分销的“noXon”)和沸石。

NO气体被运输到NO气体溶解单元。在一个实施例中,该单元与已经建立的NO气体溶解单元140相同。在另一个实施例中,收集的NO被引导至另一个NO气体溶解单元。该另一个NO气体溶解单元可以如已经对于NO气体溶解单元140所描述的被设计。由此,两个NO气体溶解单元可以使用相同或不同类型的NO气体头。作为示例,NO气体溶解单元140可以使用NO渗透膜,并且该回收部件的NO气体溶解单元具有多个喷嘴和开口。

在一个优选的实施例中,NO气体溶解单元收集单元位于容器120的底部,使得NO气体可以传递全部的液体隔室,并且从而增加实现该液体内NO气体的最优的溶解的机会。

在另一个实施例中,NO回收机构与主要的NO气体溶解机构是去耦合的。由此,在第一步骤中使用NO气体溶解单元以使用由NO气体供应(所谓的“主要的NO气体供应)提供的NO气体,以具有在容器的液体内的第一次NO气体的积聚。NO气体的这种初始输送可能导致NO的排气。因此,停止来自NO气体供应的气体的流入,并且使用NO收集单元中收集的NO气体用于进一步的NO气体积聚可能是有益的。这个过程可以迭代地进行,使得主要的NO气体供应的阶段之后是NO气体回收,随后是另一个主要的NO气体供应。

在另一个实施例中,NO回收单元的泵设备可以用于在NO收集单元中生成减压,并且因此可以在NO积聚之前引起存在于液体中的气体的排气。当使用NO工作时,这是特别有利的,使得在开始将NO积聚在该液体中之前可以减少或甚至移除与NO反应的气体如氧气。由此,有必要移除收集的气体(主要是来自NO收集单元的氮气和氧气)。由于这些气体无害,因此他们可以例如释放到周围。这种初始排气具有进一步的优点,即NO的溶解度相应的增加。

在又一个实施例中,NO回收单元可以通过建立减压来使用,以从液体中移除NO。当液体中的NO浓度应该降低至期望的浓度时或在应用结束之后,为了“净化”含NO的液体使得其可以安全地回收和处理,这可能是有利的。在这个方面,NO收集单元耦合到用于NO移除的部件或者包括用于NO移除的部件。

在另一个实施例中,NO回收单元的泵通过NO收集单元的NO气体压力来调节。其结果是,仅多余的NO气体从NO收集单元移除,而没有进一步引起从容器120内的含水液体中的NO的排气。这可以实现,如果一旦达到一定的NO气体压力值,泵就移除NO收集单元的NO气体,并且当作为泵送活动的结果的NO气体压力下降至低于一定的NO气体压力值时,泵送活动停止。

在另一个方面,本发明提供了一种使用本发明的NO积聚装置将NO积聚在液体中的方法,其包括以下步骤:

a.使用NO回收部件对液体进行脱气

b.作为来自NO气体供应的主要的NO流入

c.作为来自NO收集单元的NO流入

d.可选地重复步骤b和c

e.从液体进行NO脱气

代替将NO富集的水105输送到浴单元,也可以将NO富集的水馈送到水淋浴或喷射单元,例如最终将含NO的水分布在患者的皮肤上。

而且,NO富集的水105可以暂时地储存在可以可移除地与NO气体积聚装置连接的罐中。储存在罐中的NO富集的水105可以然后被馈送到浴单元中或到上述淋浴或喷射单元。另外可能的是,当填充有NO富集的水时,该罐被移动到诸如固定安装的(内置)浴的处理位置。

如本文所用的,术语“哺乳动物”可以指的是灵长类动物、牛、绵羊,山羊、有蹄类动物、猪、马、猫、犬、兔类、鳍足类、啮齿动物。通常,哺乳动物是人类。人类受试者包括男性和女性,以及包括胎儿、新生儿、婴儿、少年、青年、成人和老年人的所有年龄的受试者。

如本文所用的,术语“物品”可以指的是在手术、医学、牙科学、足病学、病理学实践期间为了治疗、诊断和/或研究目的而可以是在患者接触(人或兽医)中使用的器具的器械。示例性的物品包括手术器械,例如手术刀、探针、夹具、内窥镜、手术室或牙科手机、通气管。其他示例性的物品包括医疗设备,例如接触透镜,可植入医疗设备,牙科植入物和器件以及义齿。

通常,浸入装置500或NO浴装置还包括加热器250、排水口260、NO传感器190、pH传感器270和温度传感器280中的至少一个。

根据本公开的另一个实施例,提供了一种用于将NO积聚在液体中的方法。该方法包括以下步骤:借助于气体溶解单元将来自气态NO供应的气态NO馈送到NO积聚装置中,并且将气态NO积聚在液体中。另外地或备选地,气态NO还可以积聚在NO积聚装置中的气体中,例如空气。

