DE102022000600A1 - Air filter for vaccine production and application - Google Patents

Abstract

Es werden ein Luftfilter, eine Mund-Nasenmaske und ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Ein Luftfilter zur Impfstoffgewinnung und Applikation weist ein erstes Filtermaterial und ein zweites Filtermaterial auf, die derart kombiniert sind, dass durch Reibung und Trennung der Filtermaterialien eine elektrostatische Aufladung entsteht.An air filter, a mouth and nose mask and a method for their production are described. An air filter for vaccine production and application has a first filter material and a second filter material, which are combined in such a way that friction and separation of the filter materials result in an electrostatic charge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung die Partikel filtert, Luft hindurchlässt, Keime unschädlich macht, Viren in Impfstoff umwandelt und diesen frei gibt.The invention relates to a device that filters particles, lets air through, renders germs harmless, converts viruses into vaccines and releases them.

Luftfilter mit den oben genannten Eigenschaften können beispielhaft in Mund-Nasenmasken verwendet werden um Epidemien, die sich durch die Luft verbreiten, zu verhindern oder zu beenden.Air filters with the above properties can be used, for example, in mouth and nose masks to prevent or end epidemics that spread through the air.

Es ist bekannt, dass Luftfilter die mit Hochspannung anstatt nur mechanisch über die Porengröße zu filtrieren, sowohl eine geringere Verstopfungsneigung, als auch einen geringeren Filterwiderstand aufweisen, da ihre Funktion nicht wesentlich von der Porengröße abhängig ist. Gerade für den Fall sehr kleiner zu filtrierender Partikel, wie dies auf Viren zutrifft, sind die Forderung nach einem niedrigen Filterwiderstand und einer noch funktionierenden Filtration nur schwer in Einklang zu bringen. Bei medizinischen Atemmasken kann dieser Sachverhalt dazu führen, dass Viren gefiltert werden, der Gas- und Sauerstoffaustausch aber gesundheitsschädlich behindert wird, oder umgekehrt. Auch ist bekannt, dass der Beschuss von Viren mit Elektronen dazu führt, dass Viren dadurch unschädlich werden und darüber hinaus in Impfstoff umgewandelt wird. Wie es der Publikation ‚Impfstoffe-chemikalienfrei-produzieren‘ der Fraunhofer Gesellschaft zu entnehmen ist.It is known that air filters that use high voltage, instead of filtering mechanically via the pore size, have both a lower tendency to clog and a lower filter resistance, since their function is not significantly dependent on the pore size. Especially in the case of very small particles to be filtered, as is the case with viruses, it is difficult to reconcile the requirement for a low filter resistance and a still functioning filtration. In the case of medical breathing masks, this situation can lead to viruses being filtered, but the gas and oxygen exchange being hampered in a way that is harmful to health, or vice versa. It is also known that bombarding viruses with electrons means that viruses become harmless and are also converted into vaccines. As can be seen from the publication 'Vaccines-chemical-free-produce' by the Fraunhofer Society.

Klassische Impfstoffgewinnung und deren Applikation hat den, für Epidemien, entscheidenden Nachteil, oftmals mit seiner Verfügbarkeit, bereits nicht mehr aktuell zu sein. Da für die Entwicklung, die Testung, die Zulassung, den Transport und die Applikation Zeit benötigt wird, die von einem Virus genutzt werden kann um sich weiter zu entwickeln und den Nutzen der Impfung dadurch reduziert, oder sogar vollständig aufhebt. Auch die Lagerung ist bei vielen Impfstoffen, nur mit erheblichem technischen und kostenintensivem Aufwand möglich.Classic vaccine production and its application has the decisive disadvantage for epidemics, often with its availability, that it is no longer up to date. Since time is needed for development, testing, approval, transport and application, which can be used by a virus to develop further and thereby reduce or even completely negate the benefit of vaccination. Storage of many vaccines is also only possible with considerable technical and costly effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung zur Erzeugung einer geeigneten Hochspannung zu schaffen, die einen Luftfilter mit geringem Filterwiderstand ermöglicht, der auch für die Impfstoffgewinnung in z.B. einer Mund-Nasenmaske Verwendung finden kann, die sich darüber hinaus durch unbeschwertes Atmen auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch folgende Merkmale gelöst.The object of the invention is to create a simple device for generating a suitable high voltage, which enables an air filter with low filter resistance, which can also be used for vaccine production in e.g. a mouth-nose mask, which is also characterized by easy breathing. This task is solved by the following features.

