DE10024133A1 - Einrichtung und Verfahren zur Reinigung von Röhren und Schläuchen - Google Patents

Abstract

Endoskope und andere biegsame Röhren und Schläuche vorzugsweise im medizinischen Bereich werden dadurch innen gereinigt, daß ein biegsamer, in Schwingungen versetzter Stab von einem Ende her unter gleichzeitiger Wirkung von Reinigungsflüssigkeit eingeführt wird, so daß er die Schwingungsenergie auf die Reinigungsflüssigkeit abgibt. Der Stab ist in Längsrichtung steif, biegsam und gleitet besonders leicht im zu reinigenden Kanal, was dadurch erreicht wird, daß er eine sowohl für die trockene als auch nasse Reibung glatte Oberfläche besitzt. Der Stab wird vorzugsweise in Eigenschwingungen in Längsrichtung versetzt und gibt seine Schwingungsenergie hauptsächlich am Kopfende ab. DOLLAR A Durch diese verbesserte Reinigung minimalinvasiver Instrumente lassen sich die Infektionsraten durch derartige Instrumente senken.

Description

Endoskope und Schläuche zur medizinischen Diagnose und minimalinvasiven Chirurgie weisen feine Kanäle über ihre gesamte Länge auf, die z. B. wie in der Gastroendoskopie dazu dienen, Spülflüssigkeit in den Magen des Patienten zu- und abzuführen. Teilweise werden in solchen Kanälen auch Seilzüge geführt, die der Betätigung kleiner Werkzeuge am Ende des Endoskopes diesen.

Die Reinigung dieser Kanäle vor Einsatz im nächsten Patienten ist zwingend erforderlich, um die Infektionsübertragung ausschließen zu können. Diese Aufgabe ist zur Zeit noch nicht zufriedenstellend gelöst. Beispielsweise ist in der Gastroendoskopie eine hohe Rate bakteriell kontaminierter Endoskope bekannt und durch empirische Untersuchungen abgesichert. Die Zahl der Infektionen, die durch solche Endoskope übertragen werden, ist nicht bekannt, die Dunkelziffer ist hoch.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und dem zugehörigen Verfahren soll hier Abhilfe geleistet werden. Für den medizinischen und wirtschaftlichen Fortschritt der minimalinvasiven Chirurgie und Diagnose ist es von großem Vorteil, wenn die Übertragungswege von Infektionen durch Endoskope und ähnliche Geräte unterbrochen werden. Eine hierdurch geringere Komplikationsrate der Bevölkerung durch Infektionen, geringere Aufenthaltsdauern in der stationären Behandlung durch verbreitetere minimalinvasive Chirurgie und bessere Diagnosemöglichkeiten (d. h. solche mit geringerem Infektionsrisiko) haben großen positiven Einfluß auf die Wohlfahrt.

Die Reinigung der Kanäle in den Endoskopen geschieht heutzutage meistens in der Weise, daß die Endoskope (günstig unmittelbar nach Gebrauch) an Spülköpfe angeschlossen und gründlich durchspült werden sowie durch manuelles Bürsten mit einer langen biegsamen Bürste. Derartige Bürsten sind am Kopf eines relativ biegesteifen Drahtseiles angebracht. Das Bürsten soll vor allem festsitzende Anhaftungen in den Kanälen lösen, wie z. B. Eiweiß oder Blut. Nachteilig an dieser Methode ist der Verschleiß der Innenseite der Endoskope durch Bürste und Drahtseil, wobei diese über der Zeit aufrauhen und immer stärker Schmutz annehmen. Nachteilig an der Methode des Durchspülens ist, daß sich hartnäckige Anschmutzungen nicht lösen.

Es gibt auch die Möglichkeit, Endoskope in Ultraschallreinigungsbäder einzulegen, die zwar eine schonende und gründliche Reinigung und Desinfektion der Außenseiten der Endoskope bewirken können, jedoch nicht der Innenseiten, weil die Wandung der Endoskope die Wirkung des Ultraschalls abschirmt.

