BRPI0410601B1 - Aparelho para produzir uma pulverização de água ozonizada para desinfetar uma superfície - Google Patents

Description

“APARELHO PARA PRODUZIR UMA PULVERIZAÇÃO DE ÁGUA OZONIZADA PARA DESINFETAR UMA SUPERFÍCIE” A presente invenção refere-se a aparelhos e processos para uso na desinfecção de superfícies e particularmente no desinfetar ferimentos usando uma alta concentração de ozônio aquoso, e também a processos e aparelhos para produzir uma solução aquosa de ozônio de alta concentração.

Os ferimentos podem ser divididos em duas categorias básicas, agudos e crônicos. Ferimentos agudos são causados quando ocorre dano no tecido da pele intacto externo. Isto inclui ferimentos cirúrgicos, mordidas, queimaduras, cortes, abrasões, lacerações e ferimentos por arma de fogo ou esmagamento traumático. Ferimentos crônicos são associados com mecanismos endógenos ligados com uma condição predisposta que eventualmente danifica o tecido dérmico. Ferimentos crônicos com ffeqüência resultam quando o suprimento de oxigênio e nutrientes (perfusão) para os tecidos é prejudicado. Suprimento arterial reduzido, drenagem venosa ou doenças metabólicas podem ocasionar ferimentos crônicos. Úlceras de perna, úlceras de pé, e úlceras de decúbito são todos exemplos de ferimentos crônicos.

Hunt & outro (Ghunt, T.K. e Hopt, H.W. 1997, Wound healing and infection - what surgeons and anaesthesiolists can do, Surg. Clin. North America. Vol 77, pp. 587-606) declara que ferimentos agudos cicatrizam rapidamente se a perfusão sanguínea é maximizada, assim munindo as células do sistema imune com o oxigênio e nutrientes necessários para afastar a infecção. O oxigênio é um requisito integral para crescimento, divisão e cicatrização de ferimentos - Grief & outros (R. Grief,0 Akca, E. Hom, A. Kurzz,, e D.J. Sessler) 2000, Supplementalperioperaíive oxygen to reduce the incidence of surgical wound infection. The New England Journal of Medicine. Vol. 342 pp. 161-167). É também crítico para o rompimento respiratório de leucócitos polimorfonucleares, que produzem potentes compostos antimicrobianos. Assim como conferindo energia e assim mecanismos de defesa contra infecções,, o oxigênio também desempenha um papel importante no determinar o potencial de oxidação-redução de tecidos. Bakker (D.J. Bakker, 1998.SevereTrauma and infections. Anesthesia, Vol 53, pp 65-67), Wound microbiology and associated approaches) identifica que um baixo potencial de redução/oxidação favorece o crescimento de bactérias anaeróbicas. Bowler & outro (F.G. Bowler, D.I. Duerden, e D.G. Armstrong 2001. Wound Microbiology and associated approaches to wound management. Clinicai Microbiology Reviews, Vol 14, n2 2, pp 244-269) declara que um baixo potencial de redução/oxidação facilita o desenvolvimento de populações aeróbicas/anaeróbicas sinérgicas.

Ferimentos com frequência têm um conjunto diversificado de microflora. Os patógenos primários envolvidos na infecção de ferimentos crônicos e agudos acredita-se serem Staphilococcus Aureus, Pseudomonas aeruginosa e Streptococci beta-hemolítico. Estes patógenos são aeróbicos ou facultativos. Todavia,, os patógenos aeróbicos são com ffeqüência deixados passar nas investigações da infecção de ferimentos, devido a residirem profundo dentro do tecido dérmico. O isolamento de microorganismos anaeróbicos, sua identificação e coleta são consumidoras de tempo e trabalhosas. Bowler & outro (supracitado) investigou e concluiu que existe correlação entre a incidência de patógenos anaeróbicos e a prevalência de infecção. Bascom (J. B. Bascom, 1996. Pilonidal care; anerobes as visible villains, European Journal of Surgery, Vol 162, p 351) reporta que bactérias anaeróbicas são os verdadeiros microorganismos causadores da infecção de ferimentos e que oxigenação aperfeiçoada de ferimentos é requerida para minimizar a infecção. A natureza polimicrobiana de ferimentos tem sido amplamente publicada, todavia, o Siaphylococcus Aureus é considerado como a bactéria mais problemática nas infecções de ferimentos traumáticos, cirúrgicos e por queimaduras, Bowler & outro (supracitado). NJ. Tengrove, M.C. Stacey, D.F. McGechie & S. Mata, 1996. Qualiíative bacteriology and leg ulcer healing. Journal of wound care. VO 5, pp.277-280 - reporta que quando quatro ou mais grupos bacterianos se encontram presentes no interior de uma úlcera de perna, a probabilidade de cicatrização é significativamente reduzida. Esta descoberta promove a hipótese de que sinergia microbiana ocorre no interior de ferimentos aumentando o efeito patogênico efetivo e a severidade da infecção. O consumo de oxigênio por bactérias aeróbicas induz hipoxia de tecido e baixa o potencial de redução/oxidação, o que proporciona um habitat mais favorável para organismos anaeróbicos. Nutrientes produzidos por um microorganismo pode encorajar o crescimento de microrganismos co-habitantes potencialmente patogênicos. Alguns anaeróbios são suscetíveis de prejudicar a função de células imunes do hóspede e assim oferecer uma vantagem para eles próprios e outros microorganismos co-habitantes. Bowler (P.G. Bowler, 2002, Microbiology of acute and chronic wounds. Facing the challenge of wound management in the 2f Century).Master Misericordiae University Hospital) declara que microorganismos são suscetíveis de se auxiliarem mutuamente no interior de um ferimento. Microorganismos (especialmente em biofilmes) usam um mecanismo de comunicação designado de Quorum Sensing. Esta é uma forma de comunicação subordinada à densidade de células, facilitando a sobrevivência em um novo ambiente severo. Liberam moléculas sinalizadoras informando mutuamente “dicas de sobrevivência” (isto é, produzem uma alteração morfológica específica ou um agente químico defensivo específico).

