Теплопроводящий перевязочный материал на металлической основе с гидрогелевым субстратом

Группа изобретений относится к медицине. Описаны перевязочные материалы, включающие металлический субстрат, такой как алюминий, имеющие сторону, обращенную к ожогу, для прямого контакта с ожогом, чтобы отвести тепло от ожога за счет теплопроводности, и обращенную к теплопоглотителю сторону, противоположную стороне, обращенной к ожогу, для контакта с гидрогелем, чтобы отвести тепло от металлического слоя путем теплопроводности. Тонкий слой алюминия и соединенный с ним гидрогелевый теплопоглотитель обеспечивают гибкость и эффективные характеристики теплопередачи для быстрого охлаждения ожоговой раны. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

[0001] По данной заявке РСТ испрашивается приоритет, согласно § 119(e) раздела 35 кодекса США (35 USC), по предварительной патентной заявке США 61/723,075, озаглавленной "Thermally-Conductive, Metal-Based Bandages to Aid in Medical Healing and Methods of Use", поданной 6 ноября 2012 года, полное содержание которой включено сюда посредством отсылки.

Уровень техники

[0002] Ожоговые травмы вызываются пожаром, химическими веществами, электричеством и трением и могут варьировать по тяжести. Ожоги первой степени являются наименее серьезными, вызывая покраснение, и заживают относительно быстро. Согласно классификации наиболее серьезными являются ожоги четвертой степени, представляя собой обугливание до уровня мышцы и кости. Между этими двумя крайними степенями находятся ожоги второй и третьей степени.

[0003] Медицинские работники часто пытаются найти баланс при принятии решения, как лечить ожоги. С одной стороны, если ожог поверхностный и относительно сухой, то может быть желательно увлажнение раны водой или какой-либо мазью или кремом. Однако проблема, связанная с применением многих мазей и/или кремов, заключается в том, что такие средства часто не помогают отвести тепло от раны. С другой стороны, если ожог является более серьезным, таким как ожог второй степени, при котором сочится жидкость, то тогда усиливается опасность инфекции. В таких случаях некоторые медицинские работники считают, что такие раны необходимо поддерживать относительно сухими, в то время как другие медицинские работники могут выступать за применение повязок с различными мазями с антибиотическими свойствами для борьбы с инфекцией. Следовательно, было бы желательно придумать стратегию лечения, способную обеспечить наилучшее решение.

[0004] 30 августа 1948 года журнал Time Magazine сообщил, что пожарный Frank Mihlan, служащий железной дороги Erie Railroad, был ошпарен паром из взорвавшегося локомотива. Когда Mihlan был переведен в благотворительный госпиталь в Кливленде 15 июля 1948 года, 70% поверхности его тела было сожжено, и врачи считали, что у Mihlan мало шансов на выживание. Тем не менее, лечащие хирурги решили попробовать обертывать его ожоги в тонкие полоски алюминиевой фольги согласно методике, разработанной в Торонто доктором Альфредом Фармером (Alfred W. Farmer). Это был первый случай применения алюминиевой фольги при ожогах в США; первый случай, когда она была использована для ожогов всего тела. Освобождение от боли было "чудесным", и в течение 20-минутной процедуры Mihlan отдыхал с комфортом. В качестве дополнительной меры предосторожности, Mihlan получал внутривенно жидкости и пенициллин. Алюминиевая фольга, которая выглядела как внутренняя обертка пачки сигарет, по-видимому, выступала в качестве изоляционного слоя для жидкостей тела, которые просачивались из сожженных поверхностей. Она также, по-видимому, помогала убить бактерии, ускоряя процесс заживления. Через двенадцать дней после обертывания в алюминиевую фольгу Mihlan встал с постели. В конце концов, Mihlan покинул больницу без шрамов, хотя и с покраснениями, которые со временем прошли.

[0005] Перевязочные материалы и обертывания могут включать тонкий слой теплопроводного металла (такого как алюминий) в основании повязки, предназначенной для нахождения в непосредственном контакте с ожоговой раной, в то время как верхняя сторона алюминиевого субстрата имеет структуру поверхности, повышающую рассеяние тепла, чтобы быстрее охладить ожог за счет повышения отдачи тепла путем конвекции. Такие продукты описаны в патенте США №8,530,720 компании Aluminaid, выданном Freer, et al. Тепло от ожога будет отводиться от ожога к металлическому субстрату за счет теплопроводности. Алюминий не способен эффективно хранить проводимое тепло, но является прекрасным проводником тепла. Алюминий проводит тепло от источника и легко отдает тепло окружающей его воздушной среде посредством конвекции.

[0006] Некоторые структуры теплопроводящего слоя, повышающие рассеяние тепла, могут иметь технически сложные конструкции или не могут быть изготовлены недорого или эффективно. В тех случаях, когда хочется уменьшить сложность структуры поверхности теплопроводного металла, может быть желательным включить в теплопроводящий перевязочный материал более эффективный способ передачи тепла от ожога посредством теплопроводности, а не конвекции. Когда одну сторону теплопроводящего перевязочного материала накладывают на ожог, дополнительный слой материала может присутствовать на противоположной стороне проводящей основы перевязочного материала, чтобы действовать в качестве теплопоглотителя. Такой дополнительный слой будет действовать в качестве теплопоглотителя, куда тепло может удаляться из зоны ожога; тепло может храниться там или дальше рассеиваться в атмосферной среде за счет конвекции. В таких приложениях гидрогель может действовать в качестве удобного теплопоглотителя.