Trotzdem geben die Wirkungsmechanismen der Ultraschallreinigung Hinweise, wie der Stand der Technik zur Innenreinigung von Endoskopen weiterzubilden ist. Schallwellen in Flüssigkeiten wirken reinigend, indem Schwerkräfte ausgelöst werden, die mit der Intensität des Schalls zunehmen. Diese Scherkräfte können Verschmutzungen mechanisch lösen. Ferner entstehen Mikroströmungen, die die Wirkung chemischer und enzymatischer Reinigungsmittel verstärken, indem sie für einen verbesserten Stofftransport sorgen. Durch den Schall können Schmutzpartikel auch in Eigenfrequenz angeregt werden und sich dadurch lösen. Oberhalb einer bestimmten Schallwechseldruckamplitude, die von der Schallfrequenz und anderen Größen abhängt, kann bei der Beschallung von Flüssigkeiten Kavitation entstehen. Bei der Unterart der Dampfblasen- oder sog. harten Kavitation können Mikrojets an Oberflächen und Schockwellen in den Flüssigkeiten entstehen, die ihrerseits starke Scherkräfte erzeugen.

Der Stand der Technik wird erfindungsgemäß weitergebildet, indem ein biegsamer Stab längs in einen zu reinigenden Kanal in einem Endoskop oder sonstigen Schlauch eingeschoben wird. Der zu reinigenden Kanal ist währenddessen mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllt, die z. B. Wasser mit chemischen und/oder enzymatischen Zusätzen sein kann. Auch Desinfektionsmittel können erfindungsgemäß dabei enthalten sein sowie Feststoffzusätze. Der biegsame Stab wird erfindungsgemäß durch einen außerhalb der von innen zu reinigenden Röhre durch einen Schwingungsgeber, der z. B. ein elektromechanischer Wandler sein kann, erregt, wobei er vorzugsweise in Längsschwingungen versetzt wird. Während der biegsame Stab durch den Kanal geschoben wird, gibt er die Schwingungsenergie kopfseitig und an seiner Mantelfläche an die Flüssigkeit ab. Eine mögliche Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. (Die Nummern bedeuten: 1 Flüssigkeit, 2 Endoskop, 3 Biegsamer Stab, 4 Schwingungserreger, 5 Gefäß; die Halterung des Endoskopes im Gefäß ist nicht dargestellt). Für dieses Wirkprinzip ist es vorteilhaft, wenn der biegsame Stab in Längsrichtung möglichst steif ist. Dies wird erfindungsgemäß durch einen anisotropen Werkstoff, insbesondere einen Verbundwerkstoff wie Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder Kohlefaserverstärkter Kunststoff (KFK), erreicht.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Reibungskräfte zwischen der Mantelfläche des biegsamen Stabes und der Innenfläche des zu reinigenden Kanals nicht zu groß werden, damit die Schwingungsenergie bis zum Kopfende des Stabes übertragen wird. Dies wird erfindungsgemäß durch eine glatte Oberfläche des Stabes, insbesondere auch durch eine mit geringer Benetzbarkeit durch die Reinigungsflüssigkeit, erreicht. Hilfreich ist dabei, die Oberflächenspannung der Reinigungsflüssigkeit nicht zu niedrig zu wählen.

Eine erfindungsgemäße Variante besteht darin, den Stab aus zwei Teilen, nämlich einer Seele mit Hülle auszuführen, wobei die Seele besonders leicht in der Hülle gleiten kann.

Für die Energieübertragung ist es besonders vorteilhaft, den Stab erfindungsgemäß in Längsrichtung in Eigenschwingungen zu versetzen.

Die Amplitude der Längsschwingung kann weiterhin nach einem der Ansprüche so gewählt werden, daß am Stabende Kavitation entsteht. Aufgrund der vorgenannten Effekte kann die Reinigungswirkung dadurch vervielfacht werden. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, die Stabspitze erfindungsgemäß aus Titan zu fertigen, das sich bei Kavitation wenig abnutzt. Um dafür zu sorgen, daß die Schwingungsenergie vorwiegend vom Kopfende des Stabes abgegeben wird, kann es nach einem der Ansprüche vorteilhaft sein, den Kopf gegenüber dem sonstigen Stabdurchmesser dicker auszuführen.

Am Kopf kann auch eine erfindungsgemäße Bürste befestigt sein, die bei Stablängsschwingung die Innenseite des Kanals schonend reinigt.

Vorteilhaft für den Arbeitsschutz ist es, die Frequenzen der Stabschwingungen erfindungsgemäß außerhalb der vom Menschen hörbaren Bereiche zu wählen.

