DE69620856T2

DE69620856T2 - Verfahren und vorrichtung für die präzise freisetzung eines antimikrobiellen mittels

Info

Publication number: DE69620856T2
Application number: DE69620856T
Authority: DE
Inventors: Patrick Balteau; T. Ling; Ying-Cheng Lo; Franco Peluso; Lecon Woo
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: KR970704490A; CA2194857C; BR9606428A; JPH10503698A; TW359618B; AU708286B2; CA2194857A1; EP0782466B1; MX9700709A; AU5956396A; ATE216613T1; WO1996040361A1; US5733270A; EP0782466A1; DE69620856D1

Description

Einschlägiger Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Vorrichtungen, die Desinfektionsmittel verwenden oder aufweisen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verbinder und Verfahren zum Herstellen steriler Verbindungen.
In vielen Industriezweigen kann es notwendig sein, eine Vorrichtung bereitzustellen, die mindestens eine Oberfläche aufweist, die sterilisiert worden ist. In der medizinischen Industrie ist es zum Beispiel wichtig zu sichern, daß Produkte, die in den Körper eingeführt werden und einen Verbindungsweg in den Körper bereitstellen, nicht zu einer Infektion aufgrund von Mikroben, wie Bakterien, führen. Eine Möglichkeit, bei der es zu solchen Infektionen kommen kann, beruht auf den Verbindungen, die einen Fluidströmungsweg zwischen der Zugangsstelle in den Körper und dem in den Körper zu infundierenden medizischen Produkt schaffen.
Natürlich ist es zum Beispiel allgemein bekannt, für viele Zwecke, wie die Zuführung eines Medikamentes, das Bereitstellen der Dialyse und dergleichen, einem Patienten ein Fluid zuzuführen. Diese Fluidzufuhr erfordert es in vielen Fällen, daß sterile Fluidströmungswege geschaffen werden. Einige dieser medizinischen Verfahren erfordern es, daß die sterilen Fluidströmungswege getrennt und erneut verbunden werden.
Es ist zum Beispiel bekannt, eine Kanüle oder Nadel zu verwenden, um unter Verwendung einer Länge eines Schlauchs, der außerdem mit einem die Lösung aufnehmenden Behälter verbunden ist, einem Patienten eine Lösung zu injizieren. Oft ist ein Adapter oder ein anderer Verbinder vorgesehen, damit die Fluidverbindung zwischen dem Behälter und dem Patienten durch den Schlauch möglich wird. Ein Verbinder kann zum Beispiel an einer Öffnung am Behälter vorgesehen sein, damit ein Ende der Länge des Schlauchs mit dem Behälter verbunden wird.
In der medizinischen Industrie ist es auch allgemein bekannt, einem Patienten, zum Beispiel für die Peritonealdialyse, Lösungen zuzuführen. Bei der Peritonealdialyse wird eine Dialyselösung mit einem Katheter in den Peritonealraum eingeführt. Nach einem ausreichenden Zeitraum ist ein Austausch der gelösten Stoffe zwischen dem Dialysat und dem Blut erreicht. Das Entfernen der Abfallprodukte des Stoffwechsels wird dadurch erreicht, daß ein geeigneter Osmosegradient vorgesehen wird. Dann wird die Dialyselösung einfach durch den Katheter aus dem Körperraum abgelassen.
Bei einem solchen Patienten wird dieses Verfahren im allgemeinen täglich drei- oder viermal wiederholt. Deshalb muß ein wiederholtes Verbinden mit und Trennen von dem System erfolgen. Bei dieser Prozedur kann der Patient durch tägliche Aktivitäten, wie die Wechselsprechanlage an der Tür oder das Telefon, unterbrochen werden. Somit muß der Patient das System während der Prozedur trennen und wieder verbinden können.
In Zusammenhang mit dem Trennen und dem erneuten Verbinden einer sterilen Strömungsleitung, wie der für die Peritonealdialyse verwendeten, entstehen mindestens drei Probleme. Eine Forderung ist, daß das System ein schnelles und einfaches Verfahren zum Trennen vom System vorsehen muß. Es ist auch erforderlich, daß nach dem Trennen eine sterile, verunreinigungsfreie Umgebung erhalten bleibt. Außerdem muß ein solches System eine Einrichtung für ein einfaches erneutes Verbinden mit dem System bieten.
Wenn das System so kompliziert ist, daß der gesamte Aufbau auseinandergebaut werden muß, gestattet der Patient im allgemeinen keine Unterbrechung und setzt die Zuführung der Lösung fort, wobei er die Unterbrechung ignoriert und zum Beispiel nicht am Telefon oder an der Tür antwortet. Wenn andererseits das Trennen und/oder erneute Verbinden nicht ohne eine Kontaminierung des Systems erfolgen können, müssen kontaminierte Elemente des Systems ersetzt werden.
Bei dieser Alternative müssen die kontaminierten Elemente des Systems vor der erneuten Verwendung des Systems sterilisiert werden. Deshalb wird der Patient wiederum eine Unterbrechung ignorieren und mit der Verabreichung der Lösung aus dem System fortfahren.
Im Gegensatz zu den Bedürfnissen des Patienten erfordern jedoch gelegentlich Unterbrechungen, wie Notfälle, eine Trennnung vom System. Deshalb müssen Systeme bereitgestellt werden, die für das Trennen oder erneute Verbinden der Systeme ohne eine Kontaminierung der Elemente des Systems sorgen.
Auf anderen Gebieten der medizinischen Industrie ist die Industrie weiterhin bestrebt, das Auftreten einer bakteriellen Infektion zu vermindern, die durch eine bakterielle Verunreinigung aufgrund der medizinischen Vorrichtungen oder Verfahren hervorgerufen wird. Das trifft besonders bei medizinischen Geräten zu, die normalerweise nicht sterilisiert oder einer Autoklavenbehandlung unterzogen werden können oder die in Bakterien enthaltenden Umgebungen verwendet werden.
Zum Beispiel können Nähte, Katheter, Operationsbänder, Schläuche, Tupfer, Handschuhe, Kompressen, Operationstücher, Dialyseverbinder und bestimmte medizinische Instrumente nicht im Autoklaven behandelt werden, um die Sterilität zu sichern. Sie müssen oft in Bereichen verwendet werden, in denen pathogene Bakterien vorhanden sind. Folglich wird auf dem Fachgebiet einer solchen medizinischen Ausrüstung schon lange nach Vorrichtungen und Verfahren gesucht, um diese medizinische Ausrüstung antibakteriell und erwartungsgemäß auch antimikrobiell zu machen.
Ein allgemeiner Ansatz bestand auf diesem Fachgebiet darin, eine medizinische Ausrüstung oder eine Oberfläche davon mit einem Bakterizid zu beschichten. Da jedoch die meisten Bakterizide teilweise wasserlöslich sind oder es für eine effektive antibakterielle Wirkung zumindest erforderlich ist, sie ausreichend löslich zu machen, haben sich einfache Beschichtungen aus Bakteriziden als unzuverlässig erwiesen. Aus diesem Grund wurde auf diesem Fachgebiet versucht, Bakterizide in die medizinische Ausrüstung einzuführen oder zumindest eine stabilisierte Beschichtung darauf vorzusehen.
Mit der zunehmenden Verwendung von Polymermaterialien für die Herstellung einer medizinischen Ausrüstung wurde zum Beispiel der Wunsch nach der Verwendung eines antimikrobiellen Polymers immer stärker. Auf diesem Fachgebiet wurden deshalb verschiedene Kombinationen von Kunststoffen und antibakteriellen Mitteln versucht. Das antibakterielle Mittel kann fest an den Kunststoff angebracht oder in diesen eingeführt werden, so daß deren Kombination für die Herstellung dieser medizinischen Ausrüstung aus Kunststoff verwendet werden kann.
Diese relativ neuen Bemühungen haben auf diesem Fachgebiet zu unzähligen verschiedenen Methoden geführt. Das US-Patent Nr. 3,401,005 bringt bei einem Versuch, ein befriedigend arbeitendes Produkt zu schaffen, eine Zusammensetzung aus Polyvinylpyrrolidon und Iod auf Baumwollmull auf. Nach dem Trocknen hat das beschichtete Material eine Germizideigenschaft.