[0007] Было бы предпочтительно разработать перевязочный материал, имеющий алюминий или другой теплопроводный материал в качестве проводящей основы в сочетании с гидрогелевым субстратом, так что тепло могло бы быстро отводиться от ожога за счет алюминия, а затем дополнительно отводиться от алюминия в гидрогелевый теплопоглотитель. Такой перевязочный материал будет эффективно охлаждать ожог субъекта и дополнительно облегчать боль, связанную с ожогом субъекта.

Сущность изобретения

[0008] Настоящее изобретение относится к классу медицинских изделий, предназначенных для того, чтобы уменьшить дискомфорт и облегчить боль, вызванную ожогами. Перевязочный материал по изобретению содержит слой теплопроводного металла (в частности, алюминия), соединенный с теплопоглотителем (в частности, гидрогелем). Перевязочный материал, включающий гидрогель в качестве основного охлаждающего агента, соединенный с алюминиевым субстратом, позволит улучшить теплопередачу от ожога субъекта к теплопоглотителю.

[0009] Предлагаемый в настоящем изобретении перевязочный материал сконфигурирован так, чтобы алюминиевый субстрат был обращен непосредственно на ожог субъекта с целью отвести тепло от ожога путем теплопроводности. С противоположной стороны алюминиевого субстрата находится гидрогель, который отводит тепло от алюминия.

[0010] Два основных действия происходят в перевязочном материале по настоящему изобретению при наложении его на ожог. Во-первых, теплопередача из раны в алюминиевый субстрат за счет теплопроводности. Во-вторых, теплопередача из алюминиевого субстрата в гидрогелевый слой, который действует как тепловой резервуар. Максимизирование теплового резервуара увеличивает скорость охлаждения. Тонкий слой алюминия и связанный с ним гидрогелевый теплопоглотитель обеспечивает гибкость и эффективные характеристики теплопередачи, необходимые для быстрого охлаждения ожоговой раны.

[0011] Гидрогели представляют собой сети гидрофильных полимерных цепей, в которых вода является дисперсионной средой. Гидрогели, в основном, состоят из воды, а некоторые из них содержат более 99% воды. Гидрогели обычно характеризуются гибкостью, аналогичной таковой человеческой ткани, из-за значительного содержания в них воды. Вода имеет высокую удельную теплоемкость, и гидрогель с большим содержанием воды будет аналогичным образом иметь высокую удельную теплоемкость. Высокая удельная теплоемкость, в сочетании с физической гибкостью и биосовместимой природой, делают гидрогели предпочтительным выбором для теплопоглотителя в перевязочном материале по изобретению.

[0012] Перевязочный материал по изобретению крепится поверх ожога субъекта верхним слоем клеевого вещества, предназначенного для применения у субъекта. Съемный защитный слой, приклеенный к самой нижней части перевязочного материала, защищает клеевое вещество и участки перевязочного материала, контактирующие с ожогом, до удаления защитного слоя из перевязочного материала перед применением. Предпочтительно, что компоненты перевязочного материала являются тонкими и гибкими для повышения комфорта пациента.

[0013] Способы использования перевязочного материала по настоящему изобретению включают облегчение и ускорение рассеяния тепла от ожога, чтобы помочь в исцелении ожога. Целью настоящего изобретения является достижение теплового равновесия между ожогом и перевязочным материалом в пределах от около пятнадцати (15) до около 300, более предпочтительно в пределах от около 15 до около 120 секунд. Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы облегчить, уменьшить и устранить симптомы ожога в пределах от около пятнадцати (15) до около 300 секунд с момента наложения перевязочного материала.

[0014] Приведенные выше и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятными со ссылкой на последующие чертежи, описание и формулу изобретения.

Краткое описание чертежей

[0015] На ФИГ. 1 показана увеличенная схема конструкции перевязочного материала, включая нижний защитный слой, слой металлического теплового поглотителя, гидрогелевый поглощающий слой и верхний приклеивающийся слой.

[0016] На ФИГ. 2 показана частичная схема собранного перевязочного материала с указанием положения и размеров слоев.

[0017] ФИГ. 3 представляет собой изображение поперечного среза слоев собранного перевязочного материала, показанных на ФИГ. 2.

Подробное описание изобретения

[0018] Перенос тепловой энергии может быть описан тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Для осуществления теплопередачи путем теплопроводности требуется физический контакт (по аналогии с потоком электроэнергии в проволоке). В основе конвекции лежит движение молекул (например, процесс, при котором нагреваемая и охлаждаемая вода или другая жидкость движутся, соотвественно, вверх и вниз). Радиация не обязательно предполагает непосредственный контакт (например, способ, которым солнце испускает световые лучи).

[0019] При любой заданной температуре данная масса алюминия обладает гораздо меньшей способностью хранить энергию, чем эквивалентная масса человеческой ткани. Например, в случае конвекции или теплопроводности, если субъект касается алюминиевой фольги из духовой печи в процессе приготовления пищи, рука субъекта и фольга делят тепловую энергию. Для руки (гораздо большей массы) потребуется гораздо больше энергии, чтобы повысить ее температуру (если вообще потребуется, в зависимости от физического контакта между фольгой и пищей). Когда субъект касается алюминиевой фольги, фольга отдает тепло человеческой ткани; однако, из-за низкой удельной теплоемкости алюминия, фольга быстро теряет энергию, едва повышая температуру кожи в месте контакта. Поскольку алюминиевая фольга не может эффективно хранить проводимое тепло, она, следовательно, облегчает "охлаждение" ожога.

