用于表面消毒的装置和方法

专利名称：用于表面消毒的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种装置和方法，用于对表面进行消毒，特别是利用高浓度水性臭氧对伤口消毒，本发明还涉及一种用于产生高浓度臭氧水溶液的方法和装置。
创伤可被划分为两种基本类别，即急性的和慢性的。当外部健康皮肤组织遭受损伤时将产生急性创伤。这包括手术创伤、咬伤、灼伤、切伤、擦伤、裂伤以及更加严重的压伤或枪伤。慢性创伤与内在机制相关，所述内在机制与最终对皮肤组织造成损伤的先天性条件有关。当组织供氧以及营养供给(灌注)受到损害时，经常导致慢性创伤。减少的动脉供给、静脉畸形引流或者新陈代谢疾病能够引起慢性创伤。腿部溃疡、足部溃疡和褥疮均是慢性创伤的实例。
Hunt等人(Hunt，T.K.and Hopt，H.W.1997，伤口愈合与感染-外科医生和麻醉学者所能做的。Surg.Clin.North America.Vol 77，p587-606)指出，如果增大血液灌注以便为免疫系统细胞提供用于阻止感染所需的氧和营养，则急性创伤将迅速愈合。Grief等人(Grief R.，Akca，O.，Horn，E.，Kurz，A.，and Sessler，D.J.2000.向牙周炎患处补充氧气以降低外科创伤感染的机会。The New England Journal of Medicine.Vol342，p161-167)指出，氧是细胞生长、分裂和伤口愈合的必要条件。它对于多形核白细胞(PMN)的呼吸爆发也是关键的，所述的多形核白细胞产生有效的抗菌化合物。Bakker(Bakker，D.J.1998.急性创伤及感染。Anaesthesia.Vol 53，p65-67)指出，除了为代谢反应并且由此为感染防范机制提供能量之外，氧也在确定组织的氧化-还原电势方面发挥主要的作用。创伤微生物学和相关方法证实，低的氧化还原电势有助于厌氧细菌的生长。Bowler等人(Bowler，P.G.Duerden，D.I.，and Armstrong，D.G.2001.创伤微生物学及创伤处理的相关方法。Clinical Microbiology Reviews.Vol 14，No 2，p244-269)指出，低的氧化还原电势有助于协同的好氧/厌氧群的发展。
创伤经常具有微生物群落的各种排列。与慢性和急性创伤的感染有关的主要病原体被认为是金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和β-溶血性链球菌。这些病原体是好氧的或者兼性好氧的。但是，在创伤感染研究中，经常忽视厌氧病原体，因为它们位于皮肤组织的深处。厌氧微生物分离、确定以及收集是耗时和费力的。Bowler等人(上面已提及的)研究并且总结出，在厌氧病原体的存在与感染加重之间具有关联。Bascom(Bascom，J.U.1996.Pilonidal care作为可视为害者的厌氧性生物。European Journal of Surgery.Vol 162，p351)指出，厌氧细菌是真正的引起创伤感染的微生物，并且需要增强创伤氧化以便抑制感染。
创伤的多生物性是公知的，但是，在外伤、外科手术和灼伤感染中，认为金黄色葡萄球菌是最有疑问的细菌。Bowler等人(上面已提及的)、Tengrove等人(Tengrove，N.J.，Stacey，M.C.McGechie，D.F.and Mata，S.1996.定性细菌学及腿部溃疡的愈合。Journal of woundcare.Vol 5，p277-280)指出，当在腿部溃疡中存在四个或者更多个细菌群落时，愈合的可能性则显著降低。该发现佐证了这样一种假设，即，在创伤中形成微生物协作，从而增强了净致病效果和感染的严重性。好氧细菌的氧消耗导致组织缺氧并且降低了氧化还原电势，这为厌氧生物体提供了更加有力的生存环境。由一种微生物制造的营养可以促进具有潜在致病性的共生微生物的生长。有些厌氧性生物能够损害宿主免疫细胞功能并且由此为其自身以及其它共生微生物提供有利条件。Bowler(Bowler，P.G.2002.Microbiology of acute andchronic wounds.21世纪面对挑战的创伤处理。Master MisericordiaeUniversity Hospital)指出，在创伤中微生物能够相互辅助。微生物(特别在生物膜中)使用一种称为群体感应的通讯机制。这是一种依赖于细胞密度的通讯形式，有助于在新的恶劣环境中生存。它们释放信号分子，彼此告知一种“生存提示(survival tips)”(即，产生一种特殊的形态改变或者特殊的防范性化学物质)。
