ES2290038T3 - Fluido refrigerante evaporativo que comprende hidrofluorocarbonos. - Google Patents
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Abstract
Uso de al menos un hidrofluorocarbono para la fabricación de un fluido refrigerante evaporativo líquido para enfriamiento de la piel, por pulverización de dicho fluido refrigerante sobre la piel, en donde dicho fluido refrigerante tiene un punto de ebullición en el intervalo de aproximadamente -10ºC a aproximadamente +25ºC, y en donde dicho al menos un hidrofluorocarbono se selecciona del grupo constituido por 1, 1, 1, 3, 3-pentafluoropropano, 1, 1, 2, 3, 3, 3-hexafluoropropano y 1, 1, 2, 2, 3, 3-hexafluoro-propano.
Description
Fluido refrigerante evaporativo que comprende
hidrofluorocarbonos.
La invención se refiere a fluidos refrigerantes
evaporativos, y más particularmente a fluidos refrigerantes
evaporativos adecuados para uso como anestésicos tópicos por
pulverización en frío que comprenden hidrofluorocarbonos, con
preferencia 1,1,1,3,3-pentafluoropropano, sea solos
o en combinación con otros componentes, y a un método de
enfriamiento o anestesia tópica de la piel que comprende pulverizar
dichos fluidos refrigerantes sobre la misma.
Los anestésicos tópicos son productos que se
aplican a la piel o tejidos mucosos de los animales de sangre
caliente para causar entumecimiento temporal en el sitio de
aplicación. Un tipo de anestésico tópico es un fluido refrigerante
evaporativo líquido o pulverización fría que está basado en el
efecto refrigerante de la evaporación para anestesiar los nervios.
Este tipo de producto se utiliza para procedimientos de cirugía
menor, tales como la apertura de forúnculos con lanceta o el drenaje
de pequeños abscesos. La aplicación de frío, a la que se hace
referencia como crioterapia, se utiliza también en el tratamiento de
lesiones o enfermedades, y esta extendida particularmente en la
medicina deportiva.
El cloruro de etilo en una botella pequeña se ha
comercializado, según se informa, como anestésico tópico por
pulverización fría, desde principios del siglo 20, y este producto
se ha mantenido esencialmente inalterado. Cuando se pulveriza
cloruro de etilo líquido sobre la piel, el cloruro de etilo se
evapora rápidamente y enfría la piel hasta anestesiar los nervios.
El efecto de enfriamiento es debido al calor de vaporización del
líquido hirviente. Una razón para que el cloruro de etilo sea
adecuado para este propósito es su punto de ebullición de 12,3ºC.
Este punto de ebullición es lo bastante bajo para causar una
vaporización rápida por contacto con la piel a la temperatura del
cuerpo. Sin embargo, el punto de ebullición es lo suficientemente
alto para permitir que el líquido se mantenga en un recipiente
cerrado simple a la temperatura ambiente, y para permitir que el
anestésico se utilice sin lesionar la piel.
Los anestésicos de pulverización fría
comercializados actualmente incluyen pulverización de cloruro de
etilo puro, así como mezclas de cloruro de etilo con
CFC-114 (diclorotetrafluoroetano),
CFC-114 por sí solo, y una mezcla
CFC-11 (triclorofluorometano)/CFC-12
(diclorodifluorometano). Sin embargo, existen problemas en el uso
de todos estos materiales. Debido a consideraciones ambientales, los
clorofluorocarbonos (CFCs), tales como CFC-114,
CFC-11 y CFC-12 están siendo
suprimidos gradualmente todos ellos. Esto deja solamente la
pulverización refrigerante de cloruro de etilo. No obstante, el
cloruro de etilo es un líquido altamente inflamable que se
volatiliza a la temperatura ambiente para formar un gas explosivo.
Por combustión, el cloruro de etilo puede formar cloruro de
hidrógeno o incluso fosgeno altamente tóxico (CCl_{2}O).