[0020] Алюминий нетоксичен и широко используется в медицинской промышленности. Хотя алюминий не может эффективно хранить проводимое тепло, алюминий, тем не менее, является прекрасным проводником тепла. Алюминий проводит тепло от источника и легко отдает тепло окружающей среде. Это оказывает охлаждающий эффект на источник тепла. Алюминий может быть эффективным проводником тепла тела субъекта, снимая боль, обусловленную дополнительным разогревом зоны ожога у субъекта. Металлический алюминий обычно инертен и нетоксичен, и алюминий не будет прилипать к ожоговой ране - данные свойства позволяют алюминию проводить тепло от ожога без отрицательного вмешательства в естественные процессы заживления ран.

[0021] Теплопередача путем конвекции происходит гораздо менее эффективно, чем путем теплопроводности. Благодаря теплопроводности может переноситься в сотни или даже тысячи раз больше тепловой энергии, чем благодаря конвекции. Для теплопроводности плоской стенки - в отсутствие неконтролируемых переменных - величина теплопередачи прямо пропорциональна величине теплопроводности, умноженной на площадь контакта, деленной на толщину стенки. Для конвекции - в отсутствие неконтролируемых переменных - величина теплопередачи прямо пропорциональна площади контакта. Можно ожидать, что минимизация толщины материала и оптимизация коэффициента теплопроводности будут приводить к передаче тепловой энергии в тысячи раз быстрее посредством теплопроводности, чем через конвекцию.

[0022] Перевязочные материалы по настоящему изобретению используют слой теплопроводного металла, чтобы отбирать тепло от ожога посредством теплопроводности, и используют теплопоглотитель, чтобы оттянуть тепло из металла (и, соотвественно, от ожоговой раны) посредством теплопроводности. Теплопроводный металлический субстрат и теплопоглотитель физически сопряжены с тем, чтобы обеспечить эффективную проводимость тепла от ожога к теплопоглотителю. Предлагаемые в настоящем изобретении перевязочные материалы предназначены для быстрого и эффективного облегчения дискомфорта и боли, вызванных ожогами, в том числе, в результате воздействия солнца, огня, химических веществ, электричества или трения.

[0023] Предлагаемые в настоящем изобретении перевязочные материалы содержат тонкий субстрат из теплопроводного металла. В предлагаемых в настоящем изобретении перевязочных материалах могут быть использованы различные металлы или сплавы, и предпочтительными металлами или сплавами являются таковые с эффективными свойствами теплопередачи. Металлы или металлические сплавы также могут быть выбраны на основе дополнительных свойств, таких как биологическая совместимость, химическая активность или обрабатываемость. Особенно предпочтительным металлом является алюминий из-за его теплопроводности.

[0024] Предпочтительные теплопроводные металлы включают алюминий, серебро, золото, медь, цинк, магний, вольфрам, титан и платину. Другие предпочтительные металлы включают железо, никель, цинк, олово и палладий. В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения металл представляет собой алюминий. Предпочтительно металл содержит минимум 98,00% алюминия. В одном из вариантов выполнения изобретения используется алюминий ASTM В479 1145 из-за простоты его закупок в значительном количестве для производства.

[0025] Также могут быть использованы сплавы по существу на основе данных металлов и другие биологически совместимые металлические сплавы. Такие сплавы включают алюминиевые сплавы, сплавы хром/молибден/железо или алюминиевые/магниевые сплавы. Один предпочтительный алюминиевый сплав содержит по меньшей мере около 90% алюминия. Один предпочтительный алюминиевый сплав содержит по меньшей мере 92% алюминия и около 5% магния. Другие металлы могут быть использованы в определенных количествах, чтобы выполнить конкретное требование ухода за раной.

[0026] Один слой металла или более чем один слой металла, соответствующим образом соединенные, могут быть использованы в металлическом субстрате. В одном из вариантов выполнения изобретения слой алюминия и слой меди соединены с образованием теплопроводящего слоя. В одном из вариантов выполнения изобретения используется слой меди с алюминиевой оболочкой.

[0027] Металл или металлический сплав в настоящем изобретении предпочтительно имеет вид тонкого листа или фольги. Когда толщина металла увеличивается, эффективность теплопроводности снижается. Кроме того, с увеличением толщины металлического слоя будет увеличиваться жесткость перевязочного материала в связи с возрастанием силы, необходимой для его деформации. Однако, когда толщина металла уменьшается, обрабатываемость и целостность фольги может уменьшиться. Металл или металлический сплав в предлагаемом в настоящем изобретении перевязочном материале можно отжечь для повышения пластичности и гибкости металлического слоя.

[0028] Металл или металлический сплав предпочтительно имеет толщину в диапазоне от около 0,00025 дюйма до около 0,006 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина слоя из металла или металлического сплава составляет от около 0,0005 дюйма до около 0,005 дюйма. Толщина металла может составлять около 0,0005 дюйма, около 0,0010 дюйма, около 0,0015 дюйма, около 0,0020 дюйма, около 0,0025 дюйма, около 0,0030 дюйма, около 0,0035 дюйма, около 0,0040 дюйма, около 0,0045 дюйма или около 0,0050 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина металла составляет около 0,0005 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина металла составляет около 0,0020 дюйма. В предпочтительном варианте выполнения изобретения толщина металла составляет около 0,0010 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина слоя металлического субстрата составляет около 0,0010 дюйма.