清创术是治愈创伤的一个组成部分。去除死亡的和非健康的组织对于减小可用于微生物群落的生存环境并且使得新的组织形成而言是基本的。通过使用锐利的器具对组织进行实体切除或者应用盐水或消毒水，实施清创。咬伤处理包括高压灌注以便减轻微生物载荷。
传统上，使用臭氧以其气体形式或者溶解到油中的形式对创伤消毒。直接臭氧气体应用、静脉注射、直肠注气或者自动血液-臭氧疗法(autohemo-ozonotherapy)都是医学臭氧应用的已知方法。关于这些处理的细节，可参考下述专利文献RU-2178699、FR-2784388、US-6073627。
水性臭氧假设1.消毒1.1臭氧是高活性的并且通过形成自由基而分解以形成分子氧。自由基在其外部轨道中具有未配对的电子，使得它们高度的不稳定并且具有高度的活性。这些自由基包括羟基、过氧化物或者臭氧化物基。臭氧微生物攻击主要位于细胞膜上，并且随后对其它细胞部位造成损害。所提出的反应机制认为，在很大程度上，涉及位于被臭氧所攻击以形成臭氧化物或者其它分解产物的微生物细胞膜内的烯键。臭氧化物与酶、巯基群和乙醛发生反应，释放出过氧化氢化合物。过氧化氢化合物进一步对蛋白质、DNA和其它结构产生损害。细胞被溶解并且细胞质扩散。实质上，水性臭氧可用于减少创伤中的微生物体。
1.2由于它们缺乏抗氧化剂和其它氧化防范系统，水性臭氧对于抑制厌氧细菌是特别有效的。有氧细菌产生抗氧化剂例如超氧化物歧化酶以便防止通过有氧呼吸而造成细胞损伤。厌氧细菌并不使用氧进行呼吸并且因此未产生出高效的抗氧化剂。Bowler(上面提及)指出，将厌氧细菌去除将降低发生感染的可能性。
1.3基于自由基的氧化反应是随机的，并且因此，微生物很难对水性臭氧形成抵抗性。基于自由基的消毒并不具体的涉及靶部位。自由基对于所有的微生物都是有效的，其中杀伤率尤其依赖于位于不同微生物种类中的抗氧化剂的强度。
1.4充分长的接触时间将所有的微生物从病床上除去，由此形成无菌环境。
2.清创2.1水性臭氧不是针对具体细胞的并且除了微生物还将攻击创伤组织。与健康组织相比，非健康的或者死亡组织的灌注更不充分，并且因此不含有相当数量的抗氧化剂或者酶剂(过氧化物、岐化酶、谷胱甘肽、巨噬细胞等)。与健康组织相比，非健康组织对于自由基的攻击具有明显更弱的抵抗性并且由此比健康组织更加易于遭受损伤/破裂/去除。因此，水性臭氧将提供准选择性的化学清创，形成改进的治愈环境。
3.湿性愈合环境3.1水性臭氧应用将提供一种湿性愈合环境(结合1.4)。Winter(Winter，G.D.1962.结疤的形成以及皮肤表皮创伤的上皮形成速度。Nature.Vol 193，p293-294)指出，湿性愈合环境对于创伤愈合是关键的。
4.活性氧(ROS)4.1水性臭氧产生作为分解中间产物的活性氧(ROS)。所产生的ROS将完善肌体自身的自然防御系统，其中多形核白细胞(PMN)产生ROS以便清除微生物。水性臭氧愈合系统是仿生的，当肌体自身的PMN受到感染抑制时，提供“加强剂(booster)”。
4.2在不良灌注的缺血性组织中，水性臭氧将用作ROS产生剂。由于营养/氧/能量不足，缺少灌注将抑制肌体自身产生ROS。水性臭氧人工产生肌体的自然感染清除机制。
4.3ROS将有助于血管形成(血管生成)并且刺激胶原质生产(Sen，C.K.，Khanna，S.，Babiar，B.M.，Hunt，T.K.，Ellison，E.C.，and Roy，S.2002.创伤修复的氧化还原控制。JCB(paper in press)ManuscriptM203391200)。
