Охлаждающие изделия и способы
Изобретение относится к медицине. Описаны охлаждающие изделия и способы их изготовления. Охлаждающее изделие состоит из подложки, пропитанной полимерным гелем и противомикробным агентом. Изделие может представлять собой компрессионную обертку, накладную подушечку, обертку тела, обертку контейнера, одеяло или предмет одежды. Охлаждающее изделие не подвергает пользователя воздействию потенциально экстремальных температур, сохраняет свою целостность с течением времени и является повторно используемым. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 17 ил.
Данная заявка не является предварительной и испрашивает приоритет заявки на патент США № 61/232565, поданной 10 августа 2009 г., заявки на патент США № 61/232564, поданной 10 августа 2009 г., и заявки на патент США № 61/232677, поданной 10 августа 2009 г.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Криотерапия определяется как терапевтическое наложение на тело вещества или продукта, который охлаждает тело, приводя к сниженной температуре ткани.
Компрессия часто используется в сочетании с криотерапией. Выгоды компрессии могут включать улучшенный контакт между кожей и источником холода, более значительное уменьшение притока крови к охлаждаемой области и эффект повышенной изоляции, которые могут дополнительно снизить температуру ткани. Компрессия может также содействовать борьбе с образованием отека, который может возникнуть после повреждения или вследствие микротравмы, нанесенной во время тяжелой физической тренировки.
Криотерапия, или терапия холодом, может уменьшить боль, метаболизм и мышечный спазм, таким образом, минимизируя воспалительную реакцию и улучшая восстановление после травмы мягких тканей.
Для осуществления криотерапии доступны различные способы, такие как применение пакетов со льдом, полотенец со льдом, ледяного массажа, охлаждающих аэрозолей, погружения в холодные среды, охлаждающих газов и надувных иммобилизационных шин. Для криотерапии также используются одноразовые мешочки с реагентами, охлаждающими в результате химической реакции, и повторно используемые пакеты с криогелем. Одноразовый мешочек представляет собой гибкий пластиковый мешок, который содержит два химических агента, которые вступают в контакт только при сдавливании мешка. Это действие вызывает разрыв внутренней пластиковой мембраны, обеспечивая возможность смешивания двух химических агентов, вызывая эндотермическую реакцию. Эффект возникающего в результате холода не длительный, и продукт нужно выбросить после однократного применения. Ввиду их потенциально крайне низких температур (достигающих -20°C), пакеты, заполненные замороженным криогелем или гелем, следует применять с крайней осторожностью, и пользователь должен всегда прокладывать полотенце между гелем и кожей для ограничения возможного обморожения кожи, повреждения нервов и увеличенного отека и воспаления. Применяются также холодные обертки из пенистого геля с открытыми ячейками, но они имеют несколько ограничений, включающих неприятие потребителями мелких подобных песку гранул и крупных кусков поливинилалкоголя (PVA) и частиц PVA/геля, которые выпадают из продукта после открывания и в течение ношения этого продукта.
Соответственно, существует потребность в охлаждающем продукте, который охлаждает тело, не подвергая пользователя воздействию потенциально экстремальных температур, сохраняет свою целостность с течением времени и является предпочтительно повторно используемым.
Имеется также потребность в охлаждающем продукте, который снижает или поддерживает температуру предметов, таких как контейнеры для хранения пищевых продуктов и напитков, лекарственных препаратов, связанных с медициной веществ, таких как фармацевтические средства, такие как инсулин и другие биологические препараты, образцы тканей и кровь, который устраняет или снижает потребность в транспортировке льда или ледяной воды и не требует внешнего источника питания или очистки вследствие конденсации, таяния или разбрызгивания.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Иллюстративные варианты осуществления изобретения включают охлаждающие продукты, которые могут применяться для криотерапии и криотерапии с компрессией, используемой при лечении разнообразных заболеваний и недомоганий, и могут охлаждать покрытые ткани, содействовать лечению травм и ускорению послеоперационного заживления. Продукты, полученные с использованием описанной технологии, могут обеспечить пользователю способность применять такую криотерапию с небольшим предварительным приготовлением, требуемым для других решений, и часто с меньшим весом. Идеальное применение для таких изобретений включает без ограничения использование у индивидов, занятых пожаротушением, спортом и напряженной работой в среде с повышенной окружающей температурой, как, например, у военнослужащих и при подготовке, и в ситуациях боевых операций.
Описанные охлаждающие продукты могут также применяться для снижения или поддержания температуры бутылок или других контейнеров, которые могут содержать пищевые продукты и лекарственные препараты.
Охлаждающие продукты в целом содержат подложку, пропитанную полимерным гелем. Противомикробный агент может быть включен в продукт. Гель может иметь, например, основу из PVA, PVP (поливинилпирролидона), или смеси PVA/PVA.
Подложки могут быть ткаными, неткаными или трикотажными. В иллюстративном варианте осуществления изобретения охлаждающий продукт представляет собой компрессионную обертку, где подложка представляет собой трикотажное изделие, смесь эластомерного полимера/хлопка, где процентное удлинение подложки больше по длине, чем по ширине. В еще одном иллюстративном варианте осуществления изобретения охлаждающий продукт представляет собой мягкую подушечку, где подложка представляет собой обработанный на иглопробивной машине нетканый полиэфир или смесь полиэфира/вискозы.
Охлаждающий продукт может быть сформирован в другие предметы, такие как обертки для тела, обертки для контейнеров, изделия одежды, такие как, например, жилеты и перчатки, прокладки и одеяла.
Охлаждающий продукт может иметь съемную накладку с одной или обеих сторон и защитное покрытие с одной или обеих сторон.
Изобретение, кроме того, включает способы получения охлаждающих продуктов. В иллюстративном варианте осуществления изобретения способ включает воздействие на пористую подложку первым водным раствором, состоящим из одного или более полимеров, противомикробного агента, создающего или усиливающего образование геля агента, и остальной части, представляющей собой по существу воду. Затем на увлажненную подложку воздействуют вторым водным раствором, состоящим из неорганического коагулирующего агента, противомикробного агента, пластификатора и остальной части, представляющей собой по существу воду. Затем пропитанную подложку сушат и формируют, например выкройкой методом вырубания, в желательный продукт.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Иллюстративный способ производства и конечные иллюстративные продукты можно понять со ссылкой на следующие чертежи.
На фиг.1 изображен процесс погружения в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.2 представляет вид в перспективе криотерапевтической охлаждающей обертки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.3 представляет собой увеличенный фрагментарный вид в разрезе, сделанном по существу по линии II-II на фиг.2, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4 иллюстрирует один вариант наложения криотерапевтической охлаждающей обертки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.5 иллюстрирует другую криотерапевтическую охлаждающую обертку в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.6 представляет собой вид в перспективе криотерапевтического жилета в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.7 представляет собой увеличенный фрагментарный вид в разрезе, сделанном по существу по линии II-II на фиг.1, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.8 представляет собой увеличенный фрагментарный вид в перспективе, иллюстрирующий тонкую ткань, прикрепленную к подложке для усиления впитывания воды с поверхности кожи, в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.9 иллюстрирует полученный выкройкой способом вырубки предмет одежды в виде жилета с застежками Velcro в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.10 иллюстрирует другое криотерапевтическое изделие в форме предмета одежды в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.11 иллюстрирует продукт в виде обертки для контейнера в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг.12 показана повязка на кисть в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг.13 изображена рукавная обертка в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг.14 изображена повязка на кисть в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг.15 изображено одеяло в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг.16 изображена прокладка в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг.17 показаны слои прокладки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Иллюстративные варианты осуществления изобретения включают залитую в гель подложку на водной основе, которая может быть использована, например, для уменьшения отека и боли вследствие растяжений, синяков, укусов насекомых, мышечных судорог, головных болей, дегенеративных заболеваний суставов, хирургических вмешательств, тендонита, патологических состояний запястного туннеля, лечения ожогов, спортивных травм, артрита, отека, периферического отека, вызванного лекарственными средствами, ушибов костей, теплового стресса/инсульта и синдрома запястного туннеля.
Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут иметь одну или более из следующих характеристик: нетоксичность, отсутствие в составе латекса, биологическую разлагаемость, безопасность для окружающей среды, способность поддерживать эффективное охлаждение пораженной области в течение продолжительного периода времени, способность соответствовать рельефу поверхности кожи, посредством этого максимально увеличивая способность отводить тепловую энергию от кожи, способность охлаждаться для усиленного охлаждения и способность отвода тепла из покрытых областей.
Варианты осуществления изобретения включают охлаждающий продукт, в целом содержащий подложку, пропитанную полимерным гелем (также называемым «желатинизирующим полимером») и имеющую противомикробный агент. Гель может представлять собой, например, гель на основе поливинилалкоголя (PVA), гель на основе смеси PVA/поливинилпирролидона (PVP) или гель на основе PVP.
Охлаждающий продукт, в частности, подходит для применения в качестве обертки для лечения различных травм. Иллюстративная обертка имеет размеры в диапазоне:
ширина: от примерно 1 до примерно 8 дюймов (от 2,54 см до ≈20,3 см);
длина: от примерно 48 до примерно 72 дюймов (от ≈122 см до ≈183 см); и
толщина: от примерно 1/32 дюйма до примерно 1/2 дюйма (от ≈0,8 см до ≈1,27 см).
Для дополнительной терапевтической выгоды продукт может быть сформирован в виде компрессионной обертки. Способность продукта обеспечивать сдавливание в значительной степени зависит от используемого материала подложки. Трикотаж, смесь Спандекса®/хлопка, может использоваться в качестве подложки, если желательно сдавливание. В конкретном варианте осуществления изобретения диапазон процентного содержания Спандекса® в подложке составляет от примерно 1% до примерно 6%. Следует отметить, что Спандекс® может смешиваться с материалами, отличными от хлопка, включая синтетические, натуральные и смеси синтетических/натуральных материалов. Подложка охлаждающего продукта может быть тканой и нетканой, но должна быть пористой для удерживания геля. В альтернативном варианте осуществления изобретения подложка нерастворима в воде, т.е. подложка не растворяется в воде или легко не разрушается после погружения в воду или при контакте с ней. Изобретение включает варианты осуществления, в которых только часть или части подложки пропитаны гелем, а также где вся подложка пропитана гелем.
Другие примеры материалов подложки включают: гидрофильную пену из уретана с открытыми ячейками, мелкими или средними двойными ячейками с минимальной плотностью от 2,7 до 3,7 фунтов/фут3 (от 43,25 кг/м3 до 59,27 кг/м3) и пределом прочности на разрыв от 33,2 до 40,5 фунтов/дюйм2 (от ≈1717 мм рт.ст. до 2094,45 мм рт.ст.) при способности удерживания воды от 14 до 22 г/г губчатого материала, полиэфира, смеси хлопка/полиэфира, хлопок, смеси хлопка/Спандекса®, смеси вискозы/полиэфира/Спандекса®, хлопка/джерсовой ткани Спандекса®, эластичных растяжимых перевязочных материалов, смесей нейлона/Спандекса®, смесей Спандекса®/полиэфирной лайкры®, смесей Спандекса®/нейлона/полиэфира/хлопка, смесей хлопка/лайкры®, смесей нейлона/хлопка/полиэфирной лайкры®, смесей других материалов с лайкрой® и/или Спандекса®, смесей нейлона/Спандекса®, полиамида, полиамидных смесей, нетканого полиэфира с добавленным усилителем растяжения, высокоэффективных полиамидных нитей и полимеров, смесей высокоэффективных полиамидных нитей и полимеров, Enkalon®, нити Enka®, смесей нитей Enka®, Verona™ - всех являющихся универсальными проницаемыми тканями, полиэфирных волокон/волоконного твила и любого материала, который имеет хорошие качества проницаемости, и которые могут служить в качестве носителя для геля. В иллюстративном варианте осуществления изобретения ткань подложки состоит из вязаного, ребристого хлопка/Спандекса®, ткани, имеющей рейтинг (сухую массу перед обработкой) в диапазоне от 3 до 12 унций на квадратный ярд (от 102 г/м2 до 408 г/м2). Нетканое полиэфирное полотно, имеющее рейтинг (сухую массу перед обработкой) в диапазоне от 2 до 20 унций на квадратный ярд (от 68 г/м2 до 680 г/м2), а предпочтительно в диапазоне 3-8 унций на квадратный ярд (102-272 г/м2), также может использоваться для некоторых видов применения. Следует отметить, что когда перечисляется Сандекс® или Лайкра®, то они могут быть замещены другими аналогичными или идентичными эластичными полимерными материалами, такими как материалы, входящие в категорию эластана или эластомерные полимеры.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения подложка изготовлена из кругловязаного трикотажа, состоящего из причесанного хлопка 30/1 и Спандекса® 55 денье (уток трикотажа), где хлопковая нить накладывается поверх Спандекса® и производится вязка в джерсовую конструкцию, предпочтительно отделочно-расточная однофонтурная трикотажная машина с 28 иглами на дюйм в цилиндре 30 дюймов. Предпочтительная ткань предназначена для достижения высокой усадки в процессе отбеливания и по длине (основе), и по ширине (утку). Данная усадка обеспечивает возможность отделки ткани с минимальной усадкой по ширине, растягиванием и закручиванием, но с максимальным растягиванием в длину для облегчения процесса обертывания готовым продуктом. Далее в данном иллюстративном варианте осуществления джинсовая ткань Greigh отбеливается до ярко-белого цвета в сопловых эжекторных красильных машинах. Затем отбеленную ткань раздирают по ширине и подвергают тепловой усадке. В этот момент можно также добавить противомикробное средство. Затем на готовую ярко-белую ткань наносится изображение пигментной печатью на машине для печатания цилиндрическими сетчатыми шаблонами, например логотип. Затем ткань с печатным изображением подвергают тепловой усадке до конечной спецификации предпочтительно 60 дюймов полезной ширины, при 8,2 унциях/квадратный ярд (≈279 г/м2).
Общие иллюстративные диапазоны массы и толщины подложки следующие: масса - от примерно 1,0 унции/ярд2 (34 г/м2) до примерно 7,5 унций/ярд 2 (255 г/м2); толщина = от примерно 0,015 дюйма (≈0,4 мм) до примерно 0,100 дюйма (≈2,54 мм).
Было обнаружено, что пропитка материала перед обработкой добавками, такими как антипирены, смягчители и т.д., имеет преимущество, заключающееся в значительном улучшении сцепления геля с подложкой. Это обеспечивает возможность должного покрытия нитей или волокон гелем. Хотя большинство добавок создают проблему, связанную со сцеплением, было обнаружено, что хорошее сцепление геля может быть получено, даже если подложка была обработана противомикробным агентом перед пропиткой.
Охлаждающий продукт может содержать полимерную съемную накладку, расположенную на пропитанной подложке. Накладка помещается на место после формирования изделия и удаляется для использования изделия. Наладка может быть изготовлена, например, из полиэтилена, полиэтилентерефталата (PET) или другого аналогичного неадгезивного материала или может состоять из трикотажных, тканых и нетканых материалов. Вторая накладка или покрытие может быть расположена, по меньшей мере, на части охлаждающего изделия. Эта накладка также может быть изготовлена из различных материалов, таких как трикотажные, тканые и нетканые материалы. Путем помещения пропитанной подложки между двумя определенными типами накладок изделие может вентилироваться без соприкосновения изделия с кожей пользователя. Пропитанная подложка может наслаиваться на подкладку, например, дрессировкой полосы или листов материала или просто прессованием на место.
Охлаждающее изделие может также включать, по меньшей мере, по части одной стороны пропитанной подложки, покрытие, которое остается на изделии, когда изделие используется. Покрытие может быть изготовлено из материала, который усиливает испарение воды с кожи. Подходят материалы, которые обеспечивают возможность пару проходить в одном направлении, не позволяя жидкости проходить в противоположном направлении. Могут использоваться различные ткани и пластиковые пленки.