[0029] В одном из вариантов выполнения изобретения слой из металла или металлического сплава является по существу плоским. В другом варианте выполнения изобретения слой из металла или металлического сплава является текстурированным с целью увеличения площади поверхности металла, находящейся в контакте с теплопоглотителем, и тем самым повысить эффективность теплопереноса. В одном из вариантов выполнения изобретения металлический слой представляет собой алюминиевый лист или фольгу. В одном из вариантов выполнения изобретения металлический слой представляет собой лист, имеющий с одной стороны по существу гладкую поверхность; в одном из вариантов выполнения изобретения металлический слой представляет собой лист, имеющий с одной стороны ровную, матовую или зачищенную поверхность. В одном из вариантов выполнения изобретения металлический слой представляет собой алюминиевый лист, который имеет на одной стороне текстурированную поверхность, имеющую множество отдельных выступов, как показано на ФИГ. 9А-9В, 10A-10I, 11В, 12А-12В в патенте США №8530720 компании Aluminaid, выданном Freer, et al.

[0030] В варианте выполнения изобретения, где металлический слой представляет собой по существу гладкий лист или фольгу, металлический субстрат имеет толщину в диапазоне от около 0,00025 дюйма до около 0,006 дюйма. В варианте выполнения изобретения, где металлический слой имеет множество отдельных выступов, металлический субстрат имеет толщину от около 0,00025 дюйма до около 0,040 дюйма при измерении от нижней стороны металлического субстрата до средней высоты пика из множества выступов на верхней стороне металлического субстрата.

[0031] Предлагаемые в настоящем изобретении перевязочные материалы содержат теплопоглотитель, соединенный с теплопроводящим металлическим слоем. Предпочтительным теплопоглотителем является гидрогелевый субстрат, который является гибким, биологически совместимым и действует как тепловой резервуар. Гидрогель может выступать в качестве удобного теплопоглотителя в предлагаемых в настоящем изобретении перевязочных материалах частично из-за высокой теплоемкости воды (4,186 Дж/(грамм × градус Кельвина)). Предпочтительные гидрогели имеют высокое содержание воды и высокую удельную теплоемкость. Один предпочтительный гидрогель содержит глицерин и воду. Подходящие гидрогели для применения с предлагаемыми в настоящем изобретении перевязочными материалами могут быть получены из коммерческих источников. В одном из вариантов выполнения изобретения гидрогель имеет удельную теплоемкость, составляющую более чем около 2 Дж/(грамм × градус Кельвина). В одном из вариантов выполнения изобретения гидрогель имеет удельную теплоемкость, составляющую более чем около 3 Дж/(грамм × градус Кельвина). В одном из вариантов выполнения изобретения гидрогель имеет удельную теплоемкость, составляющую более чем около 4 Дж/(грамм × градус Кельвина). Проводящий металлический слой и гидрогелевый слой могут быть соединены вместе за счет адгезивных свойств гидрогеля, а также могут быть соединены друг с другом путем добавления клеевого вещества.

[0032] Гидрогелевый субстрат предпочтительно выполнен в виде тонкого листа. Максимизация гидрогелевого теплового резервуара приводит к росту скорости охлаждения, но при увеличении толщины гидрогеля жесткость перевязочного материала будет также увеличиваться. Однако, когда толщина гидрогеля уменьшается, теплоемкость может быть снижена. Гидрогелевый субстрат имеет толщину предпочтительно в диапазоне от около 0,005 дюйма до около 0,100 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина гидрогелевого слоя составляет от около 0,005 дюйма до около 0,050 дюйма. Толщина гидрогелевого слоя может составлять около 0,005 дюйма, около 0,010 дюйма, около 0,015 дюйма, около 0,020 дюйма, около 0,025 дюйма, около 0,030 дюйма, около 0,035 дюйма, около 0,040 дюйма, около 0,045 дюйма, около 0,050 дюйма, около 0,055 дюйма, около 0,060 дюйма, около 0,065 дюйма, около 0,070 дюйма, около 0,075 дюйма, около 0,080 дюйма, около 0,085 дюйма, около 0,090 дюйма, около 0,095 дюйма или около 0,100 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина гидрогелевого слоя составляет около 0,030 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина гидрогелевого слоя составляет около 0,015 дюйма. В одном из вариантов выполнения изобретения толщина гидрогелевого слоя составляет около 0,010 дюйма.

[0033] В предпочтительном варианте выполнения изобретения размер гидрогелевого субстрата больше, чем размер металлической субстрата; в предпочтительном варианте выполнения изобретения периметр гидрогелевого слоя полностью охватывает периметр металлического слоя. В идеале, металлический распределитель тепла должен быть подобран так, чтобы передавать тепло от ожоговой раны, которая имеет значительно меньшую площадь поверхности по сравнению с площадью поверхности перевязочного материала. Металлический слой распределяет повышенное избыточное тепло от ожога по всей поверхности гидрогелевого слоя, обеспечивая большую площадь поверхности для теплопроводного контакта и, в свою очередь, сокращение времени до достижения теплового равновесия между ожогом и гидрогелем. Данное преимущество позволяет быстро снижать температуру ожога без значительного влияния на равновесную температуру. Дополнительно, когда на ожог накладывают перевязочный материал, размер которого больше, чем размер ожоговой раны, время, которое необходимо для достижения теплового равновесия, уменьшается в результате латерального распространения тепла.

[0034] В предпочтительном варианте выполнения изобретения металлический слой имеет такие размеры, чтобы полностью покрыть ожог, для избежания непосредственного контакта гидрогеля с областью ожога. Такая повязка позволит избежать негативных адгезивных эффектов при наложении гидрогеля непосредственно на ожог, что является обычным для гидрогелевых коммерческих продуктов. Такая повязка будет иметь дополнительное преимущество в связи со свойствами теплопроводности алюминия для теплораспределительных целей. Такая повязка будет эффективно охлаждать ожог субъекта и дополнительно облегчать боль, связанную с ожогом субъекта.

