Przedmiotem wynalazku jest maska chirurgicz¬ na. Celem jej zastosowania jest przeciwdzialanie temu by bakterie wydychane przez chirurga i przez innych czlonków zespolu operacyjnego, nie za- nieszczyszczaly pacjenta operowanego, a takze za¬ bezpieczenie chirurga i innych czlonków zespolu operacyjnego przed bakteriami pochodzacymi od pacjenta.Dotychczas stosowane maski chirurgiczne skla¬ daly sie z wielowarstwowo zlozonej gazy umiesz¬ czonej na nosie i ustach chirurga. Stosowana byla równiez wielowarstwowo zlozona tkanina lniana.Materialy te, nie sa bardzo dobrymi filtrami bak¬ terii a ich skuteczosc, w sensie odfiltrowywania bakterii, jest mniejsza od 50°/o.Maski wykonane z tkaniny, nie stanowiac sku¬ tecznego filtru dla bakterii byly wygodne w uzy¬ ciu, poniewaz dobrze przylegaly do twarzy chi¬ rurga i mialy maly opór aerodynamiczny. Opór aerodynamiczny, w przypadku uzycia maski chi¬ rurgicznej, jest miara opornosci na jaka natrafia strumien powietrza przeplywajacy przez maske.Opór ten jest okreslony przez pomiar spadku cis¬ nienia na masce umieszczonej w strumieniu po¬ wietrza. Przez maski wykonane z tkaniny, po¬ wietrze latwo przeplywa wskutek niescislosci materialu. Szczeliny istniejace w tkaninie sa liczne i wystarczajaco duze by stworzyc w masie duza przestrzen prózna okreslona jako pozbawiona wlókien. Oddychanie przez takie maski, wskutek ich malego oporu aerodynamicznego jest latwe.Luzne ulozenie wlókien w masce wykonanej z tkaniny powoduje, ze powietrze latwo przechodzi przez maske umozliwiajac równiez latwe przeni¬ kanie przez maske bakteriom.Maski tkaninowe wykazuja mala skutecznosc w odfiltrowywaniu bakterii. Maska jednorazowego u- zycia posiada wieksza skutecznosc w filtrowaniu bakterii od masek tkaninowych uzywanych do¬ tychczas. W porównaniu z maskami tkaninowymi, maski jednorazowego uzytku posiadaja znacznie wieksza skutecznosc w filtrowaniu bakterii sie¬ gajaca co najmniej 90%, ale posiadaja tez pewna niedogodnosc polegajaca na tym, ze wraz ze wzros¬ tem skutecznosci filtracji bakterii, wzrasta znacz¬ nie opór aerodynamiczny.Opór aerodynamiczny masek jednorazowego u- zycia jest tak wielki, ze przy wydechu maska od¬ chyla sie od ust uzytkownika. Swiadczy to o tym, ze powietrze nie przeplywa przez maske, a po¬ miedzy wewnetrzna powierzchnia maski a ustami i nosem uzytkownika nastepuje wzrost cisnienia.Cisnienie to nie tylko czyni stosowanie maski nie¬ dogodnym, ale w czasie wydechu odchyla maske od twarzy co umozliwia bakteriom wymkniecie sie spod krawedzi maski i w konsekwencji prze¬ ciwdziala celowi noszenia maski.Dotychczas stosowane maski jednorazowego u- zytku byly wykonane przy uzyciu krótkich wló¬ kien szklanych, azbestowych lub innych, wyka- 32 63192 631 zujacych tendencje do odrywania sie cd maiki co powodowalo ich pochlanianie przez uzytkow¬ nika. Wspomniane male czastki wykazuja tenden¬ cje do draznienia uzytkownika maski. Duzy opór aerodynamiczny masek czyni ich stosowanie malo 5 wygodnym. Przejscia w masce umozliwiajace przeplyw powietrza wykazuja tendencje do zaty¬ kania przez pyl, bakterie lub inne drobne czastki znajdujace sie w przestrzeni sali operacyjnej, wskutek czego oddychanie poprzez maske w czasie 10 dwóch do trzech godzin jest trudne. Omówione zjawiska sa przyczyna, dla której uzytkowanie maski jest bardzo niewygodne.Celem wynalazku jest wykonanie maski chirur¬ gicznej, która przy duzej skutecznosci filtrowania 15 bakterii posiadalaby maly opór aerodynamiczny.Przy zwiekszaniu