Могут использоваться ингредиент, усиливающий охлаждающий эффект, анестетик, ингибитор ультрафиолетового излучения, антипирен, связывающие агенты, антистатические ингредиенты или любая их комбинация, которые добавляются к продукту после пропитки подложки или включаются в один из водных растворов для получения продукта. Ингредиент, усиливающий охлаждающий эффект, может представлять собой, например, ментол или смесь, содержащую ментол. Анестезирующий ингредиент может представлять собой, например, лидокаин или смесь, содержащую лидокаин.
Для некоторых видов применения предпочтительно, чтобы изделие было водонепроницаемым.
Охлаждающее изделие может включать печатное или представленное в другой форме декорирование или информацию на подложке с тем, чтобы они были видны, даже когда подложка пропитана гелем.
Охлаждающее изделие может продаваться с контейнером или мешком для помещения изделия и удерживания и/или восполнения влагосодержания.
Охлаждающее изделие может стерилизоваться и обеззараживаться гамма-излучением.
Способы применения изделий, описанных в настоящей заявке, включают усиление охлаждающей способности изделий и стадий для повторного применения изделия. Вследствие свойств термического охлаждения желатинизированной подложки охлаждающее изделие будет эффективно охлаждать покрытую область, даже когда охлаждающее изделие находится в среде с комнатной температурой. Для усиления охлаждения изделие может помещаться в холодильник перед ношением. Охлаждающее изделие может окунаться в холодную воду или ледяную воду, например, на 2-10 секунд, и в это время термодинамические свойства охлаждения, присущие конечному продукту, обеспечивают возможность обертке проводить температуру холодной воды и/или ледяной воды. (В целом, изделие приобретет температуру холодной воды или ледяной воды и обычно удержит данную температуру в течение периода примерно 30 минут или более.) Для повторного применения изделия могут подвергаться регидратации, например небольшим количеством холодной воды, укупориваться в предпочтительно по существу герметичный контейнер и помещаться в холодильник или храниться при комнатной температуре до следующего применения. Или после ношения охлаждающего изделия в течение нескольких часов его можно перевернуть так, чтобы часть, контактировавшая с телом пользователя, теперь находилась на внешней стороне (в случае обертки, ее можно снова скатать в рулон снаружи внутрь с тем, чтобы самый наружный слой теперь стал самым внутренним слоем); и затем поместить под воду (предпочтительно, холодную воду). После удаления изделия из потока воды, его можно выжать для удаления избыточной воды. Затем охлаждающее изделие может быть возвращено в повторно герметизируемый мешочек или контейнер. Мешочек или контейнер может быть помещен в холодильник или в камеру до тех пор, пока она снова не потребуется. Было продемонстрировано, что при последующих наложениях (от 6 до 8 раз) изделия были эффективны в течение нескольких часов. В иллюстративном варианте осуществления изобретения изделие упаковывается в повторно используемый контейнер или продается в таком контейнере.
Иллюстративные изделия и способы их применения могут снизить температуру кожи от нормы 92-94°F (33,3-34,4°C) до примерно 65-82°F (18,3-27,8°C), в зависимости от продолжительности непрерывного времени использования изделий, или примерно обеспечить степень различия температур 10-20°F (от -12,2 до -6,7°C), которая зависит от исходной температуры обертки.
Ниже описаны величины температуры охлаждающего изделия и тела в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Охлаждающее изделие помещается в холодильник, который охлаждает его приблизительно до 39°F (3,9°C). В пределах примерно 5 минут после помещения на тело человека изделие согревается до приблизительно 61,4°F (≈16,5°C), и температура продолжает повышаться через 15-минутные интервалы до следующих величин температуры: 74,9°F (≈25,5°C), 68,0°F (20°C), 65,1°F (18,5°C) и 68,1°F (≈20,1°C). Затем изделие выравнивает температуру на уровне приблизительно 68,1°F (≈20,1°C) и удерживает данную температуру в течение примерно 2 часов применения. При комнатной температуре продукт имеет температуру приблизительно 68,1°F (≈20,1°C), постепенно повышает ее в течение следующих 60 минут до уровня приблизительно 71°F (21,7°C) и продолжает удерживать эту температуру, поскольку процесс испарения продолжает отводить тепло от дермы и охлаждать различные слои кожи и подлежащие ткани в течение следующих 6-8 часов.
Теперь более подробно будут описаны различные компоненты растворов, используемых для пропитки подложки.
Как отмечено выше, иллюстративные гели получают с использованием такого полимера, как PVA, PVP или комбинация PVA и PVP. PVP может представлять собой, например, полимеры BASF Luvitec®. Поверхностное натяжение PVA и смесей PVA/PVP в значительной степени зависит от степени гидролиза. Частично гидролизированные сорта дают растворы с самым низким поверхностным натяжением и более высокой чувствительностью к воде. Чувствительность к воде (разбавление) может дополнительно увеличиваться добавлением сахаров, глицерина, сорбита (также известного как «глюцит»), мочевины и солей, таких как нитрат натрия и хлорид кальция.
PVA доступен с тремя основными диапазонами гидролиза (99+, от 96 до 98 и от 86 до 89%). «Процент гидролиза» представляет собой процентную долю ацетатных групп в исходном материале, поливинилацетата, которые гидролизуются в спиртовые группы. Желательными свойствами полностью гидролизованного спирта, т.е. с гидролизом около 98% или более, являются сниженная чувствительность к воде и увеличенная предельная прочность на разрыв. Частично гидролизованный поливинилалкоголь с гидролизом около 88% имеет повышенную чувствительность к воде и представляет собой хороший диспергирующий агент.
PVA в целом гидролизован в диапазоне от примерно 96% до примерно менее чем 100%, при определенном варианте осуществления изобретения, включающем PVA, который гидролизован примерно на 99%. Хотя диапазон и степень указанной выше гидролизации предпочтительны для многих видов применения, изобретение включает сорта PVA со сверхвысокой гидролизацией, полной гидролизацией, промежуточной гидролизацией и сорта с приданной клейкостью.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения используется полностью гидролизованный PVA, который обеспечивает возможность присутствия в продукте более высокой степени спиртовых групп и меньшего количества ацетатных групп из материнского соединения. Это усиливает поперечную сшивку молекул бората со спиртом, когда образуется гель, что может привести к получению прочного, однородного продукта.
Достижение состояния желатина может лучше контролироваться при работе с полностью гидролизованным PVA, поскольку его раствор имеет более высокую вязкость, а более высокое преобладание гидроксильных групп может способствовать поперечной сшивке.
Как отмечено выше, можно использовать смесь PVA и PVP. В определенном варианте осуществления изобретения количество PVA больше, чем PVP, на основе массы. Другие иллюстративные смеси включают PVP в количестве от больше примерно 0% масс. до примерно 2% масс., при предпочтительном диапазоне от примерно 0,25% масс. до примерно 1,0% масс., и PVA в количестве от примерно 4% масс. до примерно 10% масс., при предпочтительном количестве для некоторых видов применения, составляющем 6% масс., где % масс. измеряется в отношении всего водного раствора, который будет описан ниже. Другие иллюстративные диапазоны включают: от примерно 4 до примерно 6% масс. PVA и от примерно 5 до примерно 15% масс. PVP.
Иллюстративный диапазон величин K для PVP составляет от примерно 88,0 до примерно 98,0; и от примерно 27,0 до примерно 33,0. Иллюстративный диапазон pH PVP составляет от примерно 3,0 до примерно 9,0. Иллюстративная температура стеклования PVP составляет примерно 180°C. Иллюстративная величина абсорбции влаги при насыщении для PVP (23°C, относительная влажность 75%) составляет примерно 40%.
Химические и физические свойства PVA, PVP и смесей PVA/PVP могут включать: нетоксичность, пригодность для химической переработки, хорошую химическую устойчивость, широкий диапазон кристалличности, хорошую способность образования пленки, полную биоразлагаемость, высокий модуль кристаллов и т.д.