[0035] Размеры гидрогелевого субстрата могут превышать размеры субстрата из металлического слоя в от около 1,1 раза до около 3,0 раза. Размеры гидрогелевого субстрата могут превышать субстрата из металлического слоя в около 1,1, около 1,2, около 1,3, около 1,4, около 1,5, около 1,6, около 1,7, около 1,8, около 1,9, около 2,0, около 2,1, около 2,2, около 2,3, около 2,4, около 2,5, около 2,6, около 2,7, около 2,8, около 2,9 или около 3,0 раза размеры.

[0036] В одном из вариантов выполнения изобретения отношение площади гидрогелевого субстрата к площади металлического субстрата составляет около 3,36:2,00 - где размер гидрогелевого субстрата в около 1,68 раза больше размера металлического субстрата. В одном из вариантов выполнения изобретения отношение площади гидрогелевого субстрата к площади металлического субстрата составляет около 8,16:6,00 - где размер гидрогелевого субстрата в около 1,36 раза больше размера металлического субстрата. В одном из вариантов выполнения изобретения отношение площади гидрогелевого субстрата к площади металлического субстрата составляет около 12,76:10,00 - где размер гидрогелевого субстрата в около 1,28 раза больше размера размер металлического субстрата. В одном из вариантов выполнения изобретения отношение площади гидрогелевого субстрата к площади металлического субстрата составляет около 1,11:0,45 - где размер гидрогелевого субстрата в около 2,46 раза больше размера металлического субстрата. В одном из вариантов выполнения изобретения отношение площади гидрогелевого субстрата к площади металлического субстрата составляет около 1,28:0,56 - где размер гидрогелевого субстрата в около 2,27 раза больше размера металлического субстрата. В одном примере предлагаемый по изобретению перевязочный материал включает по существу прямоугольный металлический слой, имеющий размеры, составляющие около 2,00 дюйма на около 1,00 дюйма, и по существу прямоугольный гидрогелевый слой, имеющий размеры, составляющие около 2,40 дюйма на 1,4 дюйма.

[0037] Гидрогелевый слой предлагаемого в настоящем изобретении перевязочного материала соединен с верхним приклеивающимся слоем, который выступает за пределы гидрогелевого слоя. Верхний приклеивающийся слой представляет собой тонкую пленку и может быть выполнен из полимерного материала. Верхний приклеивающийся слой содержит клейкий материал, расположенный на нижней поверхности для облегчения связывания с кожей субъекта, и верхнюю поверхность, свободную от клея. В качестве верхнего приклеивающегося слоя может быть использована полимерная медицинская лента. В качестве верхнего приклеивающегося слоя можно использовать выборку материалов, обычно используемых в медицинских перевязочных средствах. Перфорированный полимер, такой как этиленвинилацетат 1527-ENP (EVA), является предпочтительным в одном из вариантов выполнения изобретения. В одном из вариантов выполнения изобретения коммерчески доступная медицинская лента используется в качестве верхнего приклеивающегося слоя.

[0038] Съемный защитный слой перевязочного материала, или высвобождающий вкладыш, расположен по всей нижней поверхности перевязочного материала и соединен с перевязочным материалом посредством клеевого вещества, присутствующего в верхнем приклеивающемся слое. Съемный защитный слой соединен с возможностью съема с приклеивающимся верхним слоем таким образом, что его можно легко отделить от перевязочного материала. В одном из вариантов выполнения изобретения защитный слой слегка выступает за пределы верхнего приклеивающегося слоя. В одном из вариантов выполнения изобретения защитный слой имеет по существу такую же площадь поверхности, как и верхний приклеивающийся слой, и защитный слой расположен так, чтобы быть на одном уровне с верхним приклеивающимся слоем. Защитный слой выполнен из материала, который может прилипать к верхнему приклеивающемуся слою в процессе производства, упаковки и хранения, но, при желании, может быть легко удален из перевязочного материала с тем, чтобы освободить перевязочный материал для наложения на ожог субъекта.

[0039] В одном из вариантов выполнения изобретения защитный слой содержит два или более листов. В одном из вариантов выполнения изобретения защитный слой состоит из двух частично перекрывающихся листов. В данном варианте выполнения изобретения каждый лист может находиться частично в контакте с перевязочным материалом и частично в контакте с другим листом.

[0040] В одном из вариантов выполнения изобретения верхний приклеивающийся слой, гидрогелевый субстрат и металлический субстрат предлагаемого в настоящем изобретении перевязочного материала расположены концентрически по отношению друг к другу. В другом варианте выполнения изобретения гидрогелевый субстрат и металлический субстрат расположены концентрически по отношению друг к другу и расположены так, чтобы быть не по центру верхнего клеевого слоя внутри перевязочного материала по изобретению. В одном из вариантов выполнения изобретения вся верхняя поверхность гидрогелевого субстрата находится в контакте с нижней поверхностью верхнего приклеевающегося слоя; в одном из вариантов выполнения изобретения вся верхняя поверхность металлического субстрата находится в контакте с нижней поверхностью гидрогелевого субстрата. В одном из вариантов выполнения изобретения защитный слой находится в контакте с нижней поверхностью перевязочного материала по настоящему изобретению так, что защитный слой контактирует с участком нижней поверхности верхнего приклеевающегося слоя, с участком нижней поверхности гидрогелевого субстрата и всей нижней поверхностью металлического субстрата.