Bei einem ähnlichen Versuch wurde eine in einen Komplex überführte Zusammensetzung aus Polyvinylpyrrolidon und Iod in absorbierbare Gelatineschaumstoffe gegeben, so daß chirurgische Tupfer hergestellt wurden. In dem US-Patent Nr. 3,401,005 wurde festgestellt, daß diese in einem Komplex gebundene Zusammensetzung unter den Anwendungsbedingungen Iod freisetzt.
Ein festes, mit Iod in einem Komplex gebundenes Polyvinylpyrrolidon ist in dem US-Patent Nr. 3,898,326 als vorteilhaftes Desinfektionsmaterial offenbart. Das US-Patent Nr. 4,017,407 erweitert diese in einem Komplex gebundene Zusammensetzung, so daß sie Detergenzien enschließt.
Das US-Patent Nr. 4,381,380 betrifft eine polymere Bakteriozidzusammensetzung für die Verwendung bei antibakteriellen Zwecken. Die Zusammensetzung gemäß dem US-Patent Nr. 4,381,830 enthält ein plastisches, schwach vernetztes Polyurethan mit Urethan-Bindungen -O-(CC)-NH- und Iod, das mit einer ausreichenden Anzahl dieser Bindungen eine Komplexbildung eingegangen ist, so daß die Zusammensetzung Bakterizideigenschaften erhält. Für die Komplexbildung des Iods mit den Urethan-Bindungen wurden Iodlösungen mit Konzentrationen von 1 bis 15% verwendet.
Die Verwendung eines Kunststoffs, der eine vollständige Komplexbildung mit Iod eingegangen ist, als mögliches selbststerilisierendes Material hat Nachteile. Neben anderen Faktoren begrenzen die Konzentration von Iod in der Lösung und das Lösungsmittel der Iodlösung die Iodmenge, die eine Komplexbildung mit dem Polyurethan eingegangen ist.
Außerdem hängt die Freisetzungsrate von Iod aus Kunststoffen, die eine Komplexbildung mit Iod eingegangen sind, von der Affinität ab, die der Kunststoff gegenüber Iod zeigt. Dadurch sorgen Kunststoffe mit dieser Komplexbildung oft nicht für eine wirksame Freisetzung von Iod in die Atmosphäre oder stellen keine Flüssigkeit für eine ausreichende antimikrobielle Behandlung bereit.
Bei der Bereitstellung solcher Produkte muß neben der Bereitstellung der Sterilität auch eine Vielzahl von Faktoren in Betracht gezogen werden. Viele der zu behandelnden Produkte erfordern es, daß die antimikrobielle Funktion über lange Zeit, z. B. einige Monate, bereitgestellt wird.
Da die mikrobiellen Belastungen, die im Laufe der Zeit mit verschiedenen klinischen und häuslichen Einrichtungen verbunden sind, sehr verschieden sein können, wobei sie nahezu alle Stämme aus der Gruppe der Bakterien, der Pilze und der Viren einschließen, muß außerdem die Fähigkeit des antimikrobiellen Mittels, diese infektiösen Mittel zu neutralisieren, ein breites Spektrum aufweisen. Durch die Mutation der mikrobiellen Mittel sollte sich vorzugsweise nur eine geringe oder keine Resistenz gegen das Desinfektionsmittel aufbauen.
Eine weitere Forderung an das antimikrobielle Mittel besteht in einer relativ geringen Toxizität gegenüber humanen Geweben bei einem langen Kontakt. Diese Forderung ergibt sich aus der Rücksichtnahme auf die Sicherheit des Patienten und des medizinischen Personals.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung gibt eine medizinische Vorrichtung gemäß Anspruch 1, einen Peritonealdialysekatheter gemäß Anspruch 5 und ein Verfahren zum Desinfizieren einer Fläche gemäß Anspruch 6 an.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Element zur kontrollierten Freisetzung porös.
In einem Ausführungsbeispiel ist die feste sterilisierende Komponente Iod.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Koppeln der Vorrichtung an ein anderes Element auf.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine die Vorrichtung durchsetzende Fluidströmungsleitung auf, wobei das feste sterilisierende Mittel zumindest zeitweilig zumindest mit Bereichen der Fluidströmungsleitung in Kontakt gelangt, nachdem es durch das Element sublimiert ist.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Einrichtung auf, die die Vorrichtung an ein anderes Element koppelt, das eine zweite Fluidströmungsleitung aufweist, und die dazu führt, daß die Fluidströmungsleitung und die zweite Fluidströmungsleitung in Fluidverbindung stehen.
In einem Auführungsbeispiel des Verfahrens ist die feste sterilisierende Komponente Iod.
In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist das Produkt ein Verbinder, der in einem medizinischen Verfahren verwendet wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist das medizinische Verfahren die Dialyse.
In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens weist das Element zur gesteuerten Freisetzung Poren auf.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System angegeben, um zwei Fluidströmungsleitungen miteinander zu koppeln, das folgendes aufweist: ein erstes Element, das eine erste Fluidströmungsleitung aufweist, und ein zweites Element, das eine dieses durchsetzende Fluidströmungsleitung aufweist. Das erste Element weist eine Kammer auf, die einen Innenraum bildet, der ein Element zur kontrollierten Freisetzung aufweist.
Eine feste sterilisierende Verbindung ist in der Kammer angeordnet und sublimieren bei Umgebungsbedingungen. Das Element zur gesteuerten Freisetzung ist so ausgebildet und angeordnet, daß zumindest ein Teil der festen sterilisierenden Verbindung sublimiert und durch das Element zur gesteuerten Freisetzung hindurch gelangen kann und zumindest mit Bereichen der Fluidströmungsleitung in Kontakt kommen kann.
Es sind Einrichtungen vorgesehen, um das erste und das zweite Element lösbar aneinander zu koppeln, so daß eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Fluidströmungsleitung möglich wird.
Das Verfahren zum Durchführen der Peritonealdialyse kann die Schritte des Implantierens eines Katheters, der an seinem einen Ende eine Vorrichtung nach Anspruch 1 aufweist, in einem Patienten aufweisen.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein verbessertes Verfahren angegeben wird, um eine sterile Struktur zur Verfügung zu stellen.
Ein weitere Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines verbesserten Desinfektionsmittelsystems.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein verbessertes System angegeben wird, das in medizinischen Vorrichtungen verwendet werden kann.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt außerdem in der Angabe eines sterilen Verbindungssystems für die Verwendung in der medizinischen Industrie.
Ferner besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß verbesserte CAPD-Verbinder angegeben werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt zudem in der Angabe eines Systems für Vorrichtungen sterilisierende Lösungen, das die Menge des freigesetzten Desinfektionsmittels selbst reguliert.
Ferner gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Bereitstellung einer antimikrobiellen Wirkung in einer äußerst kompakten Form und mit geringen räumlichen Abmessungen an, so daß für Bequemlichkeit und Mobilität für den Patienten gesorgt wird und sich das Produkt leicht herstellen läßt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie ein System angibt, das eine antimikrobielle Wirkung bietet, und das für eine antimikrobielle Langzeitwirkung, z. B. über einige Monate, verwendet werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung und den Zeichnungsfiguren beschrieben und werden durch diese deutlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren

Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Verbinders zwischen einer Fluidquelle und einem Patienten im getrennten Zustand;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels des Verbinders von Fig. 1;
Fig. 3 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme mit 200- facher Vergrößerung eines mikroporösen Materials, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 4 eine Mikroaufnahme des Materials gemäß Fig. 3 mit 1000-facher Vergrößerung;
Fig. 5 eine in Beispiel 2 verwendete Vorrichtung schematisch;
Fig. 6 eine andere in Beispiel 2 verwendete Vorrichtung schematisch;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Beispiel 2, wobei die Freisetzung von Iod gegenüber der Zeit aufgetragen ist;
Fig. 8 ebenfalls eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Beispiel 2, wobei die Freisetzung von Iod gegenüber der Dicke des Materials aufgetragen ist;
Fig. 9 eine graphische Darstellung eines Modells, wobei die Freisetzungsrate gegenüber Länge - Querschnittsfläche aufgetragen ist;
Fig. 10 die in Beispiel 3 verwendete Vorrichtung schematisch und
Fig. 11 eine graphische Darstellung der Ergebnisse von Beispiel 3, wobei die Freisetzungsgeschwindigkeit gegenüber der Zeit aufgetragen ist.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung

Die vorliegende Erfindung gibt eine medizinische Vorrichtung und ein Verfahren zum Desinfizieren einer Fläche an. Verbinder können in oder mit medizinischen Vorrichtungen verwendet werden. Obwohl die vorliegende Erfindung im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bei medizinischen Vorrichtungen und Verbindern für die Verwendung bei der ständigen ambulanten Peritonealdialyse (CAPD) angewendet wird, sollte selbstverständlich sein, daß die vorliegende Erfindung bei einer Vielzahl anderer Vorrichtungen in der medizinischen Industrie und sogar außerhalb dieser angewendet werden kann, wenn antimikrobielle Mittel erforderlich sind.
Zu diesem Zweck gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontrollierten Freisetzung eines antimikrobiellen Mittels an. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein antimikrobielles Mittel angegeben, das bei Raumtemperatur einen signifikanten Dampfdruck hat. Das antimikrobielle Mittel wird in im wesentlichen reiner, nicht in einem Komplex gebundener Form verwendet. Für diesen Zweck sind Halogene, Halogenverbindungen und insbesondere molekulares Iod besonders nützlich.
Wie nachstehend ausführlich aufgeführt, ist das antimikrobielle Mittel in einem Raum eingeschlossen, von dem zumindest eine der Oberflächen für das Mittel im wesentlichen impermeabel ist und nicht damit reagiert. Um das antimikrobielle Mittel im wesentlichen in der Dampfform zuzuführen, ist jedoch mindestens ein die Rate steuerndes Element vorgesehen. Um ein die Rate steuerndes Element anzugeben, ist mindestens eine Wand oder Oberfläche vorgesehen, die es ermöglicht, daß das antimikrobielle Mittel hindurchdiffundieren kann.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche porös, wobei die Dichte der Struktur und die Poren die Zuführung des antimikrobiellen Mittels steuern. Die Vorrichtung kann jedoch auch dicht und frei von Poren sein, und die Steuerung der Zuführung erfolgt dabei über die Moleküldiffusion des antimikrobiellen Mittels entlang der Dicke der Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung bietet viele Vorteile für ein System und ein Verfahren zum Zuführen antimikrobieller Mittel. Erstens läßt sich die Zuführungsrate des antimikrobiellen Mittels durch die Porenstrukturen, die Größe der Permutationsfläche, die Höhe/Länge des Elements und im Falle der Moleküldiffusion durch die Auswahl des Materials exakt steuern.
Da das antimikrobielle Mittel im wesentlichen in reiner Form vorliegt, ist die Gesamtmenge des antimikrobiellen Mittels, die zugeführt werden kann, deutlich größer als die bei einem in einem Komplex gebundenen Mittel. In diesem Fall wird bei einem im Komplex gebundenen Mittel das aktive Mittel nur von einem geringen Teil der im Komplex gebundenen Masse gebildet.
Da das antimikrobielle Mittel in der vorliegenden Erfindung im wesentlichen in reiner Form bereitgestellt wird, ermöglicht diese größere Kapazität, daß das antimikrobielle Mittel über einen viel längeren Zeitraum erhalten und verfügbar bleibt.
Außerdem sorgt die vorliegende Erfindung dafür, daß die Speicherfunktion und die die Freisetzung regelnde Funktion für das antimikrobielle Mittel getrennt sind. Dadurch kann man bei der Gestaltung und dem Aufbau der Vorrichtung sehr unabhängig sein.
Außerdem verringert die reine Form des aktiven Mittels des Umfang und die Größe des Behälters, der für die Aufnahme des Mittels notwendig ist. Dadurch kann man eine Vorrichtung bereitstellen, die dem Patienten eine größere Bequemlichkeit bietet.
Die Funktionstrennung ermöglicht auch eine gerichtete Freisetzung des antimikrobiellen Mittels. In diesem Fall wird die Freisetzung des antimikrobiellen Mittels durch die Orientierung und Anordnung der zuführenden Oberfläche im Verhältnis zu dem Volumen, in dem die antimikrobiellen Mittel erforderlich sind, kontrolliert.