PVP, такой как продаваемый под названием Luvitec® от компании BASF, например, включает гомополимеры и сополимеры винилпирролидона с различной молекулярной массой. Могут использоваться гомополимеры винилпирролидона, такие как продаваемые в виде продукта Luvitec® сорта K. Могут также использоваться сополимеры винилпирролидона и мономеров винилацетата, такие как Luvitec® сортов VA. Указанные продукты могут быть представлены в форме порошка или водных растворов.
Степень клейкости может быть важна при сборке изделия, поскольку это помогает удерживать части вместе и в нужном положении. Важной может быть также надежная адгезия с течением времени. Марки PVP, такие как Luvitec®, обеспечивают хорошую исходную клейкость и хорошую адгезию с течением времени.
В целом, подходит PVP, который имеет низкую токсичность, не раздражает кожу и глаза.
PVP, при поперечной сшивке водой, становится гидрогелем, который особенно приспособлен для видов применения в качестве клеящих агентов для кожи. При помещении на кожу он обеспечивает легкое удаление пропитанной подложки, не причиняя вреда.
PVA или смесь PVA/PVP могут пластифицироваться добавлением агентов, которые удерживают воду.
В целом, растворимый в воде пластификатор для PVA, PVP и смесей PVA/PVP, который не нарушает прозрачность геля, особенно подходит для многих вариантов осуществления изобретения, хотя менее прозрачные или мутные гели входят в объем изобретения. Такие пластификаторы предпочтительно размягчают PVA, PVP и смеси PVA/PVP, обеспечивают желательную клейкость и содействуют получению материала, который легче смывать с одежды.
Такими пластификаторами являются алканы, имеющие от 2 до 5 атомов углерода и от 2 до 3 гидроксильных групп, такие как глицерин; пропиленгликоль; этиленгликоль и диэтиленгликоль; хотя этиленгликоль и диэтиленгликоль могут иметь некоторые токсические свойства. Пластификаторы геля могут содействовать долговечности, блеску, прочности и гибкости продукта. Глицерин (например, по Фармакопее США) особенно полезен в вариантах осуществления изобретения, поскольку он растворим в полимере и уменьшает величину стеклования (Tg). Могут использоваться другие пластификаторы, такие как ацетилированные моноглицериды; алкилцитраты, сорбит, пластификатор DBP (дибутилфталат), выпускаемый компанией Eastman Company, и/или пластификатор Santicizer®, выпускаемый компанией Ferro.
Пластификатор трансформирует PVA или смесь PVA/PVP в гель. Пластификатор добавляется к раствору в таких количествах, чтобы была получена оптимальная степень самоклейкости материала. PVA, PVP или смесь PVA/PVP трансформируется в гель при реакции с неорганическими соединениями за счет химического поперечно сшивающего действия. Гель, который образуется, предпочтительно имеет консистенцию, подобную твердой, является самоподдерживающим и очень гибок и податлив.
Триэтиленгликоль и глицерин могут также использоваться в качестве пластификаторов. Глицерин является хорошим пластификатором, потому что он снижает температуру растворения PVA и повышает точку кипения. Глицерин используется по многочисленным причинам, включая то, что глицерин, в сущности, нетоксичен для окружающей среды и является по существу нетоксичным при попадании внутрь и безвреден для кожи. Он может также увеличить срок хранения продукта.
В дополнение к использованию глицерина или других пластификаторов, PVA, PVP и смеси PVA/PVP могут быть поперечно сшиты с использованием физических методик, таких как тепловая обработка и облучение, или химическими агентами, такими как борная кислота. Химические и механические свойства PVA, PVP и смесей PVA/PVP могут быть значительно изменены поперечной сшивкой. Например, увеличение степени поперечной сшивки может привести к увеличению точки плавления, уменьшению растворимости и увеличению предела прочности на разрыв полученного в результате полимера. В иллюстративном варианте осуществления изобретения борат натрия используется для генерирования поперечной сшивки, посредством этого, повышая прочность, характеристики в качестве антипирена и гибкости готового изделия.
Противопенный агент может быть введен в один или оба водных раствора, используемых для пропитки подложки гелем со скоростью менее чем, например, 1% д/д. Примерами подходящих противопенных агентов являются Antifoaml 16 FG, Drewplus L474, Foamaster KB или Foamaster V.
Добавление бората натрия к смеси PVA/PVP или подложке, обработанной PVA, обычно увеличивает диаметр волокон и увеличивает вязкость раствора. Другие коагулирующие агенты, которые могут использоваться, например, в количестве примерно от 3 до 8% масс., являются фтористоводородная кислота, гексаметилен, гексаэтилен диизоцианат, глиоксал, гликоли, такие как дипропиленгликоль, типы дибензоата, такие как дипропиленгликоль дибензоат и диэтиленгликоль дибензоат, фталаты, такие как дибутилфталат, и жидкие полиэфиры, такие как сложный триэтиленгликолевый полиэфир бензойной кислоты и фталевой кислоты, другие увлажнители включают хлорид кальция, гликоли, глицерин, мочевины, сорбит. Репрезентативные агенты, обеспечивающие клейкость, включают канифоль, смоляной эфир, углеводородные смолы, гидрированную канифоль, канифоль из талового масла, терпеновые смолы и другие агенты, известные в области клеящих агентов на водной основе.
Хотя существует значительное число биоцидов, которые могут эффективно уничтожать микроорганизмы и могут обеспечить очень хорошую консервацию для полимерных эмульсий и других промышленных продуктов, лишь их ограниченное число проявляют приемлемо низкую токсичность для высших организмов, например людей.
В варианте осуществления изобретения используется гидроксиметилглицинат натрия, который представляет собой консервант широкого спектра, такой как 50% раствор Suttocide® A. Раствор предоставляет преимущества растворимого в воде консерванта, а также нейтрализующего агента для кислот/акриловых полимеров. Гидроксиметилглицинат натрия остается активным при pH, достигающем 12, и может использоваться в кислотных условиях при величине pH, достигающей 3,5. Гидроксиметилглицинат натрия активен против грамотрицательных и грамположительных бактерий, дрожжей и плесени, даже при низких концентрациях, обеспечивающих эффективную по затратам консервацию.
Другим примером противомикробных агентов является хлоргексидин. 5% раствор хлоргексидина диглюконата по Фармакопее США представляет собой водный раствор 20% хлоргексидина диглюконата по Европейской Фармакопее. 2-5% хлоргексидин оказывает достаточный бактерицидный эффект и активен против обычных грамположительных и грамотрицательных бактерий и грибов. Данные или любые другие из следующих агентов могут добавляться к водным растворам, например, в количестве примерно 2-5% масс. хлоргексидина диглюконата, смешанного с 70% изопропиловым спиртом или 60% этиловым спиртом, смеси хлоргексидина диглюконата и октенидина дигидрохлорида или другие смеси хлоргексидина, триклозан, PCMX (парахлорметаксиленол), соединения фенола (карболовой кислоты) или смесь 70% изопропилового спирта или 60% этилового спирта или тимола (также известного как 2-изопропил-5-метилфенола), 4-изопропил-3-метилфенол или любая концентрация изопропилметилфенола или любая концентрация смеси тимола и карвакрола (цимофенола), Dow Chemical Kathon® LX 1400, нуосепт®, протектол и асептрол, выпускаемые компанией BASF, например, наряду с аналогичным образом полученными противомикробными агентами, и конечный наноцидный противомикробный агент. Дополнительные примеры противомикробных агентов включают сульфадиазин серебра, 0,5% раствор нитрата серебра % масс., или 5% раствор мафенида ацетата (сульфамилона) % масс., мупироцин (бактробан) или нистатин.
Для усиления охлаждающего эффекта на кожу, к одному или обоим водным растворам могут добавляться 1-7% об./масс. масла ментола, кристаллов ментола (экстракт Mentha arvensis, кристаллизованный быстрым замораживанием или аналогичный) и/или ментоловые смеси, предпочтительно, 3%. Могут использоваться другие усилители охлаждающего эффекта, которые химически запускают чувствительные к холоду рецепторы в коже для обеспечения охлаждающего ощущения.