[0041] Предлагаемый в настоящем изобретении перевязочный материал может быть дополнительно улучшен за счет включения термохромного индикаторного элемента, причем данный термохромный индикаторный элемент находится в тепловом контакте с ожоговой раной через верхний приклеевающийся слой. Термохромное соединение - похожее на то, которое обычно находится в "кольцах настроения" (mood rings) - обеспечивает визуальную обратную связь, касающуюся тепла, удаляемого от ожога субъекта. Термохромный индикаторный элемент состоит из материала, калиброванного таким образом, чтобы указывать, когда ожог, на который наложен упомянутый перевязочный материал, остается все еще слишком теплым для безопасного удаления упомянутого перевязочного материала, на основе заранее определенного порогового значения, и указывать, когда ожог охладится до, по меньшей мере, заранее определенного порогового значения, так что упомянутый перевязочный материал может быть безопасно удален и/или заменен на новую медицинскую повязку.

[0042] В одном из вариантов выполнения изобретения термохромный индикаторный элемент обеспечивает цветовые указания относительно теплового состояния ожога, на которой наложен упомянутый перевязочный материал. В другом варианте выполнения изобретения термохромный индикаторный элемент использует условные обозначения (icons) для указания относительно теплового состояния ожога, на которой наложен упомянутый перевязочный материал. В некоторых приложениях термохромный индикаторный элемент состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из термохромных жидких кристаллов, лейкокрасителей и термохромных красок.

[0043] В одном из вариантов выполнения изобретения металлический субстрат имеет удлиненный элемент, который выходит за пределы края сопряженного гидрогелевого слоя, расположенного под ним, и находится в непосредственном контакте с термохромным соединением, присутствующим в верхнем клеевом слое, так что удлинение металлической части обеспечивает тепловую связь между ожогом и термохромным соединением. В одном из вариантов выполнения изобретения термохромные индикаторы содержат химические соединения, откалиброванные таким образом, чтобы указывать, когда ожог достаточно охладится (например, путем появления зеленого цветового индикатора и/или индикатора в виде условного обозначения, такого как "счастливое лицо") или остается все еще слишком теплым (например, путем появления зеленого цветового индикатора и/или индикатора в виде условного обозначения, такого как "грустное лицо"). В одном из вариантов выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет термохромное соединение, которое является бесцветным при комнатной температуре; при наложении перевязочного материала на ожог термохромное соединение становится красным (указывая на то, что субъект должен держать перевязочный материал на месте); после того, как проходит время, и обожженная ткань охлаждается, термохромное соединение становится зеленым (указывая на то, что субъект может снять перевязочный материал).

[0044] В одном из вариантов выполнения изобретения термохромный индикатор меняет цвет на конце, ближайшем к металлическому субстрату, быстрее, чем на конце, удаленном от металлического субстрата, из-за градиента температуры вдоль индикатора. Стратификация изменения цвета термохромного индикатора дает указание о скорости и величине охлаждения.

[0045] Предлагаемый в настоящем изобретении перевязочный материал может иметь различную форму. В предпочтительном варианте выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу прямоугольную форму; в другом варианте выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу квадратную форму. В одном из вариантов выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу эллиптическую форму; в другом варианте выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу овальную форму; в еще одном варианте выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу круглую форму. В одном из вариантов выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу треугольную форму; в одном из вариантов выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу трапециевидную форму. В одном из вариантов выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу форму сердца. В еще одном варианте выполнения изобретения перевязочный материал по изобретению имеет по существу восьмиугольную форму. Предлагаемый в настоящем изобретении перевязочный материал может быть в форме галстука-бабочки или в форме бабочки. Предлагаемые в настоящем изобретении перевязочные материалы могут быть с прямыми или закругленными углами.

[0046] Предлагаемый в настоящем изобретении перевязочный материал может иметь форму, соответствующую разным контурам тела и частей тела, такую как форму перчатки или перчатки без пальцев для удобства применения на обожженной руке, или иметь Н-образную форму для комфортного оборачивания вокруг обожженного пальца. Форма предлагаемого в настоящем изобретении перевязочного материала может быть приспособлена к тому, чтобы облегчить наложение на часть тела, выбранную из группы, состоящей из пальца руки, большого пальца руки, пальца ноги, запястья, локтя, колена, лодыжки, ноги, руки, ладони и лица.

[0047] На ФИГ. 1 изображен увеличенный вид компонентов одного варианта выполнения перевязочного материала 100 по изобретению. Верхний приклеивающийся слой 1 имеет по существу прямоугольную форму с закругленными углами. В верхнем клеевом слое 1 имеется клейкий материал, расположенный на нижней поверхности, и верхняя поверхность, свободная от клея. Верхняя поверхность верхнего приклеевающегося слоя 1 может включать в себя текст и графические изображения, отпечатанные на поверхности, или может дополнительно включать в себя термохромный индикатор. Под верхним приклеевающимся слоем 1 находится гидрогелевый слой 2. Гидрогелевый слой 2 имеет такие размеры, чтобы быть меньше, чем верхний приклеевающийся слой 1, так что верхний приклеевающийся слой 1 полностью покрывает гидрогелевый слой 2. Под гидрогелевым слоем 2 находится теплопроводный металлический слой 3. Металлический слой 3 имеет такие размеры, чтобы быть меньше, чем гидрогелевый слой 2, так что гидрогелевый слой 2 полностью покрывает металлический слой 3. Защитный слой 4 перевязочного материала расположен по всей нижней поверхности перевязочного материала 100 по изобретению и имеет такие размеры, чтобы быть немного больше, чем верхний приклеевающийся слой 1, и имеет по существу такую же форму, что и он. Защитный слой 4 состоит из двух частично перекрывающихся листов - два листа, имеющие такие размеры и таким образом ориентированные, чтобы обеспечить полное покрытие перевязочного материала 100 по изобретению, чья наибольшая поверхность приходится на верхний слой 1.