Wie vorstehend erläutert, wird die vorliegende Erfindung in einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit der Anwendung bei einem CAPD-Verbindungssystem beschrieben, die Anmeldung ist jedoch wiederum nicht darauf begrenzt. Das US-Patent Nr. 5,533,996, am 9. Juli 1996 veröffentlicht, mit dem Titel "Transfer Set Connector With Permanent, Integral Cam Opening Closure and a Method of Using the Same", beschreibt eine Verbindungsvorrichtung für ein CAPD-System. Diese Beschreibung wird hier als Bezug aufgenommen.
Die Vorrichtung gemäß dieser Anmeldung gibt im allgemeinen einen Verbinderaufbau und ein Verfahren zum Verbinden von einem Paar von Verbindern an, so daß zwischen einer ersten Länge eines Schlauchs und einer zweiten Länge eines Schlauchs eine Fluidverbindung vorgesehen wird. Der Verbinderaufbau enthält einen schwenkbaren Verschluß, so daß beim Verbinden der Verbinder für ein dichtes Verbinden und das Trennen des Aufbaus gesorgt wird.
In einem Ausführungsbeispiel umfaßt der Verbinderaufbau ein Außenelement, das mit einer ersten Länge eines Schlauchs verbunden ist, und ein Innenelement, das mit einer zweiten Länge eines Schlauchs verbunden ist. Das Innenelement paßt selektiv zum Außenelement, so daß eine Verbindung zwischen der ersten Länge eines Schlauchs und der zweiten Länge eines Schlauchs vorgesehen wird.
Das Innenelement umfaßt einen schwenkbaren Verschluß, der einen ausgewählten Zutritt zu einer Öffnung des Innenelementes bietet. Der schwenkbare Verschluß des Verbinderaufbaus weist vorzugsweise eine Feder auf, so daß die Dichtigkeit des schwenkbaren Verschlusses erhalten bleibt.
Es wird nunmehr auf die Zeichnungsfiguren Bezug genommen. Fig. 1 erläutert eine Perspektivansicht eines Systems, das den erfindungsgemäßen Verbinder 10 verwendet. Der Verbinder 10 stellt einen Teil eines Verbindungssystems dar, das im allgemeinen mit 1 angegeben ist und den Verbinder 10, der ein Innenelement ist, und ein Außenelement 12 aufweist. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Innenelement 10 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Leitung 11 verbunden, die über einen Katheter 15 mit einem Patienten 2 verbunden ist.
Das Außenelement 12 kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel andererseits mit einer Y-Einheit verbunden sein, die allgemein mit 18 angegeben ist. Diese Y-Einheit 18 weist zwei Behälter 20a, 20b auf. Für die Peritonealdialyse ist typischerweise einer der Behälter, zum Beispiel der Behälter 20a, mit dem Dialysat gefüllt und der andere Behälter 20b leer.
Die Behälter 20a und 20b sind über eine Länge eines Schlauchs 22 mit dem Außenelement 12 verbunden, so daß der Fluß des Dialysats je nach Bedarf gesteuert wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Außenelement 12 des Verbinders 10 Klemmeinrichtungen aufweisen, die in dessen Gehäuse integriert sind.
Es wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen, in der der Verbinder 10 dargestellt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Verbinder 10 einen Kanal 30 auf, der eine Fluidströmungsleitung von einer offenen Vertiefung 32 zu einem Schlauch 14 bildet, der mit dem Katheter am Patienten 2 in Fluidverbindung steht. Der Kanal 30 weist eine Öffnung 36 auf, deren Durchmesser größer als die der restlichen Bereiche des Kanals ist.
Die Öffnung 36 ist so gestaltet, daß sie den Katheter vom zweiten Außenelement 12 von Fig. 1 aufnimmt. Dadurch entsteht eine Fluidströmungsleitung zwischen der CAPD-Fluidquelle oder einem leeren CAPD-Beutel und dem Patienten. Die Öffnung 36 weist vorzugsweise eine Dichtung 38 auf, um den Katheter abdichtend aufzunehmen. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Dichtung jedoch auf dem Katheter vorgesehen.
Wie gezeigt, weist der Verbinder 10 einen Verschluß bzw. eine Abdeckung auf, mit der die offene Vertiefung 32 und die Öffnung 36 des Kanals 30 abgedeckt werden. Wie in der US 5,533,996, am 9. Juli 1996 veröffentlicht, ausführlich erläutert, ist bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verbinders 10 das Außenelement 12 so gestaltet, daß der Verschluß 40 hochgeklappt werden kann, so daß die Verbindung zwischen dem Verbinder 10 in Form des Innenelementes und dem Außenelement 12 möglich wird.
Dazu kann der Verschluß um einen Metallstift 43 geschwenkt werden, der den Verschluß 40 an den restlichen Teilen des Verbinders 10 befestigt. Der Verschluß weist vorzugsweise eine Lippendichtung 45 aus einem Fluorkohlenstoff auf.
Um eine sterile Fluidströmungsleitung durch den Kanal 30 des Verbinders 10 bereitzustellen, weist der Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung ein System 41 zur Kontrolle der Freisetzungsrate eines antimikrobiellen Mittels auf. Im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel umgibt das System 41 die Öffnung 36 des Kanalelementes 30.
Aufgrund der Anordnung des Systems 41 wird das antimikrobielle Mittel freigesetzt und sterilisiert zusätzlich zur Öffnung 36 und dem Kanal 30 die Oberflächen der eingeschlossenen Vertiefung 32, wenn der Verschluß 40 geschlossen ist.