4.4微生物通过群体感应进行通讯，通过释放信号分子而促进所述群体感应。ROS可以积极的氧化这些信号分子，从而降低协作生存效应。这种机制对于抑制任何生物膜的形成而言是重要的。
5.氧化5.1水性臭氧分解成水和氧。分解反应在创伤内发生，为细胞提供氧的表面应用并且产生一种高含氧量的环境。厌氧细菌不能在高含氧量的环境中存活，从而降低了感染。
5.2通过水性臭氧应用而产生的高含氧量的环境能够为不良灌注的组织(缺血性的)提供氧源，从而促进创伤愈合。
5.3细胞因子和生长因子显示出在高含氧量环境中具有改进的机械性行为，这可通过使用水性臭氧应用设备而加以促进。
5.4水性臭氧应用设备具有氧气浓缩器，可用于为创伤提供高压无菌氧气。氧气对于创伤愈合过程是很关键的。所述设备使得能够通过高压喷口或者通过使用围绕创伤区域设置的高压室而向创伤施加氧气。
6.急性创伤反应6.1研究证实，在慢性创伤内造成急性创伤能够引起创伤愈合反应。由水性臭氧应用引起的细胞氧化可以在未愈合的慢性创伤中引起急性创伤类型的反应。
臭氧水臭氧水得到广泛应用以杀灭细菌和其它微生物。但是，当产生并且在水中溶解臭氧时，通常期望保持在低于1ppm的水平。
WO-A-0020343公开了一种用于产生水性臭氧溶液以便对动物舍供水进行消毒的装置。其过程需要对接触器进行加压以便促进臭氧化。
US-A-5834031公开了一种使用水性臭氧以处理足部真菌的装置。使用一种单独的“在线”臭氧化工艺以产生水性臭氧，而同时完全浸没所需处理的肢体。
US-A-5098415公开了一种使用水性臭氧治疗足部疾病的装置，该装置将肢体浸没在水性臭氧溶液中。
WO-A-0172432公开了一种用于提供水性臭氧流的移动喷射装置。该水性臭氧产生过程使用“在线”生产方法以及脱气单元。
US-A-6455017公开了一种使用水性臭氧进行彻底冲洗和卫生处理的移动装置。该水性臭氧产生过程使用“在线”生产方法。
US-A-2002139755公开了一种增强气体在液体中的溶解性的方法。该方法使用多个喷嘴，所述喷嘴的尺寸和位置设置为用于产生微小气泡并且引起旋转流动。
RU-A-2175539公开了一种利用臭氧气体处理创伤的方法。该处理方法基于朝向创伤部位施加气体。
US-A-4375812公开了一种利用水性臭氧处理灼伤的方法，涉及将患者的整个身体浸没在水性臭氧的浴池中。
本发明的一个目的在于提供一种能够快速消毒的高浓度臭氧溶液，并且提供一种向待消毒表面并且特别是人体或者动物创伤施加高浓度臭氧溶液的方法和装置。
本发明公开一种对表面并且特别是人体或者动物创伤进行消毒的装置，虽然以创伤表面作为背景进行描述，本发明范围涵盖各种类型的表面，包括用于积聚臭氧水的储存器以及从储存器向喷嘴分配臭氧水的装置，该喷嘴具有一个或者多个用于向待处理表面配给臭氧水流的喷口。该喷嘴具有护罩并且围绕该喷嘴设有抽回在喷嘴处释放的臭氧化气体的装置。在所处理表面/创伤的下面设置收集槽，以容纳从处理区域流出的臭氧水。该收集槽的底部可以具有多个孔，通过所述的孔，利用泵将废弃溶液从槽中抽出，所述泵使得溶液流经催化剂以便分解溶液中含有的任何残余臭氧。
下面参考附图描述本发明的一些具体实施例，其中

图1是用于产生并且向创伤施加臭氧水的系统的示意图；图2示意出了对于该系统的第一修改；图3示意出了对于该系统的第二修改；图4到10示意出了用于该装置的喷头；以及图11到15示意出了收集槽以及用于接受治疗的患者的肢体支撑部件。
首先参考图1，用于执行本发明的装置包括三个主要构件用于产生浓缩的臭氧水溶液的装置，用10表示；用于将臭氧溶液喷向所处理肢体的表面上的装置，用11表示；以及用于支撑所处理肢体并且用于收集从所处理肢体上流下的溶液以便进行处理的装置，用11a表示。为整个装置设置控制系统(未示出)，其包括可编程逻辑计算器，所述可编程逻辑计算器与所述装置的可控元件相连接以便控制该装置的操作。