Adicionalmente, el cloruro de etilo puede reaccionar con el agua
caliente o el vapor de agua para formar cloruro de hidrógeno o ácido
clorhídrico. Por estas razones, deben tomarse precauciones
extremadas cuando se manipula y utiliza cloruro de etilo.
El documento WO 96/12442 describe un fluido
refrigerante vapor exento de clorofluorocarbonos.
Los documentos US 5.800.729 y WO 96/08603
divulgan 1,1,1,3,3-pentafluoropropano como fluido
refrigerante.
Así pues, existe necesidad de otros materiales
que pueden utilizarse como pulverizaciones refrigerantes
evaporativas en lugar de cloruro de etilo, y que estén exentas de
los clorofluorocarbonos ambientalmente inaceptables utilizados en
los productos existentes.
La Figura 1 es una representación esquemática de
un dispositivo para dispensar una pulverización líquida mientras se
encuentra en la posición invertida.
La Figura 2 es una representación esquemática de
un dispositivo para dispensar una pulverización líquida mientras se
encuentra en posición erguida.
La Figura 3 es un gráfico que compara la
presiones de vapor de cloruro de etilo y
1,1,1,3,3-pentafluoropropano.
La Figura 4 es un gráfico que compara los
efectos refrigerantes de cloruro de etilo y
1,1,1,3,3-pentafluoropropano para carga de 2
gramos.
La Figura 5 es un gráfico que compara los
efectos refrigerantes de cloruro de etilo y
1,1,1,3,3-pentafluopropano para carga de 4
gramos.
La presente invención proporciona un fluido
refrigerante evaporativo líquido que comprende al menos un
hidrofluorocarbono (HFC), sea solo o en combinación con otros
componentes ambientalmente aceptables, para uso en refrigeración de
la piel, como se define en la reivindicación 1. Tales fluidos
refrigerantes evaporativos líquidos son adecuados para uso como
anestésicos tópicos de pulverización fría. Para eficacia y seguridad
como pulverización fría para la piel, el fluido refrigerante tiene
un punto de ebullición comprendido en el intervalo de
aproximadamente -10ºC a aproximadamente 25ºC, con preferencia desde
aproximadamente 0ºC a 20ºC. Se cree que un fluido refrigerante con
un punto de ebullición inferior a aproximadamente -10ºC puede causar
congelación localizada de la piel o incluso necrosis por heladura.
Incluso los fluidos refrigerantes con puntos de ebullición más
altos, tales como cloruro de etilo, pueden causar dicha congelación
si no se utilizan adecuadamente. El fluido refrigerante de la
presente invención comprende de modo preferible al menos
aproximadamente 50 por ciento en peso de tal o tales componentes
HFC, de modo más preferible al menos aproximadamente 90 por ciento
en peso, y de modo muy preferible está constituido esencialmente
por dicho o dichos componentes. A lo largo de esta solicitud, todos
los porcentajes se expresarán en peso a no ser que se indique otra
cosa.
La presente invención incluye un sistema para
enfriar la piel, comprendiendo el sistema el fluido refrigerante
evaporativo y un dispositivo para suministrar una pulverización
líquida del fluido refrigerante. Para ser eficaz como pulverización
fría, el fluido refrigerante tiene que pulverizarse en forma líquida
sobre la piel, donde se vaporiza por extracción del calor de
vaporización de la superficie de la piel que se enfría. Con
preferencia, el dispositivo de pulverización dispersa una
pulverización fina y controlada del fluido refrigerante para
permitir la evaporación y el enfriamiento rápidos en la porción
seleccionada de la piel.
Botellas de pulverización y otros recipientes
adecuados para tales propósitos son bien conocidos en la técnica.
La Figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo 10
para dispensar un líquido 12 desde un recipiente 11, mientras el
recipiente se encuentra en posición invertida. Para aplicar la
pulverización desde un dispositivo de este tipo, el recipiente se
invierte primeramente, de tal modo que el líquido está en contacto
con un extremo de un lumen 14 que pasa a través de una válvula de
pulverización 13. La válvula se acciona luego para pulverizar el
líquido a través del lumen 14.