Das System 41 zur Steuerung der Freisetzungsrate eines antimikrobiellen Mittels weist eine innere Kammer 44 auf. Die innere Kammer 44 wird von den Wandelementen 46, 48, 50 und 52 gebildet. In der Kammer 44 befindet sich ein festes antimikrobielles Mittel 54.
Im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Wandelemente 46, 48 und 50 für das antimikrobielle Mittel 54 impermeabel und reagieren damit nicht. Das System 41 weist jedoch ein das antimikrobielle Mittel freisetzendes Wandelement 52 auf. Das das antimikrobielle Mittel freisetzende Wandelement 52 ermöglicht es, daß das antimikrobielle Mittel, das in der Kammer 44 in einer festen Form vorliegt, durch die Wand diffundiert. Dadurch kann das antimikrobielle Mittel 54 entlang der Oberfläche der Wand 52 und der offenen Vertiefung 32 sowie auch in Teile des Kanals 30 einschließlich der Öffnung 36 darin diffundieren.
Die Diffusion des antimikrobiellen Mittels sterilisiert die Verbindung zwischen dem Verbinder 10 in Form des Innenelementes und dem Außenelement 12. Selbst wenn der Verschluß 40 des Verbinders 10 geschlossen ist, tränkt das antimikrobielle Mittel in diesem Fall die Vertiefung 32 und diffundiert entlang dieser.
Wenn es an der Zeit ist, zwischen den beiden Einrichtungen 10 und 12 eine Verbindung herzustellen, ist das antimikrobielle Mittel folglich an Ort und Stelle, um sowohl die Oberfläche des Katheters, der in den Kanal 30 des Verbinders 10 eingesetzt wird, zu sterilisieren als auch irgendwelche Verunreinigungen zu sterilisieren und zu dekontaminieren, die beim Verbinden vorhanden sein können.
Das System 41 kann natürlich sowohl bei einer Vielzahl verschiedener Verbindungssysteme als auch bei verschiedenen medizinischen Vorrichtungen verwendet werden. Das System erfordert die Verwendung eines festen Desinfektionsmittels. Wie vorstehend ausgeführt, ist das feste Desinfektionsmittel vorzugsweise ein Halogen, wie Iod. Das Desinfektionsmittel muß bei Umgebungsbedingungen sublimieren können.
Das System erfordert es außerdem, daß ein Element vorhanden ist, das für die Diffusion des Halogens durch das Element sorgt und dadurch eine Kontrolle der Freisetzungsrate des Halogens bietet. Die Freisetzungsrate des antimikrobiellen Mittels ist teilweise sowohl eine Funktion seines Drucks im Inneren der Kammer als auch der Geometrie und der Struktur des Elementes.
Für das erfindungsgemäße Element zur Steuerung der Freisetzungsrate kann eine Vielzahl verschiedener Materialien verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel ist das Element porös. Es kann eine Vielzahl verschiedener poröser Kunststoffe, einschließlich thermoplastischer Polymere, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, PVF, PTEC, Nylon, PES und ähnliche Materialien, verwendet werden.
Es kann zum Beispiel ein poröses Wandelement, wie das von Porex Technologies, Fairburn, Georgia unter der Handelsbezeichnung Porex® vertriebene, verwendet werden. Es wurde festgestellt, daß ein Porex-Material, das aus einem Polymer von Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht (UHMWPE) aufgebaut ist und Poren mit 5 bis 15 um hat, in einem CAPD- Verbinder befriedigend verwendet werden kann.
Das Material Porex® ist ein mikroporöses Material mit einer bekannten Porengröße. Porex® ist dampfdurchlässig, läßt jedoch keine wäßrigen Flüssigkeiten hindurch, es ist z. B. hydrophob. Es stellt ein Material bereit, das für Mikroorganismen impermeabel ist.
Außerdem sorgt das Material für eine konstante Zuführungsrate des antimikrobiellen Materials. Die Fig. 3 und 4 zeigen Mikroaufnahmen des Materials Porex®. Fig. 3 zeigt das Porex- Material mit einer 200-fachen Vergrößerung. Fig. 4 zeigt das Porex-Material mit einer 1000-fachen Vergrößerung.
Bei einer porösen Struktur steuern die Dichte und die Struktur der Poren die Zufuhr des antimikrobiellen Mittels zumindest teilweise. Durch Auswahl der Porenstrukturen, der Größe der Permeationsfläche, der Länge/Höhe und des Materials kann die Zufuhr des antimikrobiellen Mittels exakt gesteuert werden.
Das Element zur Steuerung der Freisetzungsrate kann jedoch auch dicht und porenfrei sein. Die Steuerung der Zufuhr erfolgt bei einem solchen Element somit über die Moleküldiffusion des antimikrobiellen Mittels entlang der Dicke des Elementes. Ein solches Material, das als das antimikrobielle Mittel freisetzende Wand verwendet werden kann, ist ein inertes Polymermaterial. Durch Auswahl des Materials und der Dicke der Wandstruktur läßt sich die Zuführungsrate des antimikrobiellen Mittels exakt steuern.
Materialien, von denen angenommen wird, daß sie für das das antimikrobielle Mittel freisetzende Element verwendet werden können, schließen folgende ein: gesinterte Polymere, Metalle und Keramiken; Faserfliese, wie Tyvex® (HDPE); mikroporöse Membranen; in Bahnen geätzte Membranen; und dichte Filmstrukturen, wie Polyester, thermoplastische Elastomere und Hochdruckpolyolefine. Das Material ist vorzugsweise hydrophob.
Nachstehend werden die vorliegende Erfindung erläuternde Beispiele als Beispiele und nicht als Einschränkungen angegeben.