Кроме того, может добавляться от примерно 1% масс. до примерно 5% масс. анестетика, такого как лидокаин (ксилокаин), ланакан, дибукаин, оксибупрокаин, прамоксин, пропаракаин, проксиметакаин или другой местный анестетик. Сложные эфиры бензоатов, включая бензокаин, бензокаин и ментол, тетракаин (также называемый аметокаином) и бутамбен пикрат представляют собой другие местные анестетики, которые могут использоваться. Эти агенты могут добавляться к одному или обоим из водных растворов. Местные анестетики могут устранять зуд, обеспечивать нечувствительность нервных окончаний и могут обеспечить местное обезболивание.
Подложка может содержать текст, обозначения и/или картинки, диаграммы и тому подобные изображения (далее в настоящем описании именуемые «печатью», где термин не обозначает конкретный процесс нанесения «печатного изображения» на подложку, но просто используется в качестве стенографии), которые будут видны даже после пропитки подложки. Процесс «печати» и типографские краски должны быть совместимы с процессом пропитки и сопутствующими материалами. Возможно также, что текст, обозначения, картинки и т.д. являются отдельным компонентом, который прикрепляется к подложке или перед процессом пропитки гелем или во время него. Печать может быть чисто декоративной или предоставлять информацию о применении и преимуществах изделия. Например, печать может представлять инструкции по применению. Печать может наноситься на подложку, например, трафаретной печатью, печатью матричным каландром, термопечатью или другими способами, а также может быть вплетена или вплавляться в подложку. Печать должна быть устойчивой и способной выдерживать процесс пропитки, включая компоненты используемого раствора.
Подложка может быть предварительно обработана антипиреном, таким как полибромированные дифенилэфиры (PBDE), противопожарный агент поли EMC (этилметилкарбонат) и композиции безопасных антипиренов на основе PVA и PVA, окисленного KMnO4 (органические полимеры, образующие уголь) или органических (не солевых) антипиренов.
Могут добавляться иллюстративные ингибиторы ультрафиолетового излучения, содержащие производные этиленамина.
Производные этиленамина могут добавляться за их антистатические свойства, и соединения четвертичного аммония могут использоваться с определенными растворимыми в воде нейтральными или щелочными солями с использованием органических агломерирующих агентов.
Теперь будет обсужден иллюстративный способ изготовления охлаждающего изделия. Пористую подложку подвергают, например, напылению, окунанию или другой форме погружения в водный раствор, имеющий одно или более поливиниловых соединений, таких как PVA, PVP или смесь PVA/PVP, до тех пор пока подложка не станет по существу или полностью пропитанной раствором. Иллюстративные диапазоны содержания в % масс. поливиниловых соединений в растворе составляют от примерно 4% масс. до примерно 6% масс. и от примерно 4% масс. до примерно 10% масс. Смесь PVA/PVP может содержать, например, PVP от более чем примерно 0% масс. до примерно 2% масс., при предпочтительном диапазоне от примерно 0,25% масс до примерно 1,0% масс., и PVA от примерно 4% масс. до примерно 10% масс., при предпочтительном количестве для некоторых видов применения, составляющем примерно 6% масс. Возможно добавление в диапазоне от примерно 2 до примерно 7% масс. противомикробного агента, такого как хлоргексидин диглюконат или 50% раствор Суттоцида. Дополнительный иллюстративный диапазон составляет от примерно 3 до примерно 5% масс., предпочтительно, примерно 3% масс. Раствор, кроме того, содержит примерно от 1 до 7% масс. образующего или усиливающего образование геля компонента (компонентов), такого как глицерин, и остальное количество составляет по существу вода. Другие иллюстративные диапазоны образующего или усиливающего образование геля компонента включают от примерно 1% масс. до примерно 5% масс. и от примерно 3% масс. до примерно 4% масс. раствора. Избыточный раствор может быть удален из подложки соскабливанием лопаткой или резиновым валиком для удаления влаги, прижимным роликом или комбинацией технологий.
Затем увлажненную подложку подвергают воздействию другого водного раствора, снова напылением, окунанием или другой формой погружения. Этот второй водный раствор содержит от примерно 3 до примерно 8% масс. неорганического коагулирующего агента, такого как борат натрия, для создания поперечной сшивки полимера, и, возможно, от примерно 2 до примерно 5% масс. дополнительного противомикробного агента; и от более чем 0 до примерно 5% масс. пластификаторов, таких как глицерин, и остальное количество составляет по существу вода. Избыточный раствор может быть удален из подложки соскабливанием лопаткой или деревянным скребком с резиновой пластинкой, сдавливающей прокаткой или комбинацией технологий. Затем пропитанную подложку сушат, например, использованием воздушных ножей. Вероятно, пропитанный материал проявит устойчивость к воспламенению и нагреванию до температуры выше 3500° Фаренгейта (≈1927°C).
Ниже описаны компоненты раствора и его получение в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
Водный раствор 1:
PVA - 4-10% масс., предпочтительное содержание составляет 6% масс.
PVP - 0-2% масс., предпочтительное содержание составляет 0,25-1,0% масс.
Противомикробный агент - 2-5% масс., предпочтительное содержание составляет 3% масс.
Глицерин - 1-7% масс.; предпочтительное содержание составляет 2-5% масс.
Остальное количество составляет по существу вода.
Водный раствор 2:
Борат натрия - 3-8% масс., предпочтительное содержание составляет 5% масс.
Противомикробный агент - 2-5% масс., предпочтительное содержание составляет 2-3% масс., предпочтительнее, 3% масс.
Глицерин - 0-7% масс.; предпочтительное содержание составляет 0-5% масс.; предпочтительнее, 1-2% масс.
Другие добавляемые агенты добавлялись бы в указанном количестве в % масс. [например, ментол - 1-7%, анестезирующие агенты, и т.д.].
Первый водный раствор
Первый водный раствор нагревают приблизительно до 180°F (82,2°C), затем дают возможность охладиться до 160°F (71,1°C) или ниже, и в это время к водному раствору примешивают противомикробный агент, такой как раствор Суттоцида A 50%, предпочтительно, в количестве 3% масс.
Второй водный раствор
Борат натрия добавляют к теплой воде для растворения бората натрия, затем добавляют глицерин и противомикробный агент.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый водный раствор предпочтительно получают смешиванием 60% воды с другими ингредиентами, составляющими раствор, и нагреванием раствора приблизительно до 180°F-190°F (82,2°C-87,8°C) для первого водного раствора и приблизительно до 160°F-170°F (71,1°C-76,7°C) для второго водного. Раствор непрерывно перемешивают во время фазы нагревания и смешивания, предпочтительно, без противопенного агента. Соответственно, перемешивание достаточно медленное во избежание вспенивания раствора. В целом, доведение до указанной выше температуры занимает приблизительно 10-45 минут. После достижения желательной температуры, компоненты раствора должны быть должным образом перемешаны и, при необходимости, достаточно расплавлены. Затем раствор охлаждают добавлением остающихся 40% воды, при температуре, достаточной для охлаждения раствора до температуры менее чем 160°F (71,1°C). Затем добавляют противомикробные агенты.
На фиг.1 изображен способ и устройство для изготовления охлаждающего изделия в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Рулон подложки 50 содержит необработанный (непропитанный) материал подложки, который предстоит подавать через устройство, где она подвергается пропитке полимерным гелем. Подложка подается в баню 52 с первым водным раствором, содержащим одно или более поливиниловых соединений, таких как PVA и/или PVP или другое аналогичное вещество, и дополнительные ингредиенты, как описано в настоящей заявке. На этой стадии подложка предпочтительно подается через ванну с тем, чтобы она была полностью погружена в раствор. Затем избыток раствора удаляют из подложки. В данной иллюстративном варианте осуществления изобретения подложку сначала подают через прижимной ролик 54, который образован из двух роликов различного размера 56, 58. Затем подложку пропускают через резиновый валик для удаления влаги 60. Распылители 62 распыляют второй водный раствор на подложку для инициации или дальнейшей поперечной сшивки полимера (полимеров). Затем подложка следует по длинному каналу 64, что занимает примерно 10-20 секунд для обеспечения возможности осуществления поперечной сшивки. Затем используют воздушные ножи 66 для сушки пропитанной подложки. Наконец, подложку снова наматывают на валик 68.