skutecznosci filtrowania bakterii opór aerodynamiczny wzrosnie lub co najmniej pozostanie na stalym poziomie. Opór aerodyna¬ miczny jest zwiazany z iloscia otworów w sku- 20 tecznym osrodku filtracyjnym maski lub ze swobodna powierzchnia w masce. Przy zwiekszaniu swobodnej powierzchni, opór aerodynamiczny ma¬ leje, ale jednoczesnie maleje skutecznosc filtra¬ cyjna. W masce wedlug wynalazku uzyskano maly 25 opór aerodynamiczny zachowujac skutecznosc fil¬ trowania bakterii na tym poziomie jaki wystepuje w dotychczas stosowanych maskach chirurgicz¬ nych jednorazowego uzytku.Cel wynalazku zostal uzyskany przez to, ze jako 30 czynnika filtracyjnego uzyto nie krótkich''wlókten,'* a ciaglych syntetycznych pasm termoplastycznych.Okreslenie pasma ciagle w niniejszym opisie oznacza pasma, których dlugosc jest wieksza od 63 mm i korzystnie nie jest zdefiniowana. Pasma 35 te sa ukladane w postaci nietkanego materialu w taki sposób, ze bezposrednio po wytloczeniu na samonosna tkanine sa miedzy soba laczone przez zastosowanie malego docisku ale bez uzycia lepiszcza. Szczególnie korzystny material nietkany 40 jest wykonany z wlókien z tereftalanu polietylenu ukladanych po wytloczeniu w sposób opisany w patencie kanadyjskim 775 807.Sposób ten polega na wytloczeniu wlókien, przylozeniu do wlókien ladunku elektrostatycz- 45 nego, rodzieleniu wlókien wskutek ich naladowa¬ nia, ustawieniu wlókien i na ulozeniu wlókien w nieregularny material pozbawiony zgrupowan wlókien. Proces wytwórczy moze byc tak prowa¬ dzony by uzyskac silne pofaldowanie wlókien. 50 Wlókna sa rozlozone równolegle w plaszczyznach prostopadlych do kierunku przeplywu powietrza przez material maski. Przyczyna, dla której w wy¬ niku powyzszego ulozenia wlókien uzyskuje sie duza skutecznosc filtracji bakterii przy jednoczes- 55 nie malym oporze aerodynamicznym nie jest cal¬ kowicie jasna.Takie ulozenie wlókien o okreslonej srednicy stwarza maksymalna ilosc przestrzeni próznych, a jednoczesnie powoduje, ze przestrzenie te maja 60 wystarczajaco mala srednice, co umozliwia sku¬ teczne przechwytywanie bakterii przy ich prze¬ chodzeniu przez osrodek filtracyjny, a jednoczes¬ nie pozwala na przepuszczanie przez maske znacz¬ nych ilosci powietrza. Wysoka skutecznosc filtra- 65 ej i bakterii jest zwiazana z ladunkiem elektro-- statycznym przykladanym do wlókien w czasie tworzenia materialu. Ladunek ten. moze przyciag¬ nac i przytrzymac bakterie, jak równiez zabijac bakterie przechodzace przez maske.Brak lepiszcza w materiale w sposób istotny ulatwia dopasowywanie maski, poniewaz lepisz¬ cze powoduje usztywnianie nietkanego materialu.W masce wedlug wynalazku osrodek filtracyjny jest wolny od lepiszcza i dlatego tez moze latwo byc dopasowany do zarysu twarzy uzytkownika.Zawartosc lepiszcza nie zwieksza skutecznosci fil¬ tracji osrodka filtracyjnego maski, - Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maske w polozeniu takim, jakie ^zaj¬ muje na twarzy uzytkownika, w widoku perspek¬ tywicznym, fig. 2 — material maski z uwidocz¬ nionymi faldami maski w widoku z góry oraz czesc maski w przekroju w powiekszeniu, fig. 3 — faldy materialu, schematycznie w przekroju wzdluz linii 3—3 z fig. .2, fig. 4 — czesc . maski w po¬ wiekszeniu w przekroju wzdluz linii 4—4 z fig. 2.Maska chirurgiczna (fig. 1) sklada sie z glównej czesci 10 i z doczepionego do niej górnej kra¬ wedzi metalowego uchwytu nosowego. Uchwyt ten jest wykonany z metalu takiego jak aluminium, który moze byc przez dogiecie