Debridamento constitui uma parte integrante da cicatrização de ferimentos. A remoção de tecido morto e doentio é essencial para minimizar o habitat disponível para colonização microbiana e permitir a formação de novo tecido. O debridamento é realizado através da remoção física de tecido morto e doentio usando um instrumento agudo ou a aplicação de água salina ou estéril. 0 tratamento de ferimentos de mordidas envolve a irrigação sob alta pressão para reduzir a carga microbiana.

Historicamente o ozônio tem sido usado para desinfetar ferimentos na sua forma gasosa ou dissolvido dentro de um óleo. Aplicação direta de gás de ozônio, injeção ultravenosa, insuflação retal ou auto-hemoozonoterapia são todos métodos conhecidos de aplicação de ozônio medicinal. Referência deve ser feita às seguintes publicações de patentes por detalhes dos ditos tratamentos: RU-2178699, FR-2784388, US-6073627. Hipóteses de Ozônio Aquoso 1. Desinfecção 1.1 Ozônio é altamente reativo e se decompõe através da formação de radicais livres para formar oxigênio molecular. Radicais livres têm um elétron não emparelhado na sua órbita externa tomando os mesmos altamente instáveis e reativos. Estes radicais livres compreendem radicais de hidroxila, superóxido ou ozonídeo. O ataque sobre microorganismos pelo ozônio é principalmente sobre a membrana celular, com dano subseqüentemente ocorrendo em outros sítios da célula. O mecanismo de ação proposto considera-se em grande parte relacionar-se com as ligações olefmicas no interior da membrana de célula de microorganismo sendo atacada pelo ozônio para formar um ozonídeo ou outro produto de decomposição. O ozonídeo reage com enzimas, grupos de sulfidrila e aldeídos, liberando compostos peroxilados. Os compostos peroxilados adicionalmente danificam proteínas, DNA e outras estruturas. A célula é lisada e o citoplasma disperso. Em essência, o ozônio aquoso seria usado para reduzir os organismos microbiológicos no interior do ferimento. 1.2 Ozônio aquoso será particularmente eficaz contra bactérias anaeróbicas devido à sua carência de antioxidantes e outros sistemas de defesa contra oxidação. As bactérias aeróbicas produzem antioxidantes tal como superóxido dismutase para prevenir dano celular causado através da respiração usando oxigênio. As bactérias anaeróbicas não usam oxigênio para respirar e assim não emitem antioxidantes avançados. A remoção de bactérias anaeróbicas reduzirá a probabilidade de infecção Bowler (supracitada). 1.3 Oxidação baseada em radicais livres é aleatória e assim será extremamente difícil para um microorganismo desenvolver resistência ao ozônio aquoso. A desinfecção baseada em radicais livres não envolve especificidade de sítios alvo. Os radicais livres serão eficazes contra todos microorganismos, com a taxa de extinção estando subordinada, entre outras coisas, à prevalência de antioxidantes dentro das diferentes espécies microbianas. 1.4 Um período de contato suficientemente longo removerá todos microorganismos do leito de um ferimento, criando um ambiente estéril. 2. Debridamento 2.1 Ozônio aquoso não é específico de célula e atacará o tecido ferido assim como os microorganismos, tecido doente ou morto é menos bem objeto de perfusão em relação ao tecido sadio e como tal não contém tantos agentes antioxidantes ou enzimáticos (superóxido, dismutase, glutationa, macrófagos, etc,). Os tecidos doentes montarão uma defesa muito mais fraca contra o ataque de radicais livres em relação aos tecidos sadios e assim serão mais propensos a dano/ruptura/remoção do que os tecidos sadios. Assim, o ozônio aquoso oferecerá um sistema de debridamento químico quase seletivo, criando um ambiente de cicatrização aperfeiçoado. 3. Ambiente de cicatrização úmido 3.1 A aplicação de ozônio aquoso proporcionará um ambiente de cicatrização úmido (em conjunção com 1.4).Um ambiente de cicatrização úmido é crítico para a cicatrização de ferimentos - Winter (G.D. Winter, 1962. Formation of scab and the rate of epithelization of superficial wounds in the skin. Nature, vol 193, pp. 293-294) 4. Espécies de Oxigênio Reativas (ROS) 4.1 0 ozônio aquoso produz Espécies de oxigênio Reativo (ROS) como intermediários de decomposição,. O ROS produzido complementará o sistema de autodefesa natural dos corpos em que polimorfonucleócitos (PMNs) produzem ROS para remover microorganismos. O sistema de cicatrização por ozônio aquoso é biomimético, proporcionando uma dose de reforço quando os próprios PMNs dos corpos tiverem sido dominados pela infecção. 4.2 O ozônio aquoso atuará como um gerador ROS em tecidos isquêmicos insatisfatoriamente objeto de perfusão. A carência de perfusão inibe a produção própria de ROS pelo corpo através de uma deficiência em nutriente/oxigênio/energia. O ozônio aquoso artificialmente cria o mecanismo de remoção de infecção natural do corpo. 4.3 ROS suportará a formação de vasos sanguíneos (angiogênese) e estimula a produção de colágeno (C.K. Sem, S. Khanna, B.M. Babier, T.K. Hunt, E.C. Ellison, e S. Roy 2002. Redox control of wounâ repair, JCB (documento no prelo) Manuscrito M203391200). 4.4 Microorganismos comunicam-se através de quorum sensing, o que é facilitado através da liberação de moléculas sinalizadoras. ROS pode ativamente oxidar estas moléculas sinalizadoras reduzindo os efeitos de sobrevivência sinérgica. Este mecanismo seria importante no reduzir qualquer formação de biofilme. 5. Oxigenação 5.1 O ozônio aquoso se decompõe em água e oxigênio. A reação de decomposição se processa no interior do ferimento proporcionando aplicação superficial de oxigênio às células e produz um ambiente hiperóxido. As bactérias anaeróbicas não podem sobreviver em um ambiente hiperóxido, reduzindo a infecção. 5.2 Um ambiente hiperóxido produzido através de aplicação de ozônio aquoso pode proporcionar uma fonte de oxigênio para tecidos objeto de perfusão insuficiente (isquêmicos), o que pode aperfeiçoar a cicatrização de ferimentos. 5.3 Citocinese e fatores de crescimento apresentam uma ação mecanística em um ambiente hiperóxido, que pode ser facilitada através do uso de equipamento de aplicação de ozônio aquoso. 5.4 O equipamento de aplicação de ozônio aquoso contém um concentrador de oxigênio que pode ser usado para oferecer um oxigênio estéril sob alta pressão a um ferimento. O oxigênio é crítico para o processo de cicatrização do ferimento. O equipamento permite a aplicação de oxigênio ao ferimento através de um jato de alta pressão ou através do uso de uma câmara hiperbárica em tomo da área do ferimento. 6. Resposta de ferimento agudo 6.1 A pesquisa identificou que o inflingir um ferimento agudo dentro de um ferimento crônico pode induzir uma resposta de cicatrização do ferimento. A oxidação celular causada pela aplicação de ozônio aquoso pode induzir uma resposta do tipo de ferimento agudo dentro de um ferimento crônico que não se cicatriza. Água ozonizada Água ozonizada é amplamente usada para matar bactérias e outros microorganismos. Todavia, ao gerar e dissolver ozônio em água é usual esperar-se níveis de menos de lppm. WO-A-0020343 apresenta um aparelho para produzir uma solução de ozônio aquosa para desinfetar água de alimentação doméstica de animais. O processo requer pressurização do contator para facilitar a ozonização. US-A-5834031 apresenta um aparelho que utiliza ozônio aquoso para tratar micoses dos pés. Um único processo de ozonização “em-linha” é usado para produzir ozônio aquoso, enquanto submergindo por completo o apêndice a ser tratado. US-A-5098415 apresenta um aparelho para tratar doenças dos pés usando ozônio aquoso utilizando submersão do apêndice em solução de ozônio aquosa.. WO-A-0172432 apresenta um aparelho de pulverização móvel para fornecer uma corrente de ozônio aquoso. O processo de produção de ozônio aquoso utiliza um processo de produção ‘em-linha’ assim como uma unidade de desgaseificar. US-A-6455017 apresenta um aparelho móvel para lavar e sanear usando ozônio aquoso. O processo de produção de ozônio aquoso utiliza um processo de produção ‘em-linha’. US-A-2002130855 apresenta um processo para aumentar a dissolução de gases em líquidos. O Processo utiliza uma pluralidade de bocais pulverizadores dimensionados e situados para produzir bolhas microfmas e iniciar fluxo rotacional. US-A-2175539 apresenta um processo de tratar ferimentos com gás de ozônio. O tratamento é baseado sobre a aplicação de gás ao ferimento. US-A 4375812 apresenta um processo para tratamento queimaduras com ozônio aquoso envolvendo submergir o corpo inteiro do paciente em um banho de ozônio gasoso.