Beispiel 1

Iodbedarf zum Abtöten von Mikroben

Gesättigtes Iodwasser (~300 ppm) wurde mit einer Dianeal®- oder Nutrineal®-Lösung, von Baxter Healthcare Corporation erhältlich, bis zu der für den Test zum Abtöten von Mikroben gewünschten Konzentration verdünnt. Um zum Beispiel eine Lösung mit 100 ppm zu erhalten, wurde 1 ml mit 12 gesättigtes Wasser mit 2 ml einer Dianeal®- oder Nutrineal®-Lösung gemischt. Aufgrund der heftigen Reaktion zwischen dem Iod und dem Nutrineal® und folglich des Aktivitätsverlustes wird während der Bestimmung der antimikrobiellen Wirkung vor und nach der Verdünnungslösung Staphylococcus Aureus zugesetzt, um den Sequenzeffekt zu prüfen.
Die folgende Tabelle (Tabelle 1) erläutert das Ergebnis nach einer Einwirkungszeit von einer Stunde. Da die Rate der Freisetzung von Iod in diesem Beispiel keinen Faktor darstellt, ist die Einwirkungszeit relativ unwesentlich. Das heißt, daß durch eine Verlängerung der Einwirkungszeit nicht mehr Bakterien abgetötet werden. Tabelle 1
a) S.A.-Bakterien werden dem Ioddesinfektionsmittel für die Dialysatlösung zu gesetzt.
b) S.A.-Bakterien werden der Dialysatlösung zuerst zugesetzt und dem Ioddesinfektionsmittelkonzentrat zugesetzt.

Beispiel 2

Bestimmung der Rate der Freisetzung von Iod in eine Umgebung aus Luft und eine aus H&sub2;O