Некоторые подложки, такие как трикотаж, имеют тенденцию скручиваться внутрь с краев при их растяжении и/или пропитке раствором. Поэтому устройство содержит кромкорасправители для расправления подложки. Первый кромкорасправитель 70 расположен непосредственно перед распылителем 62 для расправления материала с тем, чтобы он равномерно принимал раствор. Второй кромкорасправитель 72 расположен ниже по ходу подложки от распылителя 62 и непосредственно выше по ходу подложки от приемного ролика 68 с тем, чтобы материал был плоским при его намотке на ролик 68.
Время процесса пропитки зависит от скорости абсорбции выбранной подложкой. Это время может быть уменьшено механическим сжатием подложки перед пропиткой с тем, чтобы удалить воздух из микроячеек. Гель предпочтительно полностью проникает через подложку, но может лишь частично сделать это, образуя материал охлаждающего изделия.
Поперечная сшивка растворов PVA или PVA/PVP коагулирующим раствором может происходить быстро, обычно в пределах от 1 до 60 секунд, в зависимости от свойств используемой подложки. Длительное время требуется для обеспечения эффективной миграции коагуляционного раствора через пропитанную подложку. Затем подложка может протираться для удаления избыточного количества геля с использованием лопатки или другого подходящего устройства и оставляться для высыхания с целью удаления избыточного количества воды. Время сушки может быть уменьшено воздействием на всю обработанную подложку воздушными ножами для удаления избыточной влаги. В дополнение к воздушным ножам или вместо них, сушка может осуществляться использованием системы роликов, которая проходит над фенами воздушной сушки, инфракрасным нагревателем или другим подходящим механизмом сушки. Это может уменьшить время сушки до периода менее 5 минут.
Затем пропитанная подложка может формироваться в разнообразные изделия, такие как обертки, компрессы, прокладки, накладки, нарукавники, жилеты, рубашки, шорты, носки, охладители кисти, охладители стопы, головные уборы, такие как банданы, шапки или шляпы, футболки, штаны, перчатки или другие предметы одежды. Пропитанные гелем подложки согласно изобретению могут также потенциально использоваться в качестве систем доставки лекарственных средств. Путем комбинирования гидрогелей с неорганическими солями они становятся электропроводными и, таким образом, могут также использоваться для электрохирургии.
Затем материал охлаждающего изделия может быть сформирован, например, в обертку для криотерапии. Толщина иллюстративной обертки для криотерапии находится в диапазоне от примерно 1/32 дюйма (0,03 мм) до примерно 1/4 дюйма (6,35 мм). Затем обертка для криотерапии различными способами превращается в форму конечного изделия. В случае обертки для криотерапии пропитанная гелем подложка разрезается, например, на листы размером приблизительно от 1 до 8 дюймов (2,54 до 20,32 см) в ширину на приблизительно от 48 до 72 дюймов (от ≈122 до ≈182,9 см) в длину. В иллюстративном варианте осуществления изобретения обертка наматывается на стержень, имеющий диаметр, например, от 0,5 до 1-1/2 дюйма (1,27 до 3,8 см). Обертка может храниться в мешочке или другом контейнере, который удерживает влагу, изготовленном, например, из PVC (поливинилхлорида) или других пластиковых или пластиковых/металлизированных пленок. Обертка может регидратироваться добавлением воды в контейнер для хранения.
Хотя часто предпочтительно создание материала охлаждающего изделия, а затем формирование материала в желательное изделие, для некоторых видов применения возможно сначала формирование желательного продукта из подложки, а затем пропитка гелем и другими компонентами.
На фиг.2 и 3, материал охлаждающего изделия 20 включает ткань-носитель 21 (подложку), которая функционирует в качестве пористой подложки для удерживания геля на водной основе 22. Этот гель пропитывает носитель и обеспечивает охлаждение отведением температуры тела в целом посредством комбинации теплопроводности и испарения. В иллюстративном варианте осуществления изобретения поверхности материала охлаждающего изделия 23, 24 предназначены быть гладкими и глянцевыми, в то же время сохраняя самоклеющиеся свойства, которые обеспечивают возможность обертки сцепляться с самой собой без сцепления с кожей.
Примеры носителя подложки 21 включают хлопок поверх эластомерного полимера, такого как Спандекс® при примерно от 1% до примерно 6% кругловязаного трикотажа с утком, конструкции джерсовой ткани. Дополнительные иллюстративные диапазоны эластомерного полимера включают: от примерно 2 до примерно 4%; и от примерно 4 до примерно 6%.
Существуют другие формы готовых изделий, которые входят в объем изобретения, включая без ограничения накладки и другие обработанные изделия, такие как повязка/обертка 25, которая может включать компрессию, как показано на фиг.4, и плечевая обертка 25, как иллюстрируется на фиг.5.
Готовые изделия могут стерилизоваться для обеспечения возможности их использования в хирургических наборах. Стерилизация и обеззараживание могут осуществляться гамма-излучением. В иллюстративном варианте осуществления изобретения в процессе стерилизации гамма излучением используется излучение кобальта 60 для уничтожения микроорганизмов. Гамма-излучение может проникать через упаковку и изделие и подходит для использования с большинством или всеми подложками, используемыми в вариантах осуществления изобретения.
Криотерапевтический жилет в сборе в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения обеспечивает решение задачи проведения криотерапии путем предоставления предпочтительно устойчивого к воспламенению и нагреванию, легкого и легко используемого изделия для криотерапии, предназначенного для удерживания сердцевинной температуры тела на приемлемых уровнях.
На фиг.6-8, охлаждающий продукт в форме жилета 10 включает пропитанную подложку 11, которая включает пористую ткань-носитель 14, которая удерживает гель на водной основе 13. Пропитанная подложка 11 обеспечивает охлаждение отведением тепла тела посредством комбинации теплопроводности и испарения. Жилет может также включать тонкую ткань или пластиковую пленку 12, которая предназначена для усиления испарения воды и, посредством этого, увеличения охлаждающего эффекта. Используемый в настоящем описании термин «жилет» используется в широком смысле и может включать предметы одежды, которые, в дополнение к покрытию областей грудной клетки и спины, покрывают плечи или части рук от плеч до локтей.
В иллюстративном варианте осуществления криотерапевтического жилета пропитанная гелем подложка 11 разрезается на листы размером приблизительно от 18 до 36 дюймов (от ≈45,7 до ≈91,4 см) на 36 дюймов (≈91,4 см). Данный размер может подходить для охлаждающего одеяла 38, например, как показано на фиг.15, для быстрого снижения температуры тела неинвазивным образом. Оно может быть сформировано из одного листа материала охлаждающего изделия 17, хотя это необязательно. Тонкая ткань или пластиковая пленка 12, предназначенная для обеспечения поглощения влаги, может наноситься на носитель для усиления охлаждающего эффекта. Затем отрезанный лист выкраивают по типу жилета, как показано на фиг.9, что позволяет пользователю продеть данный предмет одежды через голову и натянуть вдоль задней и передней стороны тела. Застежки 15, 16 прикреплены к сторонам предмета одежды, позволяя пользователю надежно пристегнуть предмет одежды к своему телу. Застежки 15, 16 могут представлять собой, например, материалы в виде крючков и петель, которые можно легко прикрепить друг к другу и повторно соединять и рассоединять. На фиг.10 изображен другой предмет одежды 30 в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения. В данном варианте осуществления предмет одежды 30 представлен в форме майки.