根据本公开的另一个实施例,如本文所述的NO积聚装置可以用于疾病/紊乱的治疗中。可以用如本文所述的NO积聚装置治疗的通常的疾病/紊乱可以是皮肤病症状。

示例性的皮肤病症状包括伤口、烧伤、特应性皮炎、接触性皮炎、水痘、银屑病、脓疱病、继发性皮肤感染、褥疮、糖尿病足溃疡、静脉性腿溃疡、手术切口、寻常性痤疮、躯干痤疮和/或囊性结节性痤疮、甲真菌病、足癣、股癣、头癣、传染性软疣、普通和生殖器疣及其任何组合。如本文所述的NO积聚装置可以经由抗微生物作用、抗炎作用或通过任何其他机制来用于治疗其他皮肤疾病。

根据本公开的具体实施例,如本文所述的NO积聚装置可以用于通过局部施用于人和动物来刺激组织的新陈代谢,用于治疗糖尿病足伤口;用于治疗手术的或意外的伤口,用于治疗慢性、不愈合和/或愈合不良的伤口;用于治疗细菌和/或真菌伤口感染;用于治疗选自炎症,免疫控制和自身免疫疾病的皮肤病;用于治疗糖尿病足和伤口;用于治疗糖尿病中的神经性疼痛;用于治疗静脉曲张;用于治疗局部、浅表和深层的缺血和组织的血栓(thrombopathic)疾病;用于治疗皮肤的急性和慢性炎症;用于治疗皮肤过敏症;用于治疗皮肤的寄生虫感染;用于治疗特应性皮炎湿疹,特别是皮肌炎、寻常天疱疮和/或其他局部和全身感染和/或急性和慢性炎症情况;用于治疗伤口缺陷,如慢性糖尿病神经性溃疡,腿疮疡,褥疮溃疡;用于治疗较大面积的身体部位,用于治疗全身性疾病,例如血压升高(高血压)和相关的血流动力学紊乱;用于治疗继发性愈合感染伤口,原发性愈合伤口,尤其是烧蚀性裂纹或擦伤,用于治疗(皮肤)移植的患者;用于治疗下肢(脚或腿)的糖尿病疼痛;以及用于治疗血液灌注差的皮瓣。

其他治疗剂,例如具有抗炎,镇痛,免疫抑制剂,血管舒张的;伤口愈合和/或抑制生物膜形成的性质的那些治疗剂可以与如本文所述的NO积聚装置组合使用。

根据本公开的另一个实施例,如本文所述的NO积聚装置可以用于消毒如上所述的那些物品。

鉴于上述描述,本文尤其地公开了以下实施例,其可以与本文描述的任何其他实施例组合。

实施例1:NO积聚装置,用于将气态NO积聚在液体中,其中NO积聚装置包括用于与气态NO供应装置耦合的气体端口。NO积聚装置还可以包括如上所述的容器,和/或NO气体移除单元。此外,NO积聚装置可以可选地包括用于测量水中的NO的NO传感器。此外,NO积聚装置可以可选地包括用于测量容器内压力的压力传感器,使得当压力超过给定的值时,可以减少NO气体供应。

实施例2:NO积聚装置,用于将气态NO积聚在液体中,其中NO积聚装置包括容器,该容器包括气体溶解单元,用于将来自气态NO供应装置的气态NO馈送到容器中。NO积聚装置可以可选地包括用于测量水中的NO的NO传感器。此外,NO积聚装置可以可选地包括用于测量容器内的压力的压力传感器。

实施例3:NO积聚装置,用于将气态NO积聚在液体中,其中NO积聚装置包括至少一个用于还原NO的催化系统。该催化系统可以形成如上所述的NO气体移除单元。NO积聚装置可以可选地包括用于测量水中的NO的NO传感器。此外,NO积聚装置可以可选地包括用于测量容器内的压力的压力传感器。

实施例4:NO积聚装置,用于将气态NO积聚在液体中,其中NO积聚装置包括至少一个用于确定NO浓度的NO传感器。NO积聚装置可以包括如上所述的容器,NO传感器布置在该容器中。

实施例5:NO积聚装置,用于将气态NO积聚在液体中,用于治疗诸如任何上述身体状况的疾病或医学症状。

实施例6:NO积聚装置,用于将气态NO积聚在液体中,其中NO积聚装置包括具有至少一个入口和至少一个出口的容器,其中至少一个入口用于将液体添加到容器中,其中至少一个出口用于将液体从容器移除到用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置中。

实施例7:NO溶液生产装置,具有用于将气态NO积聚在液体中以形成NO溶液的NO积聚装置,用于供应气态NO的气态NO供应装置,以及用于将来自气态NO供应装置的气态NO馈送到NO积聚装置中的气体溶解单元。