Constitui um dos objetivos da presente invenção produzir uma solução com alta concentração de ozônio suscetível de rápida desinfecção e proporcionar um processo e aparelho para aplicar uma solução de alta concentração de ozônio a uma superfície a ser desinfetada e particularmente a um ferimento em humano ou animal. A presente invenção apresenta um aparelho para desinfetar superfícies e particularmente ferimentos em humanos e animais, embora descrita no contexto de uma superfície ferida o âmbito da invenção cobre todos tipos de superfícies, compreendendo um reservatório para acumular água ozonizada e dispositivos para transmitir a água ozonizada do reservatório para um bocal munido de um ou mais jatos para administrar uma pulverização de água ozonizada sobre a superfície a ser tratada. O bocal tem um invólucro circundante e dispositivos são previstos para recolher gás ozonizado liberado pelo bocal da região em tomo do bocal. Uma bandeja coletora é prevista que está localizada sob a superfície/ferimento a ser tratado para receber a água ozonizada que flui da região de tratamento. A base de uma bandeja coletora pode conter um número de orifícios através dos quais a solução usada é extraída da bandeja por uma bomba que leva a solução a passar através de um catalisador para decompor qualquer ozônio residual contido na solução.

Segue-se uma descrição de algumas modalidades específicas da invenção, referência sendo feita aos desenhos apensos, em que: A figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema para gerar e aplicar água ozonizada a um ferimento; A figura 2 ilustra uma primeira modificação para o sistema; A figura 3 ilustra uma segunda modificação;

As figuras 4 a 10 ilustram uma cabeça pulverizadora para o aparelho; e As figuras 11 a 15 ilustram uma bandeja coletora e suporte para membro para um paciente a ser tratado.