[0048] На ФИГ. 2 изображена схема одного варианта выполнения перевязочного материала 100 по изобретению, показывающая взаимное расположение верхнего приклеевающегося слоя 1, гидрогелевого слоя 2 и металлического слоя 3 вместе с защитным слоем 4. В предлагаемом в настоящем изобретении перевязочном материале 100 клейкая поверхность верхнего приклеевающегося слоя 1 соединена с верхней стороной гидрогелевого слоя 2; нижняя сторона гидрогелевого слоя 2 соединена с верхней стороной металлического слоя 3; и предлагаемый в настоящем изобретении перевязочный материал 100 дополнительно включает съемный защитный слой 4, соединенный с нижней поверхностью перевязочного материала.

[0049] ФИГ. 3 изображает поперечный срез предлагаемого в настоящем изобретении перевязочного материала 100 по ФИГ. 2. Как показано на ФИГ. 3, вся верхняя сторона гидрогелевого слоя 2 находится в контакте с нижней стороной приклеевающегося слоя 1. Дополнительно, вся верхняя сторона металлического слоя 3 находится в контакте с нижней стороной гидрогелевого слоя 2. Защитный слой 4 изображен в контакте с нижней стороной металлического слоя 3, но защитный слой 4 будет также контактировать с участком нижней стороны гидрогелевого слоя 2, а также с участком нижней стороны приклеевающегося слоя 1.

[0050] С перевязочным материалом могут быть также включены дополнительные компоненты, такие как антибактериальные средства для подавления роста бактерий и помощи с заживлением ран или анестетики и анальгетики для уменьшения боли. Антибактериальные средства могут включать ионы металла (например, ионы серебра) или соли металлов (например, нитрат, лактат или цитрат серебра или диацетат алюминия), металлические наночастицы (например, наночастицы серебра), сульфаты и серебро, антибактериальные пептиды, четвертичные аммониевые соединения, триклозан, йод, ПВП-йод, фенольные соединения, глюконат хлоргексидина, полигексамид, сульфадиазин серебра, октенидин, а также антибиотики, такие как сульфат, бета-лактамы, фторхинолоны, аминогликозиды, гликопептиды, оксазолидиноны, бактериоцин или тетрациклин. Анестетики и анальгетики могут включать в себя лидокаин, бензокаин, прокаин, алоэ, ментол, парацетамол, нестероидные противовоспалительные препараты и опиоидные наркотики. В одном из вариантов выполнения изобретения гепарансульфат включен в ожоговую повязку как ускоритель заживления раны. В одном из вариантов выполнения изобретения полученные из гепарана гликозаминогликаны, включая дерматансульфат, кератансульфат, хондроитин-4 и хондроитин-6-сульфат и гиалуроновую кислоту, могут быть добавлены для ускорения заживления ран.

[0051] В зависимости от типа и тяжести ожога, в дополнение к перевязочному материалу по изобретению, теплопроводное клейкое вещество, паста, гель или жир могут прикладываться к области кожи субъекта для повышения теплопередачи от ожоговой раны к теплопроводному металлическому слою. В некоторых из данных вариантов теплопроводное соединение получают из металла или кремния (как правило, с включением оксида цинка или оксида алюминия, чтобы улучшить теплопроводность), и оно может заполнить пробелы, в которых обычно присутствует воздух. Теплопроводное соединение обеспечивает лучшую теплопроводность (по сравнению с воздухом), практически равную теплопроводности самого проводника. Производительность теплопроводного соединения измеряется в Вт/м-К. Стандартное теплопроводное соединение кремний/оксид цинка имеет теплопроводность в диапазоне от 0,7 до 0,9 Вт/м-К. В таких вариациях используемый теплопроводный носитель также может представлять собой лекарственный/терапевтический крем, мазь или другое соединение с включением алюминия.

[0052] Хотя настоящие изобретения были проиллюстрированы и описаны во многих вариантах выполнения различного масштаба, специалистам в данной области техники сразу будет очевидно, что могут быть внесены изменения в пределах сущности и объема изобретения. Соответственно, предполагается, что объем изобретений, изложенных в прилагаемой формуле изобретения, не ограничивается какой-либо конкретной формулировкой в приведенном выше описании, за исключением специально предусмотренных случаев.

Примеры

Пример 1

[0053] Следующий пример предназначен только для иллюстрации и предсказания. В данном примере перевязочный материал по настоящему изобретению состоит из верхнего приклеевающегося слоя, гидрогелевого слоя, алюминиевого слоя и защитного слоя. Верхний приклеевающийся слой имеет по существу прямоугольную форму и размеры, составляющие около 3,4 дюйма на около 2,4 дюйма, и толщину, составляющую около 0,0044 дюйма. Верхний приклеевающийся слой выполнен из коммерчески доступной медицинской ленты.

[0054] Соединенный с верхним приклеевающимся слоем гидрогелевый слой имеет по существу прямоугольную форму с размерами, составляющими около 2,3 дюйма на около 1,3 дюймов, и толщину, составляющую около 0,015 дюйма. Гидрогелевый слой выполнен из коммерчески доступного гидрогеля.