实施例8:NO浴,具有如前述实施例中任一项所限定的NO溶液生产装置,以及用于浸入哺乳动物的身体部位或物品的浸入装置。

实施例9:用于将NO积聚在液体中的方法包括:借助于气体溶解单元将来自气态NO供应的气态NO馈送到NO积聚装置中;并且将气态NO积聚在液体中。

实施例10:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置还包括容器。

实施例11:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该容器包括气体溶解单元。

实施例12:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该气体溶解单元是喷嘴。

实施例13:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该喷嘴以预定的图案布置。

实施例14:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该气体溶解单元是多孔材料。

实施例15:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该容器还包括水循环部件。

实施例16:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该水循环部件是水循环涡轮机。

实施例17:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该容器包括用于将液体添加到容器中的至少一个入口和用于将液体从该容器移除的至少一个出口。

实施例18:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该容器沿轴向方向延伸,并且由彼此不可拆卸地连接的一个或多个部分组成。

实施例19:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该容器包括可拆卸地连接到容器的至少一个盖,其中至少一个盖用于提供密封的容器。

实施例20:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该液体是含水液体。

实施例21:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该含水液体是水。

实施例22:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,还包括用于还原NO的催化系统。用于还原NO的该催化系统是上述NO气体移除单元的一个示例。

实施例23:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该催化系统是选择性催化还原系统(SCR)。

实施例24:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该催化系统催化NO还原成N2,H2O和CO2

实施例25:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,还包括用于吸附气态NO的NO吸附器。该NO吸附器是上述NO气体移除单元的一个示例。

实施例26:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,还包括至少一个NO传感器,其用于确定液体中和/或NO气体移除单元中的NO浓度。

实施例27:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中至少一个NO传感器用于确定空气中的NO浓度,例如浴单元的外侧,以当环境中的NO浓度超过给定的允许值时通知工作人员或患者。

实施例28:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中至少一个NO传感器用于确定液体中的NO浓度。

实施例29:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,还包括用于与电源耦合的气体端口。

实施例30:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该NO积聚装置由控制器控制。

实施例31:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,还包括用于与浸入装置耦合的气体端口。

实施例32:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其用于将气态NO积聚在液体中和将气态NO积聚在气体中。

实施例33:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该NO积聚装置包括用于与浸入装置耦合的气体端口,其中该气体端口具有U形形状。

实施例34:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该NO积聚装置包括加热器。

实施例35:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该NO积聚装置包括压力传感器。

实施例36:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置,其中该气体端口包括螺纹,气态NO供应装置可以安装到该螺纹。

实施例37:根据上述实施例的任一项的NO溶液生产装置,其中该气态NO供应装置包括0.5L至50L的气态NO。

实施例38:根据上述实施例的任一项的NO浴,其中浸入装置包括加热器、排水口、NO传感器、pH传感器和温度传感器中的至少一个。

实施例39:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置或NO溶液生产装置,还包括可移除地与NO气体积聚装置连接的罐。

实施例40:根据上述实施例的任一项的NO积聚装置用于消毒物品的用途。

虽然前述内容针对本发明的实施例,在不脱离本发明的基本范围的情况下,可以设计本发明的其他和进一步的实施例,并且其范围由随后的权利要求确定。

附图标记列表

100,300,600 NO积聚装置

105 液体/水

110 气体端口

111 承载单元

115 螺纹

120 容器

130 标签

140 NO气体溶解单元

141 NO气体头

142 NO气体头的腔室

143 NO气体头的壁

144 喷嘴/孔隙/开口

145 NO气体头的入口端口

146 多孔体

146a 内部多孔层

146b 外部多孔层

147 外部支撑件

148 开口

149 内部支撑件

150 入口

151 出口

152 减压器

153 气体收集单元

154 出口端口

155 流入

156 流出

157 NO气体回程馈送

160 NO气体馈送件

161 减压器

162 控制阀

163 高压阀

164 出口阀

165 两个阀162和164之间的机械的,电气的或电子的耦合

170 水循环部件

180 NO气体移除单元/催化系统/NO吸附器

181 气体出口

190 NO气体传感器

200 连接器

210 电源

220 控制器/控制器单元

230 耦合件

240 NO气体供应

250 加热器

270 pH传感器

280 温度传感器

400 浴单元

405 溢水口

500 NO浴装置

300’,600 NO溶液生产装置

605 壳体

610 龙头

620 入口软管

630 出口软管

700 NO收集单元

710 NO气体管线

720 泵

730 阀

740 回收单元的NO气体头

750 出口阀

800 中空纤维

900 搅拌设备

950 过滤设备

再多了解一些
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