La Figura 2 es una representación esquemática de
un dispositivo de pulverización alternativo 20 que está destinado a
ser utilizado en posición vertical. El recipiente 21 contiene
líquido 22, y está provisto de una válvula de pulverización 23, que
incluye un lumen 24 que pasa a través de la misma. Un tubo 25 se
extiende desde un extremo del lumen 24 hasta el fondo del
recipiente. La válvula se acciona mientras el recipiente se
encuentra en posición vertical, y el fluido es aspirado a través
del tubo 25 y dispersado a través del lumen 24.
En otras realizaciones de los dispositivos de
las Figuras 1 ó 2, el recipiente puede estar hecho de un material
flexible, y puede estrujarse para impulsar el líquido a través del
lumen. Alternativamente, la pulverización puede impulsarse por el
uso de un bulbo de prensado separado, como los del tipo utilizado
comúnmente en los frascos de perfume. Otras variaciones de tales
dispositivos de pulverización serán evidentes para los expertos en
la técnica.
Para los propósitos de esta solicitud, se
utilizaran las definiciones siguientes para compuestos basados en
carbono. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos constituidos
exclusivamente por los elementos carbono e hidrógeno. Los
hidrofluorocarbonos son compuestos que están constituidos
exclusivamente por carbono, hidrógeno y flúor, y deben contener al
menos un átomo de flúor. Los perfluorocarbonos (PFCs) son compuestos
que están constituidos exclusivamente por carbono y flúor. Los
hidroclorofluorocarbonos son compuestos que están constituidos
exclusivamente por carbono, hidrógeno, cloro y flúor, y deben
incluir al menos un átomo de cada clase. Los clorofluorocarbonos
(CFCs) están constituidos exclusivamente por carbono, cloro y flúor
y no contienen átomo de hidrógeno alguno.
De acuerdo con las normas actuales, los HFCs y
los HCFCs se consideran ambientalmente aceptables. Sin embargo, el
uso de HCFCs puede ser suprimido gradualmente en los años venideros,
dependiendo de su contenido de cloro y de los efectos percibidos
sobre el ozono atmosférico. La aceptabilidad de los
perfluorocarbonos (PFCs) varía con el PFC específico y la
aplicación para la que deba ser utilizado. Los PFCs pueden
utilizarse en las composiciones de la presente invención, si los
mismos están considerados ambientalmente aceptables. Por el
contrario, los CFCs están considerados ambientalmente inaceptables,
y sus diversos usos han sido prohibidos o están siendo suprimidos
gradualmente. Por estas razones, las composiciones de la presente
invención están exentas con preferencia de todos los compuestos
CFC. Más preferiblemente, las composiciones están exentas también de
compuestos HCFC, en particular aquéllos que están considerados
ambientalmente inaceptables. Por esa razón, en una realización
preferida, la composición de la presente invención está constituida
esencialmente sólo por compuestos HFC. Como se ha expuesto
anteriormente, la composición está exenta también con preferencia de
cloruro de etilo, o de cualesquiera otros compuestos inflamables o
ambientalmente inaceptables. Para los propósitos de esta solicitud,
una composición se considerará sustancialmente exenta de un
componente cuando la misma contiene menos de aproximadamente 0,5
por ciento en peso de dicho componente.
Un hidrofluorocarbono preferido para uso en la
presente invención es 1,1,1,3,3-pentafluoropropano
(HFC-245fa). HFC-245fa es un
hidrofluorocarbono bien conocido, ambientalmente aceptable, que ha
sido identificado como agente de soplado de espumas, propelente de
aerosoles, agente de transmisión de calor, y posible sustituto de
CFC11 en sistemas de refrigeración. El mismo tiene un punto de
ebullición de aproximadamente 15,3ºC y un calor de vaporización
relativamente alto. Como resultado, actúa como fluido refrigerante
evaporativo de modo muy similar al cloruro de etilo, que tiene un
punto de ebullición de 12,3ºC. Sin embargo,
HFC-245fa es ininflamable y no reacciona con el
agua. Por consiguiente, puede utilizarse sin los problemas de
seguridad asociados con el cloruro de etilo.