In Fig. 5 ist ein systematischer Aufbau 60 gezeigt, um die Rate der Freisetzung von Iod durch Permeation durch das mikroporöse UHMWPE-Material hindurch und in eine Umgebung aus Luft zu messen. Durch Formpressen wurde aus einem Iodpulver ein Feststoff 62 aus Iod mit etwa 2,5 · 2,5 cm² (1 · 1 in²) hergestellt. Dann wurde ein Stück einer mikroporösen UHMWPE- Folie 64, POREX®, ausgeschnitten und auf eine Größe zugeschnitten, so daß sie die Iodsublimationsfläche 62 bedeckt.
Das POREX® 64 wurde auf der Oberseite der Iodsublimationsfläche 62 angeordnet, die sich auf einer Mikrowaage 66 befand. Die Messung der Freisetzungsrate erfolgte mit einer Mikrowaage 66. Ein Haushaltsstaubsauger 68 wurde etwa 24 inch über dem Testgegenstand angeordnet, um das flüchtige Iodgas zu entfernen.
Fig. 6 zeigt einen Aufbau 70 für die Freisetzung in Wasser 77. Ein Behälter 71, der eine Wand 76 aus POREX® aufweist (der Wand 64 in Fig. 5 ähnlich), wurde in einer Glasampulle 74 angeordnet. Die Menge Iod 78, die in das Wasser 77 abgegeben wurde, wurde mit einem UV-Spektrophotometer bei der Absorption 460 nm gemessen.
Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der Freisetzung von Iod je nach Dickenmaß für extra feines, mikroporöses UHMWPE (5 bis 15 um). Bei einer gegebenen Dicke wurde eine konstante Freisetzungsrate beobachtet. Die Rate der Freisetzung von Iod ist jedoch keine lineare Funktion der Dicke des POREX. Die Freisetzungsrate erreicht einen waagerechten Abschnitt, wenn die Dicke 0,64 cm (0,2 inch) übersteigt, siehe Fig. 8.
Dann wurde auf der Basis dieser Daten ein Modell geschaffen, um die Rate der Freisetzung von Iod pro Einheit der Dicke des mikroporösen Materials und pro Einheit der freisetzenden Oberfläche zu erhalten und vorherzusagen. Fig. 9 zeigt dieses Material graphisch. Wenn zum Beispiel eine Freisetzung von Iod von 500 ug/h gefordert wird, ist eine Querschnittsfläche von 0,65 cm² (0,1 in²) in Kombination mit einer Dicke von ~0,64 cm (~0,2 inch) angemessen.
Die Rate der Freisetzung von Iod kann erhöht werden, wenn die Querschnittsfläche vergrößert und die Dicke verringert werden.

Beispiel 3

Gestaltung und Kennzeichnung eines Freisetzungsstopfens

Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung 80 zum Messen der Rate der Freisetzung von Iod in einem Verbinder schematisch, der dem erfindungsgemäßen Verbinder ähnlich ist. Die Wandelemente 82 bilden eine Kammer, die ein Element 84 aus Polysulfon enthält. Das Element 84 und das Wandelement 82 bilden eine Kammer 86, die festes Iod 88 enthält. Für Tests der Freisetzungsrate wird über dem Iod ein Stopfen 90 aus UHMWPE, POREX®, angeordnet.
Die Freisetzungsrate wurde kontinuierlich gemessen. Die nachstehende Tabelle 2 führt die Freisetzungsrate in unterschiedliche Umgebungen auf. Tabelle 2 Rate der Freisetzung von Iod in unterschiedliche Umgebungen
*) Abgesehen von der Freisetzung in Wasser, haben alle anderen eine konstante Rate.
#) Bestimmung eines einzigen Datenwertes.
Fig. 11 erläutert die Ergebnisse der Versuche von Beispiel 3 graphisch. Es sollte erwähnt werden, daß die Rate der Freisetzung von Iod in eine Umgebung aus einer Nutrineal®-Lösung etwa 9- bis 10-mal höher als die in die Dianeal®-Lösung ist, siehe Fig. 11. Dieser Unterschied ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß dieser Mechanismus selbst eine Eigenregulierung der Freisetzung von Iod je nach Bedarf bietet. Das verringert auch die Toxizitätswerte und schont gleichzeitig die Iodquelle.
Es wurde festgestellt, daß die Rate der Freisetzung von Iod in Dianeal® und Nutrineal® innerhalb des Zeitraums der Verwendung durch den Patienten konstant ist. Mit anderen Worten, es nimmt die Freisetzungsrate nicht ab, wenn die Iodkonzentration in der Lösung zunimmt oder abnimmt. Diese besondere Gestaltung kann einen Durchschnittswert der Freisetzung in eine Umgebung aus Nutrineal® beziehungsweise Dianeal® von 174 ug/h bzw. 20 ug/h liefern.
Auf der Basis der vorangegangenen Auswertung mit dem einmaligen Einfüllen von Iod (Tabelle 1) ist eine Iodkonzentration von etwa 200 ppm notwendig, um einen Wert des 10 g Abtötung von 5 zu erreichen. Das heißt, daß die vorliegende Konzeption zumindest in der Theorie in einer Stunde einen Wert für 10 g Abtötung von 5 liefern sollte. Die nachstehende Tabelle 3 führt die Genauigkeit der erzeugten Freisetzungsrate auf. Tabelle 3
*) ppm (ug/g) in der Lösung hängt von der Lösungsmenge im Raum des Verbinders ab. Je kleiner das Volumen, desto mehr ppm. Die Umwandlung setzt 1 ml restliches Fluid voraus.
Die Konzentration an freiem Iod zum Abtöten in einem gegebenen Zeitraum ist möglicherweise geringer als in dem Fall mit dem einmaligen Einfüllen. Bei einem System mit kontinuierlicher Freisetzung dauerte es somit länger, um einen Wert für 10 g Abtötung von 5 zu erreichen.
Die Konzentration kann jedoch erhöht werden, wenn das Fluidvolumen verringert wird, da die Konzentration in ppm zu einem gegebenen Zeitpunkt als Freisetzungsrate, geteilt durch das Fluidvolumen, multipliziert mit der Zeit berechnet wird. Je kleiner das Fluidvolumen, desto höher ist die Konzentration.
Die nachstehenden Tabellen 4 und 5 zeigen die Ergebnisse in einer Umgebung aus Nutrineal®, nachdem die Vorrichtungen für eine Dauer von einem Monat kontinuierlich Dianeal®- und Nutrineal®-Lösungen ausgesetzt worden waren. 1 cm³ Dianeal® wurde zum Einweichen verwendet und wurde dreimal pro Woche ausgetauscht. Tabelle 4
Der Durchschnittswert des 10 g Verringerung und der Rate der Freisetzung von Iod sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5
*) Die Ursache für die Schwankung an dieser Stelle ist unbekannt.
Es wurde festgestellt, daß die Freisetzungsraten nach einem einmonatigen Einweichen in einer Dianeal®-Lösung vergleichbar waren. Sie betragen 174 ug/h beziehungsweise 159 ug/h.
Es scheint, daß der Durchschnittswert in ppm (ug/g/2 h) der Forderung nach ~200 ppm besser entspricht, die bereits für 10 g Abtötung = 5 begründet wurde. Der Durchschnittswert in ppm in 2 Stunden beträgt für 0,5 cm³ Nutrineal®-Lösung etwa 300. Mehr ppm sind bei der kontrollierten Freisetzung einfach wegen des konkurrierenden Mechanismus zwischen der Komplexbildung des Iods und dem zum Abtöten zur Verfügung stehenden freien Iod notwendig.