latwo przystoso¬ wany do ksztaltu nosa uzytkownika. Przy górnej i dolnej krawedzi maski do glównej jej czesci jest przez przyszycie, zgrzanie lub w inny odpowiedni sposób przymocowana tasiemka 13. Przy bocznych krawedziach maski do glównej czesci jest przy¬ twierdzona dodatkowa tasiemka 12, której dlugosc pozwala na siegniecie poza górna i dolna krawedz maski i która jest uzywana do przytwierdzenia maski do twarzy uzytkownika, Uklad fald maski (fig. 2) stanowi laminat two¬ rzacy glówna czesc maski ulozony w harmonijke poczynajac od górnej krawedzi maski 15, a kon¬ czac na jej dolnej krawedzi 16. Maska jest zlo¬ zona w trzech miejscach oznaczonych kolejno przez 17, 18 i 19, ale to szczególne ulozenie fald a takze ich ilosc nie sa objete wynalazkiem. Uklad ten juz poprzednio okazal sie byc szczególnie wy¬ godnym przy przystosowywaniu maski do ksztaltu twarzy uzytkownika.Czesc 20 (fig. 2) przedstawia w powiekszeniu po¬ szczególne warstwy maski. Zewnetrzna powierz¬ chnie maski stanowi warstwa 21 porowatego nie¬ tkanego materialu licowego. Czesc srodkowa za¬ wierajaca powiazany wyczeskami osrodek filtra¬ cyjny 22 wedlug wynalazku jest umieszczona po¬ miedzy materialem licowym 21 i druga warstwa 23 materialu licowego. Obydwie warstwy licowe moga byc wykonane z takiego samego silnie po¬ rowatego materialu nietkanego. Zadaniem tych warstw jest zawarcie i przytrzymanie osrodka filtracyjnego. Warstwy zewnetrzne wykonane z silnie porowatego materialu nietkanego sa lek¬ kie i w niewielkim stopniu wplywaja na dziala¬ nie filtracyjne maski. Bedac silnie porowate, ma¬ terialy te stanowia bardzo nieznaczny opór aero¬ dynamiczny powietrzu przeplywajacemu przez maske. Ciezar wlasciwy warstw licowych wynosi92 631 6 od 15 do 30 g na metr kwadratowy. Uzycie lek¬ kich warstw licowych jest korzystne, poniewaz zmniejsza sztywnosc maski\ a tym samym ulat¬ wia jej dopasowanie do twarzy uzytkownika. Na warstwy licowe mozna stosowac zgrzebny mate¬ rial nietkany laczony lepiszczem termoplastycz¬ nym. Odpowiednim lepiszczem jest samoutwar- dzalne spoiwo akrylowe spolimeryzowane emul¬ syjnie.Korzystne jest punktowe laczenie wszystkich trzech warstw maski za pomoca zgrzewania lub innego sposobu. Poszczególne warstwy sa tak lek¬ kie, ze w czasie ich laczenia mozna je splisowac i polaczyc szwem, bez rozwlókniania lub innego uszkadzania materialu. Polaczenie w niektórych miejscach wewnetrznej warstwy maski z osrod¬ kiem filtracyjnym przeciwdziala przesuwaniu sie wewnetrznej warstwy maski wzdluz nosa lub ust uzytkownika w czasie wdechu, co mogloby miec miejsce gdyby wewnetrzna warstwa nie byla zwiazana. Zjawisko przesuwania wewnetrznej po¬ wierzchni maski w czasie wdechu jakkolwiek nie zmniejsza skutecznosci maski to jednak stanowi pewna niewygode dla uzytkownika. Laczenia mozna dokonac przez zgrzewanie cieplne przy- zastosowaniu docisku wystarczajacego dla jedno¬ czesnego zgrzania wszystkich trzech warstw maski. • Wlasciwe wyniki uzyskuje sie przy uzyciu zata- piarki nagrzanej do temperatury 205°C przy zas¬ tosowaniu cisnienia 5,8 kg/cm2 i przy czasie zgrze¬ wania równym 1 sekundzie.Miejsce zgrzane 14 (fig. 4) moze przebiegac po¬ przez cala grubosc maski. Wskutek tego, ze wlók¬ na osrodka filtracyjnego sa wlóknami termoplas¬ tycznymi, jednoczesne zastosowanie ciepla i do¬ cisku powoduje topnienie sie wlókien, a po ostyg¬ nieciu i stwardnieniu tworza trwale polaczenie trzech warstw maski.Do sklejania warstw maski mozna uzyc takze kleju dzialajacego na goraco