Reportando-se inicialmente à figura 1 dos desenhos, o aparelho para realização da invenção compreende três componentes principais: um aparelho para gerar uma solução aquosa concentrada de ozônio indicada em 10; um aparelho para pulverizar a solução de ozônio sobre a superfície de um membro a ser tratado indicado em 11; e um aparelho para suportar um membro a ser tratado e para recolher a solução que se escoa do membro tratado para descarte indicado em 11a. Um sistema de controle (não mostrado) é previsto para o aparelho inteiro compreendendo um computador lógico programável que se interconecta com os elementos controláveis do aparelho para controlar a operação do aparelho. O ozônio aquoso 10 compreende um contator 12 que é conectado com um reservatório de água 13 através de uma bomba 14 e válvula controlada a solenóide 15. A figura 2 mostra uma disposição alternativa em que a água da rede é fornecida através de uma válvula limitadora de pressão. A bomba 14 é ativada e a válvula a solenóide 15 é aberta para transferir água do reservatório para o interior do contator 12 até um nível suficiente ser alcançado para ativar um sensor de nível de água 16. O sensor ativa um relé emitindo um sinal de volta para o PLC, que desliga uma bomba 14 e fecha uma válvula a solenóide 15. O contator tem um conduto 17 se estendendo de uma entrada voltada para cima 18 adjacente ao topo do contator através de uma bomba 19 e uma injeção de pressão diferencial 20 (tal como um injetor Mazzei conforme exposto no US-A-5863128) e deste para uma saída 21 para o interior do contator adjacente ao fundo do contator.A bomba 19 é ativada recebendo a água através da entrada 18, circulando através do injetor de pressão diferencial 20 e a retomando ao contator via a saída do bocal 21. O bocal desempenha duas funções. Basicamente fornece a contrapressão exigida pelo injetor diferencial e em segundo lugar, aumenta o misturamento de gás/líquido no interior do contator.

Uma fonte de alimentação de oxigênio 22, de preferência usando um concentrador de oxigênio, fornece gás de oxigênio seco através de uma válvula borboleta 23 e um regulador de pressão 24 a um gerador de ozônio 25. A válvula e regulador podem ser localizados quer antes quer após o gerador de ozônio. O gerador de ozônio pode utilizar ultravioleta, membrana trocadora de prótons ou processos de produção baseados em descarga corona, porém de preferência e um gerador de ozônio baseado em corona refrigerado a ar. 0 gerador de ozônio é ativado e uma válvula a solenóide 26 é aberta. Ozônio é aspirado através do injetor de pressão diferencial 20 onde entra em contato com a água. A corrente da mistura de gás/líquido é forçada através do bocal de saída 21 e para o interior do contator 12. Bolhas de gás de ozônio ascendem através do contator e egressam por uma saída 27 no interior de um tubo 28. O tubo 28 é inclinado para baixo no sentido da saída de modo que qualquer condensação que ocorra no interior do tubo escorre de volta para baixo através da saída e no interior do contator 12.

Qualquer gás de ozônio que alcance o tubo 28 passa através de um dispositivo decompositor 30, onde é decomposto em oxigênio. Um elemento calefator 30a é ativado aquecendo a unidade 30. Um sensor de temperatura 30b é ligado de volta com o computador lógico programável (PLC), que controla o processo de aquecimento e mantém o decompositor 30 a uma temperatura constante entre 40 e 80°C, porém de preferência de 60°C, A unidade redutora ou decompositora 30 é aquecida, o que previne a formação de umidade no interior da unidade 30 propriamente dita. O gás de oxigênio que egressa da unidade 30 passa para o interior do coletor 31. O gás de oxigênio é aspirado do coletor por um ventilador 32 e passado para o interior de um dispositivo decompositor de ozônio secundário 32a. O gás de oxigênio egressa do dispositivo decompositor de ozônio secundário de onde é dirigido para o gerador de ozônio 25 previamente mencionado onde auxilia na refrigeração da unidade.

Retomando ao processo de ozonização no contator, a entrada 18 para o sistema de recirculação tem uma extremidade voltada para cima e é configurada para prevenir que bolhas de gás de ozônio venham a ser aspiradas para o interior do sistema de recirculação. A concentração de ozônio aquoso é monitorada por um sensor de ozônio dissolvido 33 ligado com o PLC. Quando a concentração de ozônio dissolvido atinge o nível desejado, estabelecido pelo operador, o PLC desliga o concentrador de oxigênio e o gerador de ozônio e fecha a válvula controlada a solenóide 26. A bomba 19 é desligada e uma bomba 34 ativada para administrar a solução aquosa de ozônio ao sistema de pulverização 11. Uma válvula a solenóide 35 é aberta e a solução se desloca ao longo do tubo onde a pressão é limitada a entre 40 e 100 mbar, porém de preferência 70 mbar, por um regulador de pressão e fluxo 36. A solução de ozônio aquosa é fornecida a uma extremidade de um conduto interno 37 de um par de condutos concêntricos 37, 38. A extremidade oposta do conduto 37 tem uma cabeça pulverizadora 39 para administração de múltiplos jatos de ozônio aquoso. A cabeça pulverizadora é ilustrada nas figuras 4 a 10 e é configurada e construída de modo a produzir uma série de jatos, de preferência em uma configuração de ventilador entrefechada. O sistema de pulverização embora parecendo simples tem um número de aspectos característicos importantes. Quando a solução de ozônio sob alta concentração é forçada através de uma abertura um diferencial de pressão é gerado e causa o gás de ozônio dissolvido na corrente a passar da solução para a atmosfera (devido à pressão do vapor de ozônio).Tanto mais alto o diferencial de pressão tanto maior a quantidade de gás liberada na atmosfera. O limite atmosférico legal para o ozônio é de 0,1 ppm, que é muito baixo. Assim a cabeça pulverizadora foi desenvolvida para usar “orifícios de jato” 41 (ver as figuras 7 e 10) que são suficientemente pequenos para usar baixas quantidades de solução (facilitando a pequena dimensão da unidade) e contudo tem um diâmetro bastante grande para prevenir que um diferencial de pressão excessivamente alto seja gerado que libera demasiado gás de ozônio da solução. A pressão sob a qual a solução de ozônio é fornecida à cabeça é também um fator e testes indicaram que um nível em tomo de 70 mbar é o mais adequado. Pressões mais altas significam mais gás de ozônio é liberado na atmosfera e também causa os jatos a se tomarem demasiadamente potentes abrindo reentrâncias na superfície do ferimento.