Beispiel 5

Gewichtsbestimmung von Iod für die Übertragungseinheit und den Desinfektionsverbinder

APD-Patient: Austauschvorgänge von 12 Stunden (20 bis 8 Uhr) und 12 Stunden benetzt (8 bis 20 Uhr). Das für eine Anwendungszeit von 6 Monaten erforderliche Iod wird berechnet als [(287 ug/h) · 12 h + (175 ug/h) · 12 h] · 180 Tage = 0,99792 g ~1 g.
Der erste Teil der Berechnung beruht auf der Freisetzungsrate in die Umgebungsluft als dem schlimmsten Fall. In der tatsächlichen Vorrichtung wird dieser Verlust als geringer angesehen. Der zweite Teil der Berechnung basiert auf einer Umgebung aus einer Nutrineal-Lösung. Das ist wiederum der schlimmste Fall.
CAPD-Patient: dreimal Dianeal (12 Stunden), einmal Nutrineal (schlimmster Fall, 8 Stunden, über Nacht), Austauschvorgänge höchstens insgesamt 4 Stunden.
Das für eine Anwendungszeit von 6 Monaten erforderliche Iod wird mit 0,5 Gramm berechnet.
Verlust in Dianeal = 20 ug/h · 12 h = 240 ug
Verlust in Nutrineal = 175 ug/h · 8 h = 1400 ug
Verlust beim Austausch = 287 ug/h · 4 h = 1148 ug
Auf der Basis dieser vorläufigen Berechnung ist 1 Gramm Iod erforderlich.

Zusammenfassende Schlußfolgerung

Ein Aufbau aus Iod-POREX kann in der Nutrineal®-Lösung 170 ug/h Iod und in der Dianeal®-Lösung -20 ug/h bereitstellen. Damit in 2 Stunden ein 10 g Abtötung von 5 erhalten wird, sind im Durchschnitt 300 ppm (0 bis 600 ppm in 2 Stunden, mit anderen Worten 600 ppm am Ende der zweistündigen kontrollierten Freisetzung) für eine Umgebung in Form einer Nutrineal®- Lösung und durchschnittlich 10 ppm für eine Umgebung aus einer Dianeal®-Lösung notwendig.
Die gegenwärtige Größenordnung von POREX® mit einem restlichen Fluid von 0,5 ml oder weniger erfüllt die Voraussetzung 10 g Abtötung durchschnittlich gleich 5. 1 Gramm Iod ist ausreichend, um sowohl für APD- als auch CAPD-Patienten eine sechsmonatige Anwendung vorzusehen, und diese kann je nach dem tatsächlichen Iodverbrauch auf eine einjährige Anwendung verlängert werden.

Claims

1. Medizinische Vorrichtung (10), die folgendes aufweist:

ein Körperelement, das eine sie durchsetzende Fluidströmungsleitung (30) besitzt;

ein Kammerelement (44), das einen Innenraum bildet,

wobei ein Bereich des Körperelements zumindest einen Teil des Kammerelements bildet und das Kammerelement ein Element zur gesteuerten Freisetzung (52) aufweist;

eine feste sterilisierende Komponente (54), die in dem von dem Kammerelement gebildeten Innenraum angeordnet ist und bei Umgebungsbedingungen sublimiert; und

wobei das Element zur gesteuerten Freisetzung so ausgebildet und angeordnet ist, daß es es ermöglicht, daß zumindest ein Teil der festen sterilisierenden Komponente durch das Element zur gesteuerten Freisetzung hindurch sublimiert und zumindest mit Bereichen der Fluidströmungsleitung außerhalb des Kammerelements in Kontakt gelangt.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Element zur gesteuerten Freisetzung (5) porös ist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die feste sterilisierende Komponente (54) Iod ist.

4. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Einrichtung (36) zum Koppeln der Vorrichtung mit einer anderen Vorrichtung (12) aufweist, die eine zweite Fluidströmungsleitung hat, so daß die Fluidströmungsleitung und die zweite Fluidströmungsleitung in Fluidverbindung sind.

5. Peritonealdialysekatheter (15), der an einem Ende davon eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

6. Verfahren zum Desinfizieren einer Fläche, das die folgenden Schritte aufweist:

- Vorsehen eines Produkts, das eine Fläche hat;

- Unterbringen einer festen sterilisierenden Komponente (54), die bei Umgebungstemperaturen sublimiert, in einem Behälter, der ein Element (52) aufweist, das an die Fläche angrenzt; und

- Ermöglichen, daß die feste sterilisierende Komponente durch das Element hindurch mit gesteuerter Geschwindigkeit sublimiert, so daß es mit der Fläche außerhalb des Behälters in Kontakt gelangt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die feste sterilisierende Komponente (54) Iod ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Produkt ein bei einem medizinischen Verfahren verwendeter Verbinder ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das medizinische Verfahren die Dialyse ist.