Готовый предмет одежды обычно и предпочтительно имеет толщину от примерно 1/16 дюйма (1,6 мм) до 1/4 дюйма (6,35 мм) для сведения к минимуму массы предмета одежды, в то же время обеспечивая достаточное охлаждение и устойчивость к воспламенению/высокой температуре. Предмет одежды обычно и предпочтительно сложен в стандартный пластиковый мешочек из поливинилхлорида размером 12 дюймов (≈30,5 см) на 16 дюймов (≈40,6 см) или другой контейнер, который удерживает влагу. Пластиковый мешок из полихлорвинила или другой контейнер служит в качестве мешка для регидратации, позволяющего пользователю повторно использовать изделие множество раз перед выбрасыванием, когда гель полностью иссохнет в результате повторного применения.
Охлаждающий продукт может быть также представлен в форме обертки контейнера 32, такой как показано на фиг.11. Обертка контейнера 32 может использоваться для охлаждения и/или удерживания содержащегося в нем объекта в холодном состоянии, такого как пищевые продукты, или напитки, или лекарственные средства во время применения или транспортировки. Во многих случаях это исключает или снижает потребность во льду или ледяной воде для транспортировки и не требует внешнего источника питания или очистки ввиду конденсации, таяния или разбрызгивания. Иллюстративные варианты осуществления изобретения могут исключить или снизить перекрестное заражение, которое возникает в результате негигиеничных охладителей и охлаждающих термальных сумок, таяния, которое происходит при использовании льда и смесей льда/воды в охладителях и охлаждающих термальных сумках; от рук, погружаемых в воду, образованную при таянии; капающей воды на содержимое другого охладителя/охлаждающих термальных сумок, когда пищевые продукты извлекаются из охладителя/охлаждающих термальных сумок.
Обертка контейнера 32 может обертываться вокруг флакона или другого контейнера, причем обертка прилегает к контейнеру при небольшом или отсутствующем прилипании, конденсации или таяния и обеспечивает охлаждение и поддержание сниженной температуры. Охлаждающая обертка 32 может сворачиваться в рулон и храниться в предпочтительно герметичном контейнере и использоваться повторно. Охлаждение в холодильнике усиливает охлаждающие эффекты или погружение в холодную или ледяную воду или при нахождении в мешочке, или в другом контейнере, или вне их. Обертка может также погружаться, в целом лишь на короткий период времени (приблизительно 2-20 секунд, в зависимости от общего размера обертки - обертка большего размера требует более длительного времени погружения), в холодную или ледяную воду с последующим удалением избыточной воды выжиманием рукой или вытиранием или охлаждаться в холодильнике при нахождении в виде обертки на контейнере.
Обертка контейнера 32 может быть изготовлена с обеспечением способности растягиваться или без нее. Способность растягиваться может содействовать соответствию обертки форме контейнера. Примерами могли бы быть трикотажная подложка, состоящая из хлопка/Спандекса или аналогичного материала, или нетканого материала, влитого в гель, который соответствует сторонам сосуда, вокруг которого он обернут. В иллюстративном варианте осуществления обертки контейнера, обертка имеет размеры: толщину - от примерно 1/8 дюйма (≈3,2 мм) до примерно 1/2 дюйма (12,7 мм), ширину - от примерно 4 дюймов (≈10,2 см) до примерно 36 дюймов (≈91,4 см) и длину - от примерно 10 дюймов (25,4 см) до примерно 36 дюймов (≈91,4 см). В еще одном варианте осуществления размеры обертки составляют: толщина - от примерно 1/8 дюйма (≈3,2 мм) до примерно 1/2 дюйма (12,7 мм), ширина - от 7 дюймов (≈17,8 см) до 10 дюймов (25,4 см) и длина - от примерно 9 дюймов (≈22,9 см) до примерно 20 дюймов (50,8 см). Вследствие способности изделия сцепляться с самим собой, оно в соответствие с потребностями может комбинироваться в своем настоящем размере и наслаиваться для обеспечения более толстого и более длительно действующего изделия. Непропитанная подложка представляет собой предпочтительно нетканый полиэфир или полиэфирную смесь с массой от примерно 2 унций/ярд2 (68 г/м2) до примерно 4 унций/ярд2 (136 г/м2), предпочтительно, примерно 3 унций/ярд2 (102 г/м2), и имеет толщину в диапазоне от примерно 0,07 дюйма (≈1,8 мм) до примерно 0,10 дюйма (2,54 мм).
Изделие может также формироваться в различные другие размеры для других целей, включая без ограничения подушечки для лечения ожогов, обертки для пальцев, полоски, лицевые маски, обертки для ног или другие формы.
Как показано на фиг.12 и 13, изобретение включает обертки для тела, которые могут использоваться, например, для покрытия части тела, такой как запястье, рука от плеча до локтя или ее часть. На фиг.12 показана обертка в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения в форме нарукавника 34, который покрывает запястье, часть предплечья и часть кисти. На фиг.13 показан другой вариант обертки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения в форме нарукавника, или повязки предплечья 36, которая покрывает запястье и часть предплечья. Иллюстративные варианты осуществления охлаждающих изделий, показанные на фиг.12 и 13, могут в частности использоваться для кухонного персонала, такого как шеф-повара. Обертка обеспечивает защиту от ожогов, а также содействует поддерживанию охлаждения дермы (кожи) конечного пользователя в горячей окружающей среде. Путем наложения охлаждающего нарукавника обертки или повязки на предплечье в начале рабочей смены, работники становятся защищенными от несчастных случаев, связанных с воздействием кипящей жидкости или пара, пламени, горячего жира и контактом с горячими предметами. Обертка не прилипает к коже, но сцепляется с самой собой и может быть предоставлена, например, в виде листов размером приблизительно 9-10 дюймов (≈22,9-25,4 см) на 16 дюймов (≈40,6 см) из нетканого полиэфирного полотна, которое было обработано полимерным гелем. В еще одном варианте осуществления изобретения, например, обертка шириной приблизительно 9 дюймов (≈22,9 см) обеспечивает должное покрытие предплечья. Длина от примерно 8 дюймов (≈20,3 см) до примерно 18 (≈45,7 см) дюймов должна обеспечить возможность достаточного наматывания обертки вокруг предплечья и должна обеспечить охлаждающий эффект в течение целесообразного периода времени.
Подложка для нарукавника или повязки представляет собой предпочтительно обработанное на иглопробивной машине, нетканое полотно из полиэфира/вискозы, такое как SoftSorb HYG008. В идеале, оно имеет массу 6 унций/ярд2 (204 г/м2), толщину 0,075-0,095 дюйма (≈1,9-2,4 мм), минимальную растяжимость 65 фунтов (≈29,5 кг) в направлении выработки (MD) и 100 фунтов (≈45,4 кг) в поперечном направлении (CMD), среднее процентное удлинение при 10 фунтах (≈4,5 кг) 40 (MD) и 25 (CMD), и средней спектральной поглощательной способности 7,0 г/г. Другие иллюстративные диапазоны подложки для нарукавников и повязок представляют собой: толщина - от примерно 0,05 дюйма (1,27 мм) до примерно 0,13 дюйма (3,3 мм), масса - от примерно 3 унций/ярд2 (102 г/м2) до примерно 8 унций/ярд2 (272 г/м2).
Работники, которые ранее пострадали от небольших ожогов на рабочем месте или травмы вследствие ошпаривания, могут защитить пораженную область оберткой в виде нарукавника, поскольку одна из характеристик обертки представляет собой то, что гель обеспечивает охлаждение кожи, а также барьер для воздействия высокой температуры/пламени.