Quando a solução egressa da cabeça pulverizadora 39, a queda de pressão causa o egresso do gás de ozônio da solução. Uma disposição em relação de superposição dos jatos como pode ser vista nas figuras 4 e 5 minimiza a área da superfície para volume das bordas externas do cone de pulverização, reduzindo assim o volume de gás de ozônio que é liberado da solução. O ozônio se decompõe rapidamente no ar e daí a relação de superfície para volume reduzida ser crítica no prevenir a decomposição da solução de ozônio quando está se propagando da cabeça pulverizadora para a superfície do ferimento. Os jatos operam a pressões muito baixas para minimizar a quantidade de gás de ozônio que se escapa da solução e também para assegurar que microorganismos não sejam compelidos para o interior do leito do ferimento. A cabeça pulverizadora está localizada no interior de um acessório de cabeça (adicionalmente designado de “cabeça cônica”) 40, configurado para casar com as dimensões do “cone de jato” produzido pela cabeça pulverizadora. O comprimento da cabeça cônica está subordinado à pressão dos jatos, porém preferencialmente é de 125 mm. O interior da cabeça cônica é mantido a uma pressão negativa em relação á atmosfera pelo ventilador 32 conectado com o coletor 31. Qualquer gás de ozônio liberado da solução no processo de pulverização é aspirado de volta através do conduto externo 38 para o interior do coletor e subsequentemente passado através de um decompositor de ozônio secundário 32a, onde é decomposto em oxigênio.

Em uso a cabeça cônica 40 é posicionada sobre um ferimento a ser desinfetado/cicatrizado. A distância que separa a superfície do ferimento da borda da cabeça cônica está subordinada à pressão dos jatos porém de preferência é de 10 mm. O paciente cujo ferimento deve ser desinfetado/cicatrizado pode estar acamado ou ambulante. Uma bandeja coletora 43 que será descrita em maior detalhe abaixo é colocada sob o apêndice do paciente sobre o qual o ferimento está localizado. A bandeja coletora contém um mecanismo de suporte articulado (não mostrado) que recebe o peso do apêndice do paciente durante o tratamento. O mecanismo de suporte pode ser rígido ou flexível, porém de preferência consiste de um côncavo acolchoado amovível ou suporte convexo, localizado sobre uma junta articulada para facilitar a rotação horizontal. Esta por sua vez está localizada sobre uma haste fixada ao dispositivo coletor por intermédio de uma junta 47 que permite à haste a se mover em um arco no plano vertical. De preferência esta é uma junta de pino. A bandeja coletora tem um elemento postiço amovível 48 que tem orifícios 49 no mesmo para permitir que a solução usada drene para a base da bandeja. Este elemento postiço 48 de preferência será um ‘V’ com uma série de orifícios 49 que permitem a solução a ser drenada porém a reter qualquer material biológico maior desprendido do ferimento no processo de desinfecção. A bandeja coletora possui flanges laterais 50 sobre os quais o sistema da cabeça pulverizadora é montado. A cabeça pulverizadora 39 é fixada em um dispositivo de montagem e suporte (não mostrado) que retém firmemente o cone pulverizador em posição acima do ferimento. Este dispositivo de montagem pode consistir em uma ampla gama de estruturas para reter a cabeça na sua posição exigida, tipicamente um dispositivo quer mecânico quer eletromagnético para proporcionar afixação a um conduto semi-rígido sobre o qual a cabeça pulverizadora é fixada. A base da bandeja coletora 43 contém um número de orifícios 51 através dos quais a solução usada é extraída da bandeja. Uma bomba 52 cria uma pressão negativa no interior do vaso 53 acoplado com a bandeja (ver a figura 1) causando o líquido na bandeja coletora a ser aspirado para o interior do vaso 53. O gás removido do vaso 53 pela bomba 52 é dirigido para o interior do coletor manifold 31, onde passa através do catalisador secundário 32A. Qualquer gás de ozônio residual liberado pela solução usada é aqui decomposto. A solução é aplicada ao ferimento por um período de tempo determinado pelo operador e programado no PLC ao início do tratamento. Uma vez transcorrida a duração requerida, o PLC fecha a válvula 35 e continua a operar o ventilador 32 e a bomba 52 por um período de tempo definido para livrar a bandeja coletora da solução. Durante este período a válvula 60 é aberta e a solução no interior do contator é bombeada para o interior do vaso 53, até o comutador de nível 61 no contator ser ativado. A bomba 34 é desligada e a válvula 60 é fechada. Após este período ter passado a bomba 52 e o ventilador 32 são desligados.