水性臭氧发生器10包括经由泵14和电磁阀15连接至水槽13的接触器12。图2示出一种可选配置，其中经由压力限制阀供给主干水流。泵14被启动并且电磁阀15被打开以便将水从水槽输送至接触器12，直至达到足够的水位以便启动水位传感器16。该传感器启动中继器，以向PLC回馈信号，PLC关闭泵14并且关闭电磁阀15。
接触器具有导管17，其从邻近接触器顶部的朝向上的进口18，开始通过泵19和差压注射器20(例如在US-A-5863128中公开的Mazzei注射器)并由此延伸到邻近接触器底部进入接触器的出口21。启动泵19，通过进口18抽水，通过差压注射器20流动并且经由喷嘴出口21将其输送回接触器。该喷嘴具有两个功能。首先其提供差压注射器所需的反压力，其次其促进了在接触器内气体/液体的混合。
氧供给源22，优选使用氧浓缩器，通过节流阀23和压力调节器24为臭氧发生器25提供干燥氧气。阀和调节器能够设置在臭氧发生器之前或之后。臭氧发生器能够利用基于紫外线、质子交换膜或者电晕放电的生产方法，但是优选为空气冷却的基于电晕放电的臭氧发生器。
该臭氧发生器被启动并且电磁阀26被打开。臭氧经由差压注射器20被抽取，在此处，其与水接触。气体/液体混合流被迫使通过出口喷嘴21并且进入接触器12。臭氧气泡通过接触器向上移动并且在出口27排出并进入管道28中。
管道28朝向出口向下成一定角度倾斜，以便在管道内产生的任何冷凝液体向下通过出口回流并且进入接触器12中。
到达管道28的任何臭氧气体均通过破坏装置30，在此处被分解成氧气。加热元件30a被启动以便加热臭氧破坏单元30。温度传感器30b连接到可编程逻辑计算器(PLC)中，以控制加热过程并且将破坏单元30保持在40和80℃之间的恒定温度下，但是优选为60℃。破坏单元30被加热，从而防止水汽在其自身内部产生。离开破坏单元30的氧气进入歧管31。利用风扇32从歧管抽取氧气使之进入二级臭氧破坏装置32a。氧气离开二级臭氧破坏装置，从此处，其被导向上述的臭氧发生器25，在此处其辅助对单元进行冷却。
考虑接触器中的臭氧化过程，再循环系统的进口18具有向上的端部，并且成形为防止臭氧气泡被吸入再循环系统。利用连接到PLC的溶解臭氧传感器33监控水性臭氧的浓度。当溶解的臭氧浓度达到操作人员所设置的期望水平时，PLC关闭氧浓缩器和臭氧发生器并且关闭电磁阀26。泵19被关闭并且泵34被启动以便向喷射系统11配送臭氧水溶液。电磁阀35被打开并且溶液沿着管道流动，在此处利用压力和流量调节器36将压力限制在40和100毫巴之间，但是优选为70毫巴。
水性臭氧溶液被输送至一对同心导管37、38中的内部导管37的一个端部。导管37的另一个端部具有喷头39，用于喷射水性臭氧的多股射流。
在图4到10中示意出所述喷头，其设计并且构造为能够产生一系列的射流，优选为互锁的风扇构造。喷射系统虽然外表简单，但是具有多个重要特征。当迫使高浓度臭氧溶液通过小孔时，形成压力差并且使得溶解在液流中的臭氧气体从溶液中释放出来并且进入大气(由于臭氧的蒸汽压力)。压力差越高，则释放到大气中的气体量越大。臭氧的法定大气限制为0.1ppm，这是很低的。因此喷头被设计为使用“喷孔”41(见图7和10)，它们是充分小的以便使用低量的溶液(有利于单元的小型尺寸)，但是具有足够大的直径以防止形成使得过多的臭氧气体从溶液中被释放到大气中的过高的压力差。臭氧溶液被供给喷头所处的压力也是一个因素并且试验已经证实，大约70毫巴的水平是最为合适的。更高的压力意味着更多的臭氧气体被释放到大气并且还使得射流过于强烈地“钻进”创伤表面。
随着溶液离开喷头39，压降使得臭氧气体从溶液中释放出来。如由图4和5可观察到的射流的交叠式布置减小了喷射锥外边缘的表面与体积比率，由此降低了从溶液中释放的臭氧气体量。臭氧将在空气中迅速分解并且因此减小的表面与体积比率对于防止臭氧溶液在从喷头向创伤表面行进中的分解是关键的。射流在非常低的压力下操作以便降低从溶液中释放的臭氧气体量并且还用于确保微生物不被向下驱送到创伤基体中。喷头设置在喷头附件(还被称为“锥头”)40中，喷头附件成形为匹配喷头所产生的“喷射流扩展锥”的尺寸。锥头的长度依赖于射流的压力，但是优选为125mm。利用连接到歧管31的风扇32，将锥头的内部相对于大气压保持为负压力。在喷射过程中从溶液中释放的任何臭氧气体通过外部导管38被抽回到歧管内，并且随后通过二级臭氧破坏单元32a，在此处被分解成氧气。