Es werden zwei geeignete Filtermaterialien, am Beispiel einer Mund-Nasenmaske derart kombiniert, dass diese bei natürlichen Gesichtsbewegungen, wie z.B. beim Atmen, eine Reibungselektrizität in Form von elektrostatischer Spannung erzeugen. Die beiden Filtermaterialien sind idealerweise so gewählt, dass ein Material mit möglichst geringem mechanischen Aufwand Elektronen abgibt und das zweite Material diese möglichst gerne aufnimmt. Geeignete Materialen können hierzu aus einer Vielzahl bekannter triboelektrischer Materialien gewählt werden. Bei Reibung und Trennung der beiden komplementären Materialien entsteht eine parasitäre elektrostatische Aufladung, die viele Hundert, oder auch Tausend Volt betragen kann, aber für den Träger weder spürbar noch gesundheitsgefährdend sind. Da Elektronen eine negative Ladung besitzen, wird ein Elektronenüberschuss auf dem einen Filtermaterial als negative und ein Elektronenmangel, als positive Ladung, auf dem zweiten Filtermaterial erzeugt. Die erzielte Spannungsdifferenz ist dabei von vielen Faktoren abhängig, wie z.B. den gewählten Materialien, dessen Oberflächenstruktur, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, dem Flächendruck und der Geschwindigkeit mit der die beiden Stoffe aneinander reiben und voneinander getrennt werden. Es ist vorteilhaft das erste Filtermaterial mit einer höheren Steifigkeit und das zweite Filtermaterial mit einer höheren Elastizität zu wählen, da diese Kombination zu höherer elektrostatischer Spannung führen kann.
Auch ein möglichst guter Kontakt der beiden Filtermaterialien zueinander, wie er später im Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben wird, ist hierfür hilfreich. Wenn für ein Filtermaterial eine größere Filter-Leckage zugelassen wird, kann der Maskenträger durch die Tragerichtung bestimmen, ober er mit der Maske überwiegend sich selbst oder seine Umgebung mit Impfstoff versorgen will. Eine Farbunterscheidung oder Markierung der beiden Filtermaterialien kann dem Maskennutzer die Richtungsbestimmung erleichtern.Two suitable filter materials, using the example of a mouth and nose mask, are combined in such a way that they generate static electricity in the form of electrostatic voltage during natural facial movements, such as breathing. The two filter materials are ideally selected in such a way that one material emits electrons with the least possible mechanical effort and the second material absorbs them as much as possible. For this purpose, suitable materials can be selected from a large number of known triboelectric materials. When the two complementary materials rub and separate, a parasitic electrostatic charge is created, which can amount to many hundreds or even thousands of volts, but which the wearer can neither feel nor pose a health hazard. Since electrons have a negative charge, an excess of electrons is generated as a negative charge on one filter material and a lack of electrons as a positive charge on the second filter material. The tension difference achieved depends on many factors, such as the materials selected, their surface structure, the temperature, the humidity, the surface pressure and the speed at which the two materials rub against one another and are separated from one another. It is advantageous to choose the first filter material with a higher rigidity and the second filter material with a higher elasticity, as this combination can lead to higher electrostatic voltage.
The best possible contact between the two filter materials, as will be described later in the exemplary embodiment, is also helpful for this. If a larger filter leakage is permitted for a filter material, the mask wearer can determine by the wearing direction whether he wants to use the mask to primarily supply himself or his surroundings with vaccine. A color differentiation or marking of the two filter materials can make it easier for the mask user to determine the direction.

Die so erzeugte Spannungsdifferenz erzeugt ein Hochspannungsfeld zwischen den beiden Filtermaterialien. Dieses Hochspannungsfeld beschleunigt freie elektrisch potentialbehaftete Teilchen, wie Elektronen und Protonen, auf sehr hohe Geschwindigkeiten um Krankheitserreger, die zwischen die Filtermaterialien gelangen, damit zu beschießen. Die kinetischen Energien, der beschleunigten Teilchen, ist dabei ausreichend um Viren zu durchschlagen. Aufgrund der günstigen Größenverhältnisse von Teilchen zu Viren, bleibt die Hülle des Virus intakt wo hingegen das Erbgut des getroffenen Virus, von einem auftreffenden Teilchen, beschädigt wird. Dieser Umstand ist für die Impfstoffgewinnung elementar, denn nur die Kombination aus intakter Virushülle und beschädigtem Erbgut wird von unserem Immunsystem als Impfstoff verwendet um aktiviert zu werden und Antikörper herzustellen. Es wird bei diesem Vorgang ein sogenannter ‚Totimpfstoff‘ erzeugt, der unsere Zellen aufgrund des beschädigten Erbguts nicht mehr dazu anregt die Viren zu reproduzieren, was eine Erkrankung zur Folge hätte.The voltage difference created in this way creates a high-voltage field between the two filter materials. This high-voltage field accelerates free particles with electrical potential, such as electrons and protons, to very high speeds in order to bombard pathogens that get between the filter materials. The kinetic energy of the accelerated particles is sufficient to break through viruses. Due to the favorable size ratio of particles to viruses, the envelope of the virus remains intact, whereas the genetic material of the virus hit is damaged by an impacting particle. This circumstance is elementary for vaccine production, because only the combination of an intact virus envelope and damaged genetic material is used by our immune system as a vaccine to be activated and to produce antibodies. During this process, a so-called 'dead vaccine' is generated, which no longer stimulates our cells to reproduce the virus due to the damaged genetic material, which would result in a disease.