[0055] С гидрогелевым слоем соединен алюминиевый слой. Алюминиевый слой имеет по существу прямоугольную форму с размерами, составляющими около 2,0 дюйма на около 1,0 дюйма, и толщину, составляющую около 0,001 дюйма. Алюминий представляет собой лист, соответствующей стандарту ASTM В479 1145.

[0056] Наконец, защитный слой соединен с перевязочным материалом. Защитный слой имеет по существу прямоугольную форму с размерами, составляющими около 3,4 дюймов на около 2,4 дюймов, и толщину, составляющую около 0,0061 дюйма. Защитный слой состоит из двух одинаковых по размеру листов, размеры каждого составляют около 1,9 дюймов на около 2,4 дюйма - листы накладываются друг на друга с перекрыванием, составляющим около 0,5 дюйма, чтобы облегчить удаление из перевязочного материала.

Пример 2

[0057] Следующий пример предназначен только для иллюстрации и предсказания. В данном примере перевязочный материал по настоящему изобретению из примера 1 накладывают на ожог. Алюминиевый слой отводит тепло от ожога за счет теплопроводности и передает тепловую энергию за счет теплопроводности гидрогелевому слою. В интервале от около 15 до около 120 секунд достигается тепловое равновесие между ожогом и гидрогелевым субстратом, и дискомфорт и боль, вызванные ожогом, уменьшаются.

1. Перевязочный материал, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем указанный перевязочный материал содержит:
(a) верхний слой, представляющий собой полимерный материал, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, и где вторая поверхность верхнего слоя имеет расположенное на ней клеевое вещество;
(b) средний слой, представляющий собой гидрогелевый субстрат, причем данный гидрогелевый субстрат имеет первую поверхность и вторую поверхность, где первая поверхность гидрогелевого субстрата соединена со второй поверхностью верхнего слоя, и где гидрогелевый субстрат расположен в пределах периметра верхнего слоя, и
(c) нижний слой, представляющий собой металлический субстрат, имеющий первую поверхность и вторую поверхность, где первая поверхность металлического субстрата соединена со второй поверхностью гидрогелевого субстрата и где металлический субстрат расположен в пределах периметра гидрогелевого субстрата.

2. Перевязочный материал по п. 1, в котором металл представляет собой алюминий.

3. Перевязочный материал по п. 2, в котором алюминий имеет толщину, составляющую около 0,001 дюйма.

4. Перевязочный материал по п. 3, дополнительно содержащий защитный слой, соединенный с нижней поверхностью данного перевязочного материала способом, допускающим удаление защитного слоя.

5. Перевязочный материал по п. 2, в котором гидрогель имеет удельную теплоемкость, составляющую более чем около 2 Дж/(грамм × градус Кельвина).

6. Перевязочный материал по п. 1, дополнительно содержащий термохромный индикаторный элемент, расположенный в верхнем слое.

7. Перевязочный материал по п. 1, в котором размер гидрогелевого субстрата превышает размер металлического субстрата в от около 1,1 до около 3,0 раз.

8. Перевязочный материал по п. 1, в котором первая поверхность металлического субстрата включает в себя множество выступов и в котором вторая поверхность металлического субстрата является гладкой.

9. Перевязочный материал по п. 1, в котором металл представляет собой гладкий лист.

10. Трехслойный перевязочный материал, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем указанный перевязочный материал состоит из: верхнего слоя, содержащего полимерный материал с верхней поверхностью и нижней поверхностью, где указанная нижняя поверхность имеет расположенное на ней клеевое вещество; нижний слой, содержащий металл, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность; и средний слой, расположенный между указанным верхним слоем и указанным нижним слоем, содержащий гидрогель, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность.

11. Трехслойный перевязочный материал по п. 10, в котором вся верхняя поверхность гидрогеля контактирует с верхним слоем, и в котором вся верхняя поверхность нижнего слоя контактирует с нижней поверхностью гидрогеля.

12. Трехслойный перевязочный материал по п. 11, в котором металл представляет собой алюминий.

13. Трехслойный перевязочный материал по п. 12, в котором алюминий имеет толщину, составляющую около 0,001 дюйма.

14. Трехслойный перевязочный материал по п. 13, дополнительно содержащий защитный слой, соединенный с нижней поверхностью перевязочного материала способом, допускающим удаление защитного слоя.

15. Трехслойный перевязочный материал по п. 12, в котором упомянутый гидрогель имеет удельную теплоемкость, составляющую более чем около 2 Дж/(грамм × градус Кельвина).

16. Трехслойный перевязочный материал по п. 10, дополнительно содержащий термохромный индикаторный элемент, расположенный в верхнем слое.

17. Трехслойный перевязочный материал по п. 10, в котором размер гидрогелевого среднего слоя превышает размер нижнего металлического слоя в от около 1,1 до около 3,0 раз.

18. Трехслойный перевязочный материал по п. 10, в котором верхняя поверхность нижнего металлического слоя включает в себя множество выступов и в котором нижняя поверхность нижнего металлического слоя является гладкой.

19. Трехслойный перевязочный материал по п. 10, в котором металл представляет собой гладкий лист.

20. Способ лечения ожога у субъекта, содержащий наложение перевязочного материала по любому из пп. 1-19 на ожог субъекта, в котором тепло отводится от ожога к гидрогелевому субстрату.

21. Способ лечения ожога у субъекта по п. 20, в котором симптомы ожога облегчаются, уменьшаются или устраняются.

22. Способ лечения ожога у субъекта по п. 21, в котором симптомы ожога облегчаются, уменьшаются или устраняются в пределах от около 15 до около 300 секунд от момента наложения перевязочного материала.