Материал охлаждающего изделия может быть сформирован в подушечку 40, такую как показано на фиг.16 и 17, например, кусками шириной приблизительно от 4 дюймов (≈10,2 см) до 10 дюймов (25,4 см) и длиной от 4 дюймов (≈10,2 см) до 16 дюймов (≈40,6 см). Они могут накладываться на тело в определенной области, такой как поясничная область или плечевая область. В идеале, подушечки имеют отслаиваемую оболочку 42 с одной стороны, например, изготовленную из полипропилена, и тканевое наружное покрытие 44, прессованное к стороне подушечки 40, обращенной от тела, для защиты одежды, которая может носиться поверх подушечки. Наружное покрытие 44 может представлять собой такой же материал, как пропитанная подложка 46, но является не пропитанной. Непропитанное наружное покрытие 44 должно легко сцепляться с пропитанной подложкой 46 путем использования, например, прижимным роликом. Предпочтительно, это осуществляется, когда пропитанная подложка 46 является достаточно влажной для облегчения сцепления. Отслаиваемая оболочка 42 предпочтительно имеет, по меньшей мере, одну текстурированную сторону для содействия ее сцеплению с пропитанной подложкой 46. Подложка подушечки предпочтительно представляет собой обработанное на иглопробивной машине, нетканое полотно из полиэфира, такого как материал типа VYL009, используемый для отделки домашних интерьеров, который имеет массу 1,50 унций/ярд2 (51 г/м2) и толщину примерно 0,017-0,033 дюймов (≈0,43-0,84 мм). Другие иллюстративные диапазоны массы для подушечек включают от примерно 1 унции/ярд2 до примерно 3 унций/ярд2 (102 г/м2). Другие иллюстративные диапазоны толщины для подушечек включают от примерно 0,010 дюйма (≈0,25 мм) до примерно 0,050 дюйма (1,27 мм).
Изобретение может быть осуществлено в различных видах, например, в форме изделия, такого как охлаждающая подушечка, способа изготовления пропитанной подложки для видов применения с целью охлаждения, способа изготовления охлаждающего изделия, способа охлаждения тела, способа криотерапии, способа лечения ожогов, способа уменьшения отека и способа лечения травм, включающего наложение любого изделия, описанного в настоящей заявке, на тело для обеспечения охлаждающего эффекта. Варианты осуществления способа криотерапии включают проведение терапии во время острой воспалительной фазы - в первые 24-48 часов после травмы и при температуре выше примерно 59°F (15°C) - во избежание или для уменьшения возможности или степени расширения сосудов и повреждения клеток или гибели клеток.
Были описаны различные варианты осуществления изобретения, причем каждый имеет отличающуюся комбинацию элементов. Изобретение не ограничивается конкретными описанными вариантами осуществления и может включать другие комбинации описанных элементов и может включать аспекты предшествующего уровня техники.
Хотя изобретение было описано иллюстративными вариантами осуществления, специалисты в данной области могут предположить дополнительные преимущества и модификации. Поэтому изобретение в его более широких аспектах не ограничивается определенными деталями, показанными и описанными в настоящей заявке. Модификации, например, соотношений компонентов материалов и конфигураций и типов изделий могут производиться, по меньшей мере, в некоторой степени, без отхода от сущности и объема изобретения. Соответственно, предполагается, что изобретение не ограничивается определенными иллюстративными вариантами осуществления, но должно интерпретироваться в пределах полной сущности и объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.
1. Охлаждающее изделие, включающее:
компрессионную обертку, представленную в виде подложки, пропитанной испаряющим полимерным гелем, и имеющую противомикробный агент, где обертка гидратирована перед применением и может быть регидратирована после испарения для повторного применения, и где пропитанная гелем подложка сформирована из хлопка, связанного с эластомерным полимером в кругловязаное трикотажное изделие, и где упомянутая пропитанная гелем подложка имеет гладкие поверхности, которые сцепляются друг к другу без прилипания к коже, и
информацию, напечатанную на пропитанной гелем эластомерной подложке.
2. Охлаждающее изделие по п. 1, где гель представляет собой гель на основе PVA.
3. Охлаждающее изделие по п. 1, где гель представляет собой смесь PVA/PVP.
4. Охлаждающее изделие по п. 1, где процентное удлинение подложки больше по длине, чем по ширине.
5. Охлаждающее изделие по п. 3, где смесь PVA/PVP находится в водном растворе, где PVP содержится в диапазоне от примерно 0% масс., до примерно 2% масс., a PVA - в диапазоне от примерно 4% масс., до примерно 10% масс.
6. Охлаждающее изделие по п. 5, где PVP содержится в диапазоне от примерно 0,25% масс. до примерно 1,0% масс.
7. Охлаждающее изделие по п. 1, где изделие имеет размеры в диапазоне:
ширина: от примерно 1 дюйма (2,54 см) до примерно 8 дюймов (20,32 см);
длина: от примерно 48 дюймов (≈122 см) до примерно 72 дюймов (≈183 см); и
толщина: от примерно 1/32 дюйма (0,8 мм) до примерно 1/2 дюйма (12,7 мм).
8. Охлаждающее изделие по п. 1, где процентный диапазон эластомерного полимера в отношении хлопка составляет от примерно 1% до примерно 6%.
9. Охлаждающее изделие по п. 1, дополнительно включающее покрытие, по меньшей мере, по части одной стороны пропитанной подложки, где покрытие усиливает испарение воды.
10. Охлаждающее изделие по п. 1, дополнительно включающее анестетический ингредиент.
11. Охлаждающее изделие по п. 1, дополнительно включающее покрытие стороны пропитанной подложки, включающей непропитанную форму той же подложки.
12. Охлаждающее изделие по п. 1, дополнительно включающее одну или более неорганических солей.
13. Охлаждающее изделие по п. 1, где изделие представляет собой изделие в форме нарукавника.
14. Охлаждающее изделие по п. 1, где изделие представляет собой повязку на кисть.
15. Охлаждающее изделие по п. 1, где изделие стерилизуется и обеззараживается гамма-излучением.
16. Способ формирования охлаждающего изделия, включающий: воздействие на пористую подложку первым водным раствором,
состоящим из от примерно 2 до примерно 10% масс., одного или более поливиниловых соединений, от примерно 2 до примерно 5% масс. противомикробного агента, от примерно 1 до примерно 7% масс. компонента (компонентов), создающих или усиливающих образование геля, и остальной части, по существу представляющей собой воду, где пропитанная гелем подложка сформирована из хлопка, связанного с эластомерным полимером в кругловязаное трикотажное изделие, и где подложка имеет гладкие поверхности, которые сцепляются друг к другу без прилипания к коже, и информацию, напечатанную на подложке; и
воздействие на увлажненную подложку вторым водным раствором, состоящим из примерно от 3 до 8% масс., неорганического коагулирующего агента, от примерно 2 до примерно 5% масс. противомикробного агента; и от примерно более чем 0 до примерно 5% масс. пластификаторов и остальной части, по существу представляющей собой воду,
таким образом формируя подложку, пропитанную испаряющим гелем и имеющую противомикробный агент.
17. Способ по п. 16, где поливиниловое соединение представляет собой PVA.
18. Способ по п. 16, где поливиниловое соединение представляет собой смесь PVA/PVP.
19. Способ по п. 18, где PVP содержится в диапазоне от более чем примерно 0 до примерно 2% масс. и PVA содержится в диапазоне от примерно 4% масс. до примерно 10% масс., первого водного раствора.
20. Способ по п. 19, где PVP содержится в диапазоне от примерно 0,25% масс. до примерно 1,0% масс.
21. Способ по п. 16, где первый водный раствор содержит от примерно 2% масс. до примерно 7% масс. противомикробного агента.
22. Способ по п. 21, где противомикробный агент представляет собой гидроксиметилглицинат натрия.
23. Способ по п. 16, где пластификатор представляет собой глицерин.
24. Способ по п. 16, где неорганический коагулирующий агент представляет собой борат натрия.
25. Способ по п. 16, где PVA гидролизирован примерно на 99%.
26. Способ по п. 16, где общая концентрация одного или более поливиниловых соединений составляет от примерно 4% масс. до примерно 6% масс.
27. Способ по п. 16, дополнительно включающий формирование охлаждающего изделия в компрессионную обертку.
28. Способ по п. 16, дополнительно включающий формирование охлаждающего изделия в жилет.
29. Способ по п. 16, дополнительно включающий формирование охлаждающего изделия в обертку контейнера.
30. Способ по п. 16, дополнительно включающий формирование охлаждающего изделия в накладную подушечку, обертку для тела или одеяло.
31. Способ по п. 16, дополнительно включающий добавление неорганических солей.
32. Способ применения охлаждающего изделия по любому из пп. 1-15, включающий наложение охлаждающего изделия на объект.