As entradas e saídas de vasos consistem em acoplamentos de conexão rápida para facilitar sua remoção e afixação. Ao término do tratamento, o vaso 53 é desconectado e a água nele contida despejada diretamente no dreno. A figura 3 mostra uma disposição alternativa do aparelho, de acordo com a qual o vaso 53 é removido e o conteúdo da bandeja coletora é bombeado diretamente para o dreno através de uma bomba. A solução excedente remanescente no contato é bombeada diretamente para o dreno em vez de para o vaso 53. Esta solução pode passar através de um filtro de carvão 65 no interior da linha do tubo de descarga para destruir qualquer ozônio que possa remanescer. O sistema é descrito operando com água de torneira recebida de uma fonte de alimentação doméstica ou comercial. A invenção não exclui o uso de uma fonte de alimentação de água filtrada ou condicionada. Uma fonte de alimentação d’água deste tipo terá o efeito de acelerar o processo de ozonização, porém, não é a fonte de alimentação de água de uso preferida devido à redução em sistemas de filtração de portabilidade. A faculdade de captar e destruir tanto quanto possível de qualquer gás de ozônio aquoso liberado na atmosfera proveniente de qualquer solução de ozônio aquoso é de máxima importância para a operação proveitosa de qualquer unidade. O aparelho a seguir é dirigido para aquele objetivo. A figura 7 é uma ilustração do bocal 39 e da coberta circundante 40 para o bocal para aplicar água ozonizada ao ferimento ou outra superfície de um paciente; e as figuras 11 a 13 ilustram a bandeja coletora suportando a área do membro ou corpo do paciente a ser tratada e para recuperar a água ozonizada que se escoa da área do paciente que está sendo tratada.

Ozônio aquoso é gerado dissolvendo gás de ozônio em líquido. A pressão de vapor saturado de ozônio é de 760 mmHg a 25°C, que significa que o ozônio atívamente se difundirá do líquido para o interior da atmosfera. O ozônio tem um limite de exposição legal de 0,1 ppm e por conseguinte isto apresenta um problema quando uma solução de ozônio aquoso de alta concentração é exposta à atmosfera (o ozônio facilmente se desprende da solução e a concentração na atmosfera se eleva acima do limite de 0,lppm). A velocidade à qual o gás de ozônio se desprende do líquido está altamente subordinada à temperatura e pressão. Tanto mais alta a temperatura tanto mais ozônio se desprende da solução e tanto mais baixa a pressão tanto mais ozônio se desprende da solução. A solução de ozônio aquosa é produzida à pressão atmosférica. É então submetida à pressão aumentada à medida que é bombeada para a cabeça pulverizadora. Quando está sob pressão (isso é, no tubo da bomba para a cabeça pulverizadora) nenhum ozônio se desprende da solução, devido ao fato de ter sido submetido à pressão aumentada. Quando atinge a cabeça pulverizadora, é bruscamente exposto às condições atmosféricas normais (isto é, ocorre uma queda em pressão) e assim uma proporção do ozônio contido na corrente líquida é liberada na atmosfera. Existe um diferencial de pressão criado através da abertura ou aberturas na cabeça pulverizadora. A dimensão deste diferencial de pressão determina a quantidade de gás de ozônio que é liberada do líquido quando este egressa da cabeça pulverizadora. A liberação do gás de ozônio tem duas conseqüências, a primeira já foi explanada, gás de ozônio é tóxico e assim eleva a concentração atmosférica acima do limite de exposição legal. A segunda é que a concentração do fluido de ozônio aquoso declina. O objetivo do sistema é aplicar uma solução de alta concentração ao ferimento, por conseguinte a proporção de perda de concentração devido à liberação do gás de ozônio necessita ser minimizada.

Experimentos foram conduzidos usando cabeças pulverizadoras com aberturas de dimensões variáveis combinado com pressões alternadas da bomba. Verificou-se que uma abertura de 0,5 mm de diâmetro é a dimensão mais eficaz, combinada com uma pressão de líquido de 70 mbar. Aberturas de 0,2 mm de diâmetro produziram um diferencial de pressão que foi demasiadamente grande e liberou uma proporção substancial de gás de ozônio, baixando a concentração da solução de 20 ppm para 12 ppm. Uma abertura do diâmetro de 0,75 mm admitiu demasiado líquido através da cabeça. Demasiado líquido causará maceração de um ferimento e assim inibirá mais exatamente do que auxiliará no processo de cicatrização. A abertura do diâmetro de 0,5 mm ainda permite uma proporção do gás de ozônio a se escapar do liquido, devido à alteração em pressão A concentração baixa de 20 ppm para 17 ppm. O gás de ozônio que se escapa para a atmosfera tem de ser tratado; de outro modo através de um período de tempo o efeito cumulativo elevará a concentração de ozônio acima dos 0,lppm. Para aquela finalidade a cabeça pulverizadora é circundada por um sistema de extração 38,40, para que quando o gás de ozônio ser liberado ao egressar da cabeça pulverizadora seja imediatamente recolhido de volta para o interior da máquina na corrente de ar recolhida. O uso de um sistema de extração prescreve a configuração e forma do padrão de pulverização emitido pela cabeça pulverizadora A implementação de um sistema de extração significa que o gás de ozônio está continuamente sendo recolhido da superfície do líquido aquoso conduzido pelo ar da cabeça pulverizadora para o ferimento. A proporção de gás de ozônio sendo removida pode ser limitada reduzindo a relação de superfície para volume do cone de pulverização. A configuração de pulverização ideal é aquela que tem uma área superficial muito pequena exposta à corrente de ar de extração, enquanto proporciona uma grande área de impacto superficial. A cabeça pulverizadora tem uma série de jatos entrefechados (ver as figuras 4 e 5) que produz um efeito de leque duplo. Esta pode ser ou não a configuração mais ideal para o padrão de pulverização. O “capuz” de extração 40 é proposto para ser um artigo consumível (isto é, pode ser rapidamente substituído entre pacientes).