HFC-245fa puede fabricarse por
diversos procesos, tales como los indicados en VanDerPuy et
al., Patente U.S. No. 5.574.192, Tung, Patente U.S. No.
5.710.352, y VanDerPuy et al., publicación PCT WO
95/04022.
Como se ha mencionado anteriormente,
HFC-245fa hierve a 15,3ºC, lo que le hace adecuado
para uso como fluido refrigerante evaporativo por sí mismo. Sin
embargo, el punto de ebullición puede elevarse o reducirse por la
adición de uno o más componentes distintos con puntos de ebullición
superiores o inferiores. La disminución del punto de ebullición de
la composición aumentará la presión de vapor, y el aumento del punto
de ebullición reducirá la presión de vapor.
El punto de ebullición del fluido refrigerante
evaporativo está comprendido en el intervalo de aproximadamente
-10ºC a aproximadamente 25ºC. Con preferencia, el punto de
ebullición es al menos aproximadamente 0ºC y menor que
aproximadamente 20ºC. Una mezcla con un punto de ebullición
demasiado bajo puede causar congelación o necrosis por heladura
localizada de la piel, mientras que una mezcla con un punto de
ebullición demasiado alto no será suficientemente eficaz para el
enfriamiento de la piel. Por adición selectiva de componentes con
puntos de ebullición inferiores, el punto de ebullición de la
composición puede ajustarse en caso deseado. Por ejemplo, el punto
de ebullición de una composición que comprende
HFC-245fa, que hierve a 15,3ºC, puede reducirse
hasta coincidir estrechamente con el punto de ebullición de 12,3ºC
del cloruro de etilo.
Cuando se combinan hidrofluorocarbonos e
hidroclorofluorocarbonos diferentes, los mismos deberían ser
compuestos que sean totalmente miscibles unos con otros. Con
preferencia, el fluido refrigerante comprende al menos
aproximadamente 50 por ciento en peso de hidrofluorocarbonos, de
modo más preferible al menos aproximadamente 90 por ciento en peso,
y de modo aún más preferible está constituido esencialmente por
hidrofluorocarbonos. Cuando se incluyen hidroclorofluorocarbonos en
el fluido refrigerante, se trata con preferencia de aquéllos que
están considerados ambientalmente aceptables. Debido a la
re-evaluación continuada de lo que se considera
ambientalmente aceptable, la selección de tales compuestos para
inclusión en el fluido refrigerante debería hacerse teniendo en
cuenta las disposiciones o los descubrimientos científicos
actuales.
La Tabla I enumera compuestos HFC y HCFC con
puntos de ebullición inferiores al de HFC-245fa que
se consideran particularmente adecuados para formación de mezclas
con puntos de ebullición reducidos con HFC-245fa,
que se incluye también en la lista. Con preferencia, tales mezclas
contienen al menos aproximadamente 50 por ciento en peso de
HFC-245fa. Se da la fórmula para cada compuesto, y
los mismos se enumeran por orden de punto de ebullición (P.E.):
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Basándose en sus puntos de ebullición,
HFC-236ea
(1,1,2,3,3,3-hexafluoropropano) y
HFC-236ca
(1,1,2,2,3,3-hexafluoropropano) son también
compuestos preferidos para uso como anestésicos de pulverización
refrigerante, sea solos o en combinación con otros componentes
ambientalmente aceptables.
Se realizaron pruebas para comparar la presión
de vapor de HFC-245fa con los datos de presión de
vapor publicados para cloruro de etilo (véase The Properties of
Gases and Liquids, 4ª edición, R.C. Reid, J.M. Plausnitz y B.E.
Poling, McGraw-Hill, Inc. 1987, p. 677. Los
resultados presentados en la Figura 3 muestran que la presión de
vapor de HFC-245fa es ligeramente inferior a la del
cloruro de etilo.