使用时，锥头40设置在需要清污/愈合的创伤上。从创伤表面到锥头边缘的距离依赖于射流的压力，但是优选为10mm。
需要消毒/治愈创伤的患者可以躺在病床上或者是可活动的。将在下面更加详细描述的收集槽43设置在上面具有创伤的患者肢体的下方。该收集槽具有相连接的支撑机构(未示出)，以用于在治疗期间承受患者肢体的重量。该支撑机构可以是刚性的或者挠性的，但是优选包括可拆除的设置有软垫的凹形或者凸形支撑件，该支撑件位于叉形接头上以便有助于进行水平旋转。而这又设置在利用接头47固定到收集装置上的杆上，所述接头47使得所述杆能够在垂直平面内弧形运动。其优选为铰接接头。该收集槽具有可拆除的插入件48，在插入件中具有孔49以便使得废弃溶液排放到收集槽的底部。该插入件48优选为V形，具有一系列的孔49用于使得溶液通过其中进行排放但是保留在消毒过程中从创伤冲洗下来的任何大的生物材料。该收集槽具有在其上安装喷头系统的侧凸缘50。
喷头39固定到安装和支撑装置(未示出)上，所述装置将喷射锥在创伤的上方牢固地固定住。该安装装置可包括很多种用于将喷头保持在其所需位置处的结构，典型的为机械或者电磁装置，以便用于为在其上夹紧喷头的挠性-刚性导管提供连接。
收集槽43的底部具有多个孔51，废弃溶液通过所述的孔从收集槽排出。泵52在连接到收集槽的容器53(见图1)中产生负压力，使得收集槽中的液体被抽入到容器53中。利用泵52从容器53中排出的气体被导入歧管31，在此处，其通过二级催化剂32a。由废弃溶液释放的任何残余臭氧气体在此处被分解。
在一定时间内向创伤施加溶液，在处理开始时该时间由操作人员确定并且被编入PLC中。一旦经过所需的时间，PLC关闭阀35并且继续在确定的时间内操作风扇32和泵52以便从收集槽清空溶液。在此期间，阀60被打开并且接触器中的溶液被泵送到容器53中，直至接触器中的水位开关61被启动。泵34被关闭并且阀60被关闭。经过所述时间之后，泵52和风扇32被关闭。
容器的进口和出口包括快速连接接头以便有利于容易地对它们进行拆除和连接。在处理的最后，切断容器53的连接并且其中容纳的水被直接倾倒排放。
图3示出该装置的可选配置，其中容器53被取消并且收集槽容纳的污液经由泵直接泵送到排水管中。不同于容器53，接触器中剩余的余量溶液被直接泵送到排水管中。该溶液可以经过位于污水管道线中的活性炭过滤器65以便破坏任何可能残留的臭氧。
该系统被描述为利用来自家用或者商用供给源的自来水进行操作。本发明并不排除使用过滤的或者调整处理的水源。这种水源将具有加速臭氧化过程的效果，但是并非优选的使用水源，因为过滤系统降低了轻便性能。
收集并且破坏从任何水性臭氧溶液释放到大气中的尽可能多的任何水性臭氧气体对于操作任何单元而言都是极为重要的。下述装置用于实现该目的。
图7示意出了喷嘴39和用于喷嘴的护罩40，该喷嘴用于向患者创伤或者其它表面施加臭氧水；并且图11到15示意出了收集槽，用于支撑患者肢体或者身体所需进行治疗的区域并且用于回收从患者身上进行处理的区域流下的臭氧水。
利用将臭氧气体溶解到液体中产生水性臭氧。在25℃时，臭氧的饱和蒸汽压力＞760mmHg，这意味着臭氧将活跃的从液体释放到大气中。臭氧具有0.1ppm的法定排放限制，并且因此当高浓度水性臭氧溶液暴露于大气时将产生问题(臭氧易于从溶液中挥发并且大气中的浓度超出0.1ppm的限制)。
臭氧气体从液体中释放的速率高度地依赖于温度和压力。温度越高，从溶液中挥发的臭氧越多，并且压力越低，从溶液中挥发的臭氧越多。
在大气压力下生产水性臭氧溶液。然后随着其被泵送到喷头，将其置于提高的压力下。当其处于压力下时(即，在管道中从泵到喷头)，溶液中没有臭氧释放出来，因为其已被置于提高的压力下。当其到达喷头时，溶液突然暴露于标准大气条件下(即产生压降)，并且由此溶液流中含有的一部分臭氧被释放到大气中。在喷头中的小孔上会产生压力差。这种压力差的大小决定了其离开喷头时从液体中释放的臭氧气体量。释放臭氧气体具有两个结果，第一个已经被解释过，臭氧气体是毒性的并且因此将大气浓度提高到超出法定排放限制的水平。第二个结果在于，水性臭氧液体的浓度降低。该系统的目的在于朝向创伤施加高浓度的溶液，因此需要降低由于臭氧气体释放所造成的浓度损失的程度。