Conforme anteriormente explanado, o gás de ozônio se difunde ativamente da solução aquosa. Quando ozônio aquoso é pulverizado sobre um ferimento ou outra superfície orgânica, uma grande proporção do ozônio é decomposta sobre a superfície. Todavia, o líquido que se escoa desperdiçado ainda contém ozônio, que, como previamente descrito, se incorpora ativamente à atmosfera. A bandeja coletora tem dois “conceitos” principais que permitem que funcione. O primeiro destes relaciona-se com a bandeja coletora 43 que é basicamente uma bandeja que tem um elemento postiço amovível em plástico sólido 48, que é inclinado em uma forma em V invertido. Uma série de orifícios 49 (por exemplo, mutuamente espaçados em quatro cm) é perfurada ao longo do ápice do V. O elemento postiço amovível permite que a solução de ozônio aquosa passe através dos orifícios, porém captura qualquer gás desprendido no intervalo do espaço abaixo do elemento postiço impedindo que se escape para a atmosfera. 0 segundo conceito da bandeja coletora é um sistema de decomposição por catalisador. Um par de ventiladores 70 de 15,24 cm é montado horizontalmente acima da área coletora de líquido servido 71. Abaixo de cada ventilador existe um leito 72 de pelotas de rutênio ou de outro material catalítico, através do qual os ventiladores aspiram o ar.

Como pode ser visto na figura 11, os ventiladores aspiram o ar (e assim qualquer ozônio atmosférico, pois o ozônio é mais pesado que o ar) através dos orifícios no elemento postiço em ‘V\. O ar passa através da solução de ozônio aquosa extraindo qualquer gás de ozônio que possa se desprender da solução. Esta mistura de ar/ozônio é então passada através de um catalisador, que a converte em oxigênio. O oxigênio é liberado na atmosfera.

Assim o sistema toma um número de sistemas precedentes (gerador de ozônio, concentrador de oxigênio, injetor de pressão diferencial) e os combina de tal maneira a produzir uma unidade portátil e altamente móvel que é suscetível de produzir concentrações de ozônio aquoso muito elevadas (>20 ppm).

Os sistemas de desinfecção baseados em ozônio aquoso têm sido baseados sobre grandes sistemas menos portáteis ou sobre sistemas móveis que somente podem produzir soluções de ozônio aquoso de baixa concentração (5 ppm). O conceito de aplicar ozônio a ferimentos não é novo, todavia as teorias desenvolvidas baseadas sobre as pesquisa dos inventores e compreensão de sistemas biológicos e seus modos de interação com o ozônio aquoso são singulares ou novas. O desenvolvimento de um sistema eficaz para aplicar ozônio aquoso de alta concentração a um humano (ou animal) sem colocar em risco o paciente através da exposição a gás de ozônio é novo e inventivo. A invenção incorpora um sistema de administração de ozônio aquoso que aplica a solução de alta concentração à superfície do ferimento enquanto minimizando a quantidade de gás de ozônio liberada daquela solução. A construção da configuração de pulverização, os requisitos de pressão e a construção do invólucro da cabeça pulverizadora são todos novos com relação à minimização da liberação de gás de ozônio. O uso de um sistema de extração para remover o gás de ozônio da área do ferimento é novo ou singular, assim como a construção que incorpora o conduto de administração de ozônio aquoso e a extração de gás de ozônio em um único sistema de tubo. A bandeja coletora também incorpora outra características de construção importantes. A bandeja do elemento postiço perfurada é projetada para permitir que a solução de ozônio aquosa atravesse para o fundo da bandeja. O gás de ozônio é mais pesado que o ar e assim permanecerá no fundo da bandeja. O elemento postiço amovível 48 funciona para recolher o gás de ozônio no fundo da bandeja afastado do paciente. A solução já usada no interior da bandeja é removida por um sistema de bomba peristáltica e ventilador, por conseguinte removendo o gás de ozônio assim como a solução já usada. O conjunto foi projetado de tal forma que todas as fontes de gás de ozônio são extraídas de volta para um único coletor manifold na entrada para o ventilador principal do sistema, que força o gás através de um sistema de decomposição catalítico. A construção do sistema é nova e inventiva pelo fato de um único catalisador ser usado como um agente de decomposição final para o gás proveniente de três fontes individuais. Outrossim, o gas cataliticamente reagido é dirigido para e esgotado através da superfície do gerador de ozônio, que de preferência é um gerador refrigerado a ar (em contraposição a ser refrigerado a água). O sistema de decomposição catalítico primário é novo e inventivo. Sistemas de decomposição catalíticos são projetados para operar com alimentações de gás seco, pois a água envenena a maioria dos catalisadores. A construção do sistema permite que o catalisador destrua o gás de ozônio úmido, sem lesar o catalisador. O aparelho permite ao usuário determinar a concentração da solução que deve ser aplicada à superfície (de preferência variando de 1 - 21 ppm). O usuário está capacitado a selecionar a concentração de ozônio aquoso requerida ao início do ciclo. O usuário também está capacitado a selecionar a duração pela qual a solução deve ser aplicada à superfície.