Da sich die beispielhaft beschriebene Mund- Nasenmaske immer an der aktuellen Filterkontamination bedient, ist der aus dem Kontaminationsmaterial erzeugte Impfstoff immer aktuell. Eine Mutation des Virus zwischen dem Viruskontakt, der Impfstofferzeugung und dessen Applikation ist somit ausgeschlossen, da die Zeit für diese Vorgänge dafür zu kurz ist. Mit Steuerung der Filter-Leckagen kann leicht die Impfstoffmenge reguliert werden, die in das Hochspannungsfeld zwischen die Filtermaterialien und das respiratorische System des Maskenträgers gelangt. Die direkte Applikation des Impfstoffs in das Atmungssystem hat zudem verschiedene Vorteile gegenüber der intramuskulären Applikation, die weit über die Angst vor Spritzen hinausgeht. Einer der größten Vorteile ist die kontinuierliche Applikation des Impfstoffs, direkt und unverzüglich an den Ort der Erkrankung.Since the mouth-nose mask described as an example always uses the current filter contamination, the vaccine produced from the contamination material is always up-to-date. A mutation of the virus between the virus contact, the vaccine production and its application is thus excluded, since the time for these processes is too short. With filter leakage control, the amount of vaccine entering the high-voltage field between the filter materials and the respiratory system of the mask wearer can easily be regulated. The direct application of the vaccine into the respiratory system also has various advantages over intramuscular application, which go far beyond the fear of injections. One of the greatest advantages is the continuous application of the vaccine, directly and immediately to the site of the disease.

Zur Herstellung des oben beschriebenen Anwendungsbeispiels einer Mund- Nasenmaske werden zwei gleichgroße geeignete rechteckige Filterstoffe deckungsgleich aufeinandergelegt und an allen vier Kanten miteinander vernäht, sodass ein doppelschichtiges flächiges rechteckiges Filterelement entsteht. Dieses Element wird nun spiegelgleich zweimal, jeweils um 1/6 der Breite nach oben und unten gefaltet. Sodass, von der Seite betrachtet ein ‚Z‘ und ein gespiegeltes ‚Z‘, mit Verbindung der unteren Schenkel, zu erkennen ist. Nun wird die auf 2/6 der ursprünglichen Breite verkürzte rechte und linke Seite der Maske vernäht. Dabei wird das sozusagen flachgedrückte ‚Z‘ und seine Spiegelung idealerweise gleich mit den Ohrschlaufen verbunden. Auch kann ein Nasenbügel auf einer der beiden langen Seiten mit eingenäht werden, um den Tragekomfort und die Dichtheit der Maske zu erhöhen. Zum Tragen der Maske kann die ‚Z‘-Falte mit dem Nasenbügel aufgezogen werden, oder beide ‚Z‘-Falten, wenn das Kinn auch von der Maske umschlossen werden soll. Das Aufziehen von nur einem ‚Z‘ hat den Vorteil, dass die untere, nicht aufgezogene Doppelkante der Maske, nicht vom Hals des Trägers, durch Kopfbewegungen verschoben wird. Die verwendete Falttechnik ist in mehrfacher Hinsicht für die Funktion und einfache Herstellung der Maske hilfreich, da sie auch hilft einen möglichst guten Kontakt und Flächendruck der beiden Filtermaterialien zueinander zu realisieren.To produce the application example of a mouth-nose mask described above, two suitable rectangular filter materials of the same size are placed congruently on top of each other and sewn together at all four edges, resulting in a double-layered, flat, rectangular filter element. This element is now folded twice in mirror image, each time by 1/6 of the width up and down. So that when viewed from the side, a 'Z' and a mirrored 'Z' can be seen with the connection of the lower legs. Now the right and left sides of the mask, shortened to 2/6 of the original width, are sewn together. The flattened 'Z', so to speak, and its reflection are ideally connected to the ear loops. A nose clip can also be sewn into one of the two long sides to increase the wearing comfort and tightness of the mask. To wear the mask, the 'Z' fold can be opened with the nose bridge, or both 'Z' folds if the chin should also be enclosed by the mask. Pulling up just a 'Z' has the advantage that the lower, unraised double edge of the mask, not from the wearer's neck, is displaced by head movements. The folding technique used is helpful in several respects for the function and simple production of the mask, as it also helps to achieve the best possible contact and surface pressure between the two filter materials.