已经使用具有不同尺寸的小孔的喷头并且结合泵的交替压力进行试验。已经发现，0.5mm直径的小孔是最为有效的尺寸，同时结合70毫巴的液体压力。0.2mm直径的小孔所产生的压力差过大并且释放大量的臭氧气体，由此将溶液浓度从20ppm降低至12ppm。0.75mm直径的小孔使得过多的液体通过喷头。过多的液体将导致创伤被浸软并且由此实际上将抑制而非促进愈合过程。
由于压力改变，0.5mm直径的小孔仍然使得一部分臭氧气体从液体中释放。浓度从20ppm将至17ppm。释放到大气的臭氧气体需要加以处理；否则经过一段时间，积累效果会将臭氧浓度提高到超出0.1ppm的水平。为此，喷头被一种抽取系统38、40所围绕，以便随着臭氧气体在离开喷头被释放时，其立即在抽取空气流中被抽回到机器中。
抽取系统的使用决定了离开喷头时的喷射模式的设计和形状。执行抽取系统意味着，从喷头到创伤，臭氧气体从载气水性液体的表面不断的被抽取。
通过减小喷锥的表面与体积比率可以限制被除去的臭氧气体量。最佳的喷锥构形是这样一种构形，即其具有非常小的表面面积暴露于抽取空气流中，而同时提供大的表面冲击区域。喷头具有一系列的互锁的喷口(见图4和5)，它们产生一种双重的扇风效应。这可能是或者可能不是喷射模式的最佳构形。
抽取“护罩”40用于作为一种耗材(即其能够在患者之间快速更换)。
如前所述，臭氧气体活跃的从水性溶液中挥发出来。当水性臭氧朝向创伤或者其它有机表面喷射时，大部分的臭氧在表面上分解。但是，废弃的流出液体仍然含有臭氧，如前所述，这些臭氧将活跃的进入大气中。收集槽具有两个主要的“方面”使其发挥作用。
其中首先涉及基本作为一种槽的收集槽43，其具有实心塑料插件48，该插件以倒V形成以定角度。一系列的孔49(例如，沿着V的顶点每隔4cm进行钻孔)。该插件使得水性臭氧溶液通过所述的孔，但是能够收集在插件下方的间隙中释放的任何气体以阻止其释放到大气中。
收集槽的第二个方面是一种催化剂分解装置。一对六英寸的风扇70水平安装在废弃液体收集区域71的上方。在每个风扇下面是钌颗粒或者其它催化剂材料的床72，风扇通过它们抽吸空气。
如图11所示，风扇通过V形插件的孔抽吸空气(并且由此抽吸任何大气臭氧，因为臭氧比空气重)。空气流经水性臭氧液体上方，抽吸可能从溶液中挥发出来的任何臭氧气体。然后通过催化剂抽吸这种臭氧空气混合物，所述催化剂将其转化成氧气。然后氧气被排放到大气中。
因此该系统集成了多个现有系统(臭氧发生器、氧浓缩器、差压注射器)并且以如此方式结合所述现有系统，即形成一种轻便的并且高度机动性的单元，其能够产生非常高的水性臭氧浓度(＞20ppm)。
现有的基于水性臭氧的消毒系统是基于大型的、并非如此轻便的系统或者基于仅能产生低浓度水性臭氧溶液(5ppm)的可移动系统。向创伤施加臭氧的观点不是新颖的，但是基于发明人的研究以及对生物系统和它们与水性臭氧相互作用的模式的认识所形成的理论是新颖的。研制一种向人体(或者动物)施加高浓度水性臭氧而不会由于暴露于臭氧气体对患者产生损伤的有效系统是新颖的和有创造性的。本发明结合了水性臭氧配送系统，该系统向创伤表面输送高浓度溶液而同时降低了从该溶液中释放出来的臭氧气体量。关于降低臭氧气体释放量，喷射构造的设计、压力要求以及喷头封装设计都是新颖的。如同设计一样，使用抽取系统从创伤部位除去臭氧气体也是新颖的，该系统将水性臭氧配送导管和臭氧气体抽取装置集成为一个单独的管道系统。
收集槽还具有其它重要的设计特征。打孔的插入槽设计为使得水性臭氧溶液通过并到达槽的底部。臭氧气体比空气重并且因此将保留在槽的底部。插件48用于将臭氧气体从患者收集在槽的底部中。利用蠕动泵和风扇系统清除槽内的废弃溶液，由此除去臭氧气体以及废弃溶液。装置设计为使得所有的臭氧气体源在入口处被抽回到单独的歧管中并且到达系统主风扇，该风扇迫使气体通过催化破坏单元。系统设计是新颖的和有创造性的，其中使用单独的催化剂用于最终破坏来自三个单独气体源的气体。而且，催化反应的气体被导向并且在臭氧发生器的表面上排出，所述臭氧发生器优选为空气冷却型(相对于水冷却型)发生器。