lub innych materia¬ lów klejacych. Korzystnie jest by laczna powierz¬ chnia sklein byla jak najmniejsza. Dla utworze¬ nia jednolitego laminatu z trzech warstw maski wystarcza szesc do dziewieciu sklein o powierz¬ chni okolo 0,8 cm kwadratowego kazda, umiesz¬ czonych w poblizu fald maski. Wielkosc lacznej powierzchni sklein nie jest wielkoscia krytyczna nie mniej powierzchnia ta musi byc wystarczajaco duza dla uzyskania zadanego wyniku a jedno¬ czesnie na tyle mala by nie powodowac istotnego zmniejszenia skutecznosci filtracji, czy tez istot¬ nego powiekszenia oporu aerodynamicznego maski.Laczna powierzchnia sklein mniejsza od l°/o calej powierzchni maski wystarcza do uzyskania zada¬ nej jednolitosci, a jednoczesnie nie wywoluje isto¬ tnego zmniejszania skutecznosci filtracji bakterii lub zwiekszenia oporu aerodynamicznego maski.Rozmieszczenie miejsc sklejonych nie wywiera istotnego wplywu na dzialanie maski, ale zaleca sie umieszczenie tych miejsc w poblizu fald maski (fig. 3).Osrodkiem filtracyjnym jest material powiazany wyczeskami. Material tego rodzaju o ciezarze wlasciwym wynoszacym od 48 do 54 g na metr kwadratowy laczy w sobie pozadane cechy duzej skutecznosci filtracji bakterii z malym oporem aerodynamicznym. Wlókna materialu maja sred¬ nice od 14 do 20 mikronów, ale nie maja idealnie kolowego przekroju. W materiale wedlug wyna¬ lazku, powiazanym wyczeskami wszystkie lub pra¬ wie wszystkie wlókna posiadaja nieokreslona dlugosc.W czasie produkcji materialu wlókna sa wyr tlaczane w postaci wlókien ciaglych i sa ukladane bezladnie na przesuwajacym sie pasie, przy czym wieksza czesc dlugosci wlókien uklada sie w plasz¬ czyznie zasadniczo równoleglej do kierunku prze¬ suwania sie pasa (fig. 4). W materialach warstw licowych 21 i 23 czesc krótkich wlókien jest usta¬ wiona prostopadle do glównych powierzchni 24 i 25 maski. Wlókna (26 i 27) w materiale osrodka filtracyjnego 22 sa tak ustawione, ze wieksza czesc ich dlugosci znajduje sie w plaszczyznach równo¬ leglych do glównych powierzchni maski a prosto¬ padlych do kierunku przeplywu powietrza przez maske. W masce, material jest tak ukladany by przeplyw powietrza przez maske odbywal sie w kierunku prostopadlym do równoleglych plasz¬ czyzn, w których sa ulozone wlókna. Tego ro¬ dzaju uklad daje w wyniku maksymalnie wyko^ rzystanie wlókien dla utworzenia w materiale przestrzeni pozbawionych wlókien, ale tak malych by zapobiec przechodzeniu bakterii przez material.Dla uzyskania duzej podatnosci masek chirur¬ gicznych stosuje sie material laczony wyczeskami o stosunkowo malej wytrzymalosci na rozciaga¬ nie. . Na osrodek filtracyjny nadaja sie materialy la¬ czone wyczeskami, których wytrzymalosc na rozr ciaganie jest mniejsza od 0,07 kG na centymetr kwadratowy. Tego rodzaju mala wytrzymalosc nk rozciaganie wykazuja materialy pozbawione spor- iwa i majace nieliczne samoistnie polaczone ob¬ szary. Dodanie spoiwa zwieksza wytrzymalosc mal- terialu filtracyjnego na rozciaganie co zmniejsza podatnosc materialu natomiast nie przyczynia sie w istotny sposób do zwiekszenia skutecznosci fil¬ tracji.Material osrodka filtracyjnego nie powinien za¬ wierac istotnych dodatków lepiszcza. Ilosc obsza¬ rów samoistnie polaczonych powinna byc ogra¬ niczona do tej, która jest niezbedna dla umozli¬ wienia dalszego przetworzenia tego materialu: Dodatkowe miejsca polaczen nie przyczyniaja sie do zwiekszenia skutecznosci filtracji bakterii na¬ tomiast moga powodowac zmniejszenie podatnosci