Durch aufgeprägte Schwingungen in Reinigungsflüssigkeiten kann die keimabtötende Wirkung von Desinfektionsmitteln nachweislich verstärkt werden, was erfindungsgemäß ebenfalls genutzt wird.

Durch die von innen aufgeprägten Schwingungen kann die zu reinigende Röhre schließlich auch an der Außenseite beeinflußt werden, so daß dort Reinigungseffekte auftreten oder verstärkt werden. Auch dies ist Gegenstand der Erfindung.

Claims (16)

1. Einrichtung und Verfahren zur Reinigung von Röhren einschließlich verzweigter Röhrensysteme von Anhaftungen, insbesondere biegsamen und elastischen Röhren, insbesondere Endoskopen, und Schläuchen, dadurch gekennzeichnet daß ein vorzugsweise biegsamer Stab von einem Ende in die Röhre oder den Schlauch eingeschoben wird, der in geeigneter Weise, zum Beispiel durch Aufprägung der Schwingung vom außerhalb der Röhre oder dem Schlauch befindlichen Stabende her in Schwingungen versetzt wird, und die Schwingungsenergie hauptsächlich am in der Röhre oder dem Schlauch befindlichen Ende des biegsamen Stabs für den Reinigungsvorgang genutzt wird.

2. Einrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß für den biegsamen Stab ein anisotroper Werkstoff verwendet wird, der in Längsrichtung besonders steif und trotzdem biegsam ist, z. B. Glasfaserverstärkter Kunststoff oder Kohlefaserverstärkter Kunststoff.

3. Einrichtung und Verfahren nach einem oder beidem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Stab besonders glatt ist, d. h. für die trockene und nasse Reibung niedrige Reibungskoeffizienten aufweist und schlecht benetzbar ist.

4. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der biegsame Stab vorwiegend in Längsschwingungen versetzt wird.

5. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Stab mit einer seiner Eigenfrequenzen in Längsrichtung angeregt wird.

6. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der biegsame Stab aus einer biegsamen Seele mit biegsamer Hülle besteht, wobei die Seele in der Hülle gleiten kann, so daß die Seele gegenüber der Hülle Relativbewegungen vollführt.

7. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Röhre bzw. der Schlauch während des Reinigungsvorgangs mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser mit chemischen Zusätzen oder Enzymen, die die Reinigung unterstützen, gefüllt ist.

8. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß in der Flüssigkeit am Kopfende des Stabes durch die Stabschwingung oder Schwingung der Seele des Stabes Scherkräfte oder Kavitation in der Flüssigkeit erzeugt werden, die zur Reinigung beitragen.

9. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Spitze des Stabes bzw. der Seele auch gegenüber dem sonstigen Stabdurchmesser bzw. Stabhüllendurchmesser verdickt ist.

10. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Spitze aus Titan gefertigt ist.

11. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß am freien Kopfende des Stabes bzw. der Seele des Stabes eine Reinigungsbürste befestigt ist.

12. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Flüssigkeit in der Röhre mit flüssigen oder Feststoffzusätzen versehen wird, die den Reinigungsvorgang auf chemische, physikalische oder mechanische Weise oder durch eine Wirkungskette chemischer, physikalischer oder mechanischer Wirkungen, wobei es auf die Kausalität der Wirkungen in der Wirkungskette nicht ankommt, unterstützen.

13. Einrichtung und Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß diese Zusätze Körper sind, deren Material und Hauptabmessungen geeignet gewählt sind, so daß diese Körper durch die Stabschwingungen selbst in Schwingungen versetzt werden und ihre Bewegungsenergie so auf die Flüssigkeit und die Verschmutzungen übertragen, daß in der Flüssigkeit und/oder in den Verschmutzungen Scherkräfte entstehen, die den Reinigungseffekt unterstützen, ohne aber die Röhren selbst zu beschädigen.

14. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Schwingungen des biegsamen Stabes in vom Menschen nicht hörbaren Frequenzen erfolgen.

15. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß Desinfektionseffekte im Inneren der Röhren und Röhrensysteme durch chemische Zusätze in der Waschflüssigkeit meßbar verstärkt werden.

16. Einrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die im Inneren der Röhren erzeugten Schwingungen oder Bewegungen das Material der Röhren so in Schwingungen versetzen, daß auch auf der Außenseite der Röhren Reinigungseffekte meßbar sind oder Desinfektionswirkungen verstärkt werden.