主要的催化破坏单元是新颖的和有创造性的。催化破坏单元设计为利用干燥气体供给进行操作，因为水能够破坏大多数的催化剂。该系统的设计使得催化剂能够破坏湿性臭氧气体，而不会损害催化剂。
该装置使得使用者能够确定供给到表面的溶液的浓度(优选在1-21ppm的范围内)。在循环开始时，使用者能够选择所需的水性臭氧浓度。使用者还能够选择溶液施加到表面的持续时间。
权利要求
1.一种用于产生臭氧水射流以便对表面进行消毒的装置，其包括用于积聚臭氧水的储存器；用于从储存器向喷嘴配送臭氧水的装置，该喷嘴具有一个或者多个用于向所处理表面配给臭氧水射流的喷口以及环绕护罩，所述护罩用作从喷嘴周围抽取在喷嘴处释放的臭氧气体的装置；用于使得水流从储存器通过臭氧化站并且到达储存器进行循环的装置；向臭氧化站供给臭氧的装置，以便使得臭氧溶解在返回到储存器的循环液流中，从而使得在向喷嘴配送臭氧水以便应用于所处理表面之前，水中的臭氧浓度升高到必需的水平上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述循环装置在储存器中具有入口，该入口向上开口以便减少进入该入口中的臭氧气泡。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述臭氧化站包括环路中的水通过的文氏管，并且臭氧气体被供给到其收缩部以便夹带到水流中。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的装置，其特征在于，所述喷嘴设置为利用所述喷嘴上的较低压降配送臭氧水射流以便降低从水溶液中释放的臭氧量。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的装置，其特征在于，所述喷嘴具有环绕护罩，并且设置有用于从喷嘴周围抽取在喷嘴处释放的臭氧气体以便进行破坏的装置。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述的装置，其特征在于，用于通过臭氧化站循环水流的所述装置包括在其一端具有至少一个连接到反应容器的出口并且在其另一端具有连接到反应容器的进口以便用于运送气体/液体混合物的再循环环路、用于在所述环路内将气体溶解到流体中的装置，以及用于围绕所述环路移动流体的装置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在环路内将气体施加到流体中的装置是差压注射器。
8.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述储存器具有用于测量所溶解的臭氧浓度和/或流体的氧化还原电势的装置；用于应用所述流体的装置。
9.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述流体通过相同的孔进、出所述反应容器。
10.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，在储存器中任何未溶解的气体被收集并且使其流经破坏装置。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述破坏装置包括a)用于分解臭氧气体的气体分解单元；b)加热元件；c)以及温度传感器。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该破坏单元包括用于分解臭氧气体的二氧化锰催化剂。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述气体分解单元通过导管连接到储存器，所述导管相对于水平方向成一定角度以便使得由于臭氧冷凝而形成的水流回到储存器中。