Claims (27)

1. Aparelho para produzir urna pulverização de água ozonizada para desinfetar uma superfície, compreendendo: um vaso (12) para água; um bocal (39) para pulverizar água ozonizada sobre uma superfície a ser tratada; um conduto interno (37) para fornecer água do vaso para o bocal; um dispositivo para fornecer ozônio para a água a ser distribuída como uma pulverização de água ozonizada a partir do bocal; e, um conduto externo (38) circundando o conduto de suprimento e tendo uma cabeça alargada (40) que circunda o bocal, para conter gás ozonizado liberado, caracterizado pelo fato de que: o bocal (39) tem uma série de orifícios (41) para distribuir uma pulverização de água ozonizada; e, um dispositivo (32) é previsto para criar uma pressão negativa no conduto externo (38) para extrair ozônio gasoso liberado no bocal (39), de dentro da cabeça alargada (40) para dentro do conduto externo (38).

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dc que o dispositivo (32) para criai' uma pressão negativa no conduto externo compreende um dispositivo de sucção (32) conectado ao conduto externo (38) na extremidade oposta à cabeça alargada (40) para extrair ozônio gasoso de dentro da cabeça através do conduto externo pra fora do bocal

3. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os orifícios ficam localizados no bocal (39) para produzir um padrão de sobreposição.

4. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o bocal contém uma série de orifícios entre 0,2 mm e 15 mm em diâmetro.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o diâmetro dos orifícios é de 0,5 mm.

6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para distribuir água ozonizada ao bocal compreende um dispositivo de bomba (34) disposto para bombear o fluido para a cabeça pulverizadora sob uma pressão de entre 5 a 10 kPa,

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a bomba é disposta para bombear o fluido a uma pressão de 7 kPa.

8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a cabeça alargada (40) é piramidal em forma e tem uma extremidade aberta para circundar um ferimento através do qual a pulverização é administrada.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as dimensões da cabeça alargada (40) são tais que contém estreitamente, contudo sem interferir com, o padrão de pulverização de fluido.

10. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o conjunto conduto/bocal é montado sobre uma estrutura de suporte localizada numa extremidade do conduto externo (38) e a outra extremidade do conduto externo (38) é conectada ao dispositivo de sucção (32).

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte consiste de uma base eletromagnética comutável e um dispositivo de fixação de posição variável.

12. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o vaso (12) para água ozonizada tem um circuito (17) que se estende a partir de um nível superior o vaso e retoma ao vaso a um nível mais baixo, o circuito incluindo uma bomba (19) para extrair líquido no nível superior no vaso e fazer o líquido retomar no nível mais baixo, uma estação de ozonização (20) e um dispositivo (22, 25, 26) para suprir ozônio à estação de ozonização para ser dissolvido no fluxo de líquido circulante que retoma ao vaso para possibilitar que a concentração de ozônio na água seja elevada a um nível requisitado antes da distribuição de água ozonizada ao bocal de pulverização para aplicação à superfície a ser tratada.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o circuito (17) tem uma entrada (18) no vaso que é aberta para cima para minimizar o ingresso de bolhas de ozônio na entrada.

14. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a estação de ozonização (20) compreende um Venturi através do qual a água no circuito passa e ao estrangulamento do qual o gás de ozônio é alimentado para ser arrastado no fluxo de água.

15. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para suprir ozônio gasoso na água dentro do circuito é um injetor de pressão diferencial.

16. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o vaso (12) tem um dispositivo para medir a concentração de ozônio dissolvido e/ou o potencial de redução de oxidação do fluido; dispositivo para aplicar o fluido.

17. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o vaso tem um orifício comum para distribuição de água ao vaso e suprimento de água ozonizada a partir do vaso.

18. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que qualquer gás não dissolvido no vaso é capturado e passado através de um dispositivo decompositor.

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o dispositivo decompositor compreende: a) uma unidade de decomposição de gás para decompor o gás de ozônio; b) um elemento de aquecimento; e, c) um sensor de temperatura.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a unidade de decomposição compreende um catalisador de dióxido de manganês para decompor o gás de ozônio.

21. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que a unidade de decomposição de gás é conectada com o vaso por um tubo inclinado em relação à horizontal para permitir que a água resultante da condensação de ozônio flua de volta para o vaso.

22. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento e o sensor de temperatura mantêm a unidade de decomposição de gás a uma temperatura de entre 40 e 80°C.

23. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado pelo fato de que o gás decomposto é dirigido através de uma unidade de decomposição secundária.

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a unidade de decomposição secundária é um, catalisador de carvão ativado.

25. Aparelho de acoido com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo feto de que dispositivos são previstos para aplicar pressão negativa em tomo da região onde o fluido de reação é pulverizado sobre uma superfície.

26. Aparelho de aeotdo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo feto de que é previsto um dispositivo (11a) para suportar um apêndice de um paciente a ser tratado e coletar fluido pulverizado sobre um ferimento sobre o apêndice, sendo que o fluido de reação é pulverizado sobre um ferimento e é subseque ntemente coletado em um dispositivo, sobre ou dentro de onde o apêndice do paciente é colocado.

27. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 26, caracterizado pelo fato de que é um equipamento portátil.