Claims (8)

Mund-Nasenmaske zur Impfstoffgewinnung und -Applikation, aufweisend ein erstes Filtermaterial und ein zweites Filtermaterial, die derart kombiniert sind, dass durch Reibung und Trennung der Filtermaterialien eine parasitäre elektrostatische Aufladung entsteht.Mouth and nose mask for vaccine production and application, having a first filter material and a second filter material, which are combined in such a way that friction and separation of the filter materials result in a parasitic electrostatic charge. Mund-Nasenmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filtermaterial eine höhere Steifigkeit aufweist als das zweite Filtermaterial und das zweite Filtermaterial eine höhere Elastizität aufweist als das erste Filtermaterial.mouth and nose mask claim 1 , characterized in that the first filter material has a higher rigidity than the second filter material and the second filter material has a higher elasticity than the first filter material. Mund-Nasenmaske nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filtermaterial eine höhere Filter-Leckage zulässt als das andere Filtermaterial.Mouth and nose mask according to one of the preceding claims, characterized in that one filter material permits a higher filter leakage than the other filter material. Mund-Nasenmaske nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialien durch unterschiedliche Farbgebung oder Markierung zur Erleichterung der Richtungsbestimmung unterscheidbar sind.mouth and nose mask claim 3 , characterized in that the filter materials are distinguishable by different colors or markings to facilitate the determination of direction. Mund-Nasenmaske nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermaterialien als zwei gleichgroße rechteckige Filterstoffe deckungsgleich übereinandergelegt und an allen vier Kanten miteinander vernäht sind unter Bildung eines doppelschichtigen flächigen rechteckigen Filterelements.Mouth and nose mask according to one of the preceding claims, characterized in that the filter materials are laid congruently on top of one another as two rectangular filter materials of the same size and are sewn together at all four edges to form a double-layered, flat, rectangular filter element. Mund-Nasenmaske nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Filterelement spiegelgleich zweimal, jeweils um 1/6 der Breite nach oben und unten gefaltet ist, sodass von der Seite betrachtet ein ,Z' und ein gespiegeltes ,Z' mit Verbindung der unteren Schenkel zu erkennen ist, wobei die resultierenden auf 2/6 der ursprünglichen Breite verkürzten rechten und linken Seiten der Mund-Nasenmaske vernäht sind.mouth and nose mask claim 5 , characterized in that the filter element is folded twice as a mirror image, each by 1/6 of the width up and down, so that viewed from the side a 'Z' and a mirrored 'Z' can be seen with the connection of the lower legs, the resulting are sewn to 2/6 of the original width shortened right and left sides of the mouth-nose mask. Verfahren zur Herstellung einer Mund-Nasenmaske nach einem der Ansprüche 5 bis 6, aufweisend die Schritte - Bereitstellen der Filtermaterialien als zwei gleichgroße rechteckige Filterstoffe, - deckungsgleiches Aufeinanderlegen der Filterstoffe, - Vernähen der Filterstoffe entlang aller vier Kanten miteinander zur Erzielung eines doppelschichtigen flächigen rechteckigen Filterelements, - spiegelgleiches zweimaliges Falten des Filterelements, jeweils um 1/6 der Breite nach oben und unten, sodass von der Seite betrachtet ein ,Z' und ein gespiegeltes ,Z' mit Verbindung der unteren Schenkel zu erkennen ist, und - Vernähen der auf 2/6 der ursprünglichen Breite verkürzten rechte und linke Seiten der Mund-Nasenmaske.Method for producing a mouth-nose mask according to one of Claims 5 until 6 , comprising the steps - providing the filter materials as two rectangular filter materials of the same size, - laying the filter materials congruently one on top of the other, - sewing the filter materials together along all four edges to achieve a double-layered, flat, rectangular filter element, - folding the filter element twice in mirror image, each by 1/6 of the Width up and down so that, viewed from the side, a 'Z' and a mirrored 'Z' can be seen with the connection of the lower legs, and - sewing the right and left sides of the mouth-nose mask, which have been shortened to 2/6 of the original width . Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Ohrschlaufen beim Vernähen mit dem flachgedrückten ,Z' und seiner Spiegelung verbunden werden.procedure after claim 7 , characterized in that ear loops when sewing be associated with the flattened 'Z' and its reflection.