14.根据权利要求11-13中任何一项所述的装置，其特征在于，所述加热元件和温度传感器将气体分解单元保持在40和80℃之间的温度，但是优选为60℃。
15.根据权利要求11-14中任何一项所述的装置，其特征在于，被分解的气体导入通过二级破坏单元。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述二级破坏单元是活性炭催化剂。
17.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，围绕反应流体所被喷射到的表面区域设有用于施加负压力的装置。
18.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，设有用于支撑患者所接受治疗的肢体并且收集喷射到位于肢体创伤上的流体的装置，反应流体被喷射到创伤之上随后收集在装置中，患者肢体放置在所述装置之上或者之中。
19.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，该设备是便携式的。
20.一种向表面并且更优选为创伤施加在储存器中产生的水性臭氧化流体的装置，包括a)用于从储存器向表面传送流体的导管；b)用于将流体喷射到表面上的喷头；c)护罩；d)以及用于围绕喷头产生负压的装置。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，泵沿着导管移动所述流体。
22.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，所述喷头包括多个孔以便产生流体射流。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述喷头包括多个孔，所述的孔设置为能够产生交叠式模式。
24.根据权利要求22或23所述的装置，其特征在于，所述喷头包括多个直径在0.2mm到1.5mm之间但是优选为0.5mm的孔。
25.根据权利要求21-24中任何一项所述的装置，其特征在于，所述泵装置设置为在50到100毫巴之间、但是优选为70毫巴的压力下将流体泵送到喷头。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述喷头安装在设置于导管一端的开口中的框架上，并且导管的另一端连接到抽吸装置上。
27.根据权利要求20-26中任何一项所述的装置，其特征在于，所述喷头具有金字塔形的护罩并且具有围绕创伤的开口端，射流通过该开口端进行配送。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述护罩的尺寸使得其能够紧密地容纳、但是并不干扰流体喷射模式。
29.根据权利要求20-28中任何一项所述的装置，其特征在于，利用支撑结构将所述喷头固定到位。
30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述支撑结构包括可有开关控制的电磁基部和可变位置夹紧装置。
31.一种一旦在流体已被施加到创伤上用于收集该流体的装置，包括a)收集装置；b)将流体从收集装置输送到主单元上的装置；c)用于将臭氧气体从收集装置输送到主单元的装置。
全文摘要
本发明涉及一种对表面并且特别是人体或者动物创伤进行消毒的装置，包括用于积聚浓缩臭氧水的接触器(12)以及从储存器向喷嘴(3a)配送臭氧水的装置(34、37)，该喷嘴具有一个或者多个用于向所处理表面配给臭氧水流的喷口。该喷嘴具有环绕护罩(40)并且设有用于围绕该喷嘴抽回在喷嘴处释放的臭氧化气体的装置(32)。在所处理表面/创伤的下面设有收集槽(43)，以容纳从处理区域流出的臭氧水并且在此处分解任何残余的臭氧。
文档编号A61H33/14GK1822875SQ200480020594
公开日2006年8月23日 申请日期2004年5月24日 优先权日2003年5月23日
发明者J·G·彻温斯 申请人:拜奥奎尔英国有限公司