Se realizó un experimento para comparar el
efecto refrigerante de HFC-245fa con cloruro de
etilo. Se pegó con cinta adhesiva un termopar Omega tipo T para
medida de la temperatura a una pequeña hoja de plástico. El
termopar se conectó a un registrador de gráfico Fisher Scientific
que medía el cambio en la temperatura en función del tiempo. Se
pulverizaron aproximadamente 2 gramos de cloruro de etilo sobre la
punta del termopar en el transcurso de 45 segundos. Se midió el
cambio resultante en la temperatura a lo largo de 30 minutos. Una
vez que el termopar se equilibró a la temperatura ambiente, se
repitió este experimento para HFC-245fa. Los
resultados se presentan en la Figura 4.
Se condujo otro experimento del mismo modo que
en el Ejemplo 2, excepto que la cantidad pulverizada sobre el
termopar se aumentó hasta 4 gramos, tanto para el cloruro de etilo
como para el HFC-245fa. Estos resultados se
presentan en la Figura 5.
A partir de los resultados representados en las
Figuras 4 y 5, puede verse que la temperatura de la superficie se
recupera hasta 0ºC más rápidamente con HFC-245fa que
con cloruro de etilo. Las curvas de enfriamiento para
HFC-245fa son prácticamente iguales para cargas de 2
g y 4 g. Sin embargo, en el caso de las curvas de enfriamiento para
cloruro de etilo para las dos cargas diferentes son muy distintas.
Para una carga de 4 g, la temperatura de la superficie en el caso
del cloruro de etilo había descendido por debajo de -20ºC. La
temperatura baja sostenida a la carga más alta de 4 g de cloruro de
etilo podría dar como resultado una congelación localizada de la
piel. Por el contrario, el HFC-245fa se recupera
hasta por encima de 0ºC tanto para la carga de 2 g como para la de
4 g mucho antes de 5 minutos de pulverización.
Se condujo una prueba para comparar la sensación
de 1,1,1,3,3-pentafluoropropano con cloruro de etilo
cuando se utilizó como pulverización refrigerante. Se pulverizaron
muestras de cada material sobre la piel de un individuo y se
evaluaron respecto a efecto refrigerante. Las dos pulverizaciones
proporcionaron ambas un enfriamiento inmediato de la piel y se
encontró que eran indistinguibles una de otra.
Claims (6)
1. Uso de al menos un hidrofluorocarbono para la
fabricación de un fluido refrigerante evaporativo líquido para
enfriamiento de la piel, por pulverización de dicho fluido
refrigerante sobre la piel, en donde dicho fluido refrigerante
tiene un punto de ebullición en el intervalo de aproximadamente
-10ºC a aproximadamente +25ºC, y en donde dicho al menos un
hidrofluorocarbono se selecciona del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,2,3,3,3-hexafluoropropano y
1,1,2,2,3,3-hexafluoro-propano.
2. El uso de la reivindicación 1, en donde dicho
fluido refrigerante está constituido esencialmente por un
hidrofluorocarbono seleccionado del grupo constituido por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano,
1,1,2,3,3,3-hexafluoro-propano y
1,1,2,2,3,3-hexafluoropropano.
3. El uso de la reivindicación 2, en donde dicho
fluido refrigerante está constituido esencialmente por
1,1,1,3,3-pentafluoropropano.
4. El uso de la reivindicación 1, en donde dicho
fluido refrigerante contiene
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y al menos otro
hidrofluorocarbono o hidroclorofluorocarbono.
5. El uso de la reivindicación 4, en donde dicho
fluido refrigerante contiene al menos 50 por ciento en peso de
1,1,1,3,3-pentafluoropropano y al menos otro
hidrofluorocarbono o hidroclorofluorocarbono seleccionado del grupo
constituido por HFC-134a, HFC-134,
HFC-227ea, HFC-227ca,
HCFC-124, HCFC-124b,
HFC-236fa, HFC-254cb,
HFC-236cb, HFC-236ea, y
HFC-236ca.
6. El uso de la reivindicación 5, en donde dicho
fluido refrigerante está sustancialmente exento de
hidroclorofluorocarbonos.
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