materialu a tym samym i podatnosci maski.Tablica I Skutecznosc filtracji bak¬ terii Opór aerodynamiczny A 92% 0,5 mm B ', , | 92% ,5 mm Przyklad. W tablicy I zestawiono wyniki badan sredniej skutecznosci filtracji i oporu aero¬ dynamicznego dla szesciu masek chirurgicznych 40 45 50 55 607 92 631 8 wedlug wynalazku oznaczonych przez A, a w któ¬ rych osrodkiem filtracyjnym byly wlókna z teref- talanu polietylenu z szescioma maskami poprzed¬ nio znanego rodzaju oznaczonych przez B, w któ¬ rych osrodek filtracyjny zawieral wlókna szklane.Skutecznosc filtracji bakterii okreslano w na- steepujacy sposób: Zawiesine bakterii Staphyloco- ccus aureus rozpylona do stanu mgly przepuszcza¬ no przez otwór w obiegu zamknietym. Bakterie po przejsciu przez otwór byly wychwytywane na filtrze miliporowatym i zaszczepiane na plytkach agaru. Po 24 godzinach zliczano kolonie bakterii.Taka sama procedure stosowano przy przyslonie¬ ciu otworu przez maske chirurgiczna. Skutecznosc maski okreslano przez porównanie wyników zli¬ czenia kolonii bakterii na plytkach w przypadku gdy otwór byl zasloniety maska i gdy byl nieza- sloniety.Opór aerodynamiczny podawany w tablicach I i II w milimetrach slupa wody byl okreslany przy przepuszczaniu powietrza z okreslona szybkoscia (85 litrów na minute w przypadku tablicy II) poprzez 112 cm kwadratowych maski o wskazanej budowie: Spadek cisnienia pomiedzy górna i dolna powierzchnia maski jest miara jej oporu aerody¬ namicznego. Tablica II przedstawia wplyw szyb¬ kosci przeplywu na spadek cisnienia na maskach typu A i B, a takze na spadek cisnienia na oby¬ dwu warstwach licowych masek, które to warstwy byly jednakowe na obu maskach.Tablica II Szybkosc przeplywu 85 litrów/min. [ 50 litrów/min. 1 30 litr6w/min.A 0,46 mm 0,29 mm 0,19 mm B 6,1 mm 2,95 mm 1,7 mm Warstwy licowe 0,20 mm 0,15 mm 009 mm Tablice I i II wykazuja, ze opór aerodynamicz¬ ny maski wedlug wynalazku jest bardzo maly i jest w przyblizeniu 10-krotnie mniejszy od opo¬ ru aerodynamicznego masek znanego rodzaju.Osrodek filtracyjny z materialu laczonego wy¬ czeskami tworzony przez wytlaczanie wlókien po¬ limerowych na poruszajacy sie przenosnik i przez lekkie scisniecie dla samoczynnego polaczenia sie wlókien wykazuje tendencje do tego by wlókna znalazly sie w plaszczyznach równoleglych do po¬ wierzchni przenosnika, na którym jest tworzony material. Wiekszosc wlókien jest ulozona w plasz¬ czyznach równoleglych do plaszczyzny rysunku.Równolegle ulozenie wlókien, których srednica wynosi 14 do 20 mikronów daje w wyniku osrodek filtracyjny zawierajacy duza ilosc przestrzeni ot¬ wartych o stosunkowo malych rozmiarach. Uzys¬ kuje sie w ten sposób duzy przekrój, przez który moze przeplywac powietrze, a poszczególne otworki w tym przekroju sa wystarczajaco male i utrud¬ niaja przejscie bakterii.Material filtracyjny jest wykonany o grubosci zawartej pomiedzy 0,25 a 0,50 milimetra, a ko¬ rzystnie pomiedzy 0,35 a 0,45 milimetrem. Jak wykazaly próby grubosc ta jest wystarczajaca do zatrzymania co najmniej 90°/o bakterii, które moglyby przejsc przez maske. Przestrzen prózna, a inaczej mówiac przestrzen nie zawierajaca wló¬ kien jest wieksza od 85%. Wysoki wspólczynnik przestrzeni próznej i niewielki opór aerodyna¬ miczny wskazuja na to, ze wiekszosc wlókien znajduje sie w plaszczyznach równoleglych do glównych przestrzeni powierzchni osrodka filtra¬ cyjnego i ze tylko niewielki procent wlókien siega od jednej do drugiej glównej powierzchni osrodka filtracyjnego. PL