Способ изготовления тампона для сбора и нанесения химических или биологических материалов

Изобретение относится к медицине и касается способа изготовления тампона для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов, выполненного из полимерного материала, содержащего стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником, на который нанесены волокна, где процесс изготовления состоит из следующих этапов: стержень помещается в среду азота или инертного газа; наконечник стержня вертикально помещается в зону интенсивного теплового воздействия, при этом тепловое воздействие - нагрев осуществляется до состояния плавления кончика и образования жидкой капли полимера; в момент образования капли тепловое воздействие прекращается и моментально происходит погружение наконечника стержня в псевдоожиженный слой волокон полимерного материала, при погружении на стержень подается статический заряд; после погружения стержень перемещается из камеры в атмосферу воздуха и остывает при комнатной температуре или ниже; излишки волокна с поверхности наконечника стержня удаляются за счет обдува сжатым воздухом. Изобретение обеспечивает уменьшение трудоемкости технологического процесса флокирования. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам производства тампонов, имеющих на своем рабочем конце волокна различных полимерных материалов, предназначенные для сбора и нанесения химических или биологических материалов. Использование заявленного технического решения применимо и устраняет необходимость использования специальных клеевых композиций необходимых при изготовлении тампон для сбора химических или биологических материалов способом флокирования.

Получаемый в результате данного способа изготовления тампон для сбора (нанесения), хранения и транспортировки химо-, биоматериалов выполнен из полимерного материала.

Традиционно, в медицинских областях, таких как диагностика и клинический анализ, для сбора образца из полости рта пациента, полости носа или из исследуемых поверхностей широко используют тампоны. При этом у известных тампонов существует проблема забора достаточного объема материала для проведения его (образца) анализа, безопасного хранения и транспортировки химо-, биоматериала до места выполнения анализа.

Выявленные заявителем из исследованного уровня техники технические решения не решают эту проблему в полной мере.

Известно изобретение по патенту JP № 2011234666 «Тампон», сущностью является ватный тампон, в котором на одном или обоих концах вала предусмотрен ватный кусочек, а также имеется хлопьевидный слой, полученный путем покрытия коротких волокон в форме кисти на поверхности ватного кусочка.

Недостатком известного технического решения является то, что ватный тампон не позволяет достаточно эффективно высвобождать собранный био- и химический материал, что приводит, к недостаточному, объему высвобожденных в питательную среду химо-, биоматериалов вследствие чего он обладает низкими потребительскими свойствами по сравнению с заявленным техническим решением

В связи с этим известное изобретение не обеспечивает достаточный объем взятых и, соответственно, нанесенных, химо-, биоматериалов, а также их хранение, быструю и безопасную транспортировку к месту проведения анализов и обладает низкими потребительскими свойствами по сравнению с заявленным техническим решением.

Известно изобретение по патенту RU№ 2735989 «Тампон для сбора и нанесения химо-, биоматериалов», сущностью которого является тампон для сбора и нанесения химо-, биоматериалов, выполненный из полимерного порошкового материала, содержащий стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником, характеризующийся тем, что более тонкая верхняя часть, оканчивающаяся наконечником, дополнительно может быть оснащена как прикрепленной пружинной частью, завитой, соответственно, вокруг более тонкой верхней части и направленной в сторону утолщенной части - держателя, так и флокированным наконечником, при этом в качестве полимерного порошкового материала использован полиамид, имеющий после печати пористость до 20% объема материала.

Недостатками прототипа является то, что пористая структура материала требует длительного времени для эффективного высвобождения собранного био- и химического материала, что приводит к потребительскими свойствами.

Известно изобретение по патенту ES№2714712, «Флокированный тампон и способ сбора и передачи образцов биологического материала», сущностью является флокированный тампон для сбора и передачи образцов биологического материала, причем тампон содержит, по меньшей мере: опорный корпус, имеющий удлиненную конформацию и имеющий, по меньшей мере, первую концевую часть и, по меньшей мере, захватная часть, и по меньшей мере флокированный слой, определенный с помощью множества волокон, прикрепленные и расположенные на первой части корпуса опоры с помощью технологии флокирования, таким образом, чтобы реализовать флокированную собирательную часть, направленную на поглощение количества образца биологического материала, характеризующееся тем, что первая часть опорного корпуса снабжена, по меньшей мере, первой ослабляющей частью, предназначенной для обеспечения и облегчения селективного разрушения тампона в первой части и отделения по меньшей мере от первой части скопленной собирающей части, по меньшей мере, из второй части скопленной собирающей части и из захватной части.

Недостатком известного технического решения является то, что для проведения операции флокирования требуется специализированный клей, который наносится на первую часть корпуса опоры, и который имеет длительное время полимеризации необходимое для фиксации волокон. Что сильно усложняет технологический процесс, так как волокна флока до процесса фиксации могут быть отделены от корпуса опоры в результате любого касания внешним предметом. Также это требует проведения процесса специализированной сушки, что также усложняет процесс производства и увеличивает время производства. Вследствие чего применяемый в данном изобретении способ обладает низкими производительными свойствами.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по патенту US№2019307433 «Тампон для сбора биологических образцов»,выбранный заявителем в качестве прототипа, сущностью которого является тампон для сбора биологических образцов типа, состоящего из стержня, оканчивающегося на наконечнике, покрытом волокном с гидрофильными свойствами, обеспечивающими абсорбцию указанных образцов, отличающийся тем, что указанное волокно покрывает указанный наконечник в виде слоя, нанесенного с помощью технологии флокирования.

Недостатком известного технического решения является то, что для проведения операции флокирования требуется специализированный клей, который наносится на первую часть корпуса опоры, и который имеет длительное время полимеризации необходимое для фиксации волокон. Что сильно усложняет технологический процесс, так как волокна флока до процесса фиксации могут быть отделены от корпуса опоры в результате любого касания внешним предметом. Также это требует проведения процесса специализированной сушки, что также усложняет процесс производства и увеличивает время производства. Вследствие чего применяемый в данном изобретении способ обладает низкими производительными свойствами по сравнению с заявленным техническим решением. Также существует риск влияния, используемого клея на свойства собираемых и наносимых био- и химических материалов.

В связи с этим известное изобретение не обеспечивает достаточный объем взятых и, соответственно, нанесенных био- и химических материалов, а также их хранение, быструю и безопасную транспортировку к месту проведения анализов и обладает низкими потребительскими свойствами по сравнению с заявленным техническим решением.

Была поставлена задача уменьшение трудоемкости технологического процесса флокирования.

Сущностью заявленного устройства является способ изготовления тампона для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов, выполненный из полимерного материала, содержащий стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником, на который нанесены волокна, отличающийся тем, что процесс изготовления состоит из следующих этапов:

1.1) стержень помещается в среду азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%;

1.2) наконечник стержня вертикально помещается в зону интенсивного теплового воздействия, так что держатель находится сверху, а наконечник снизу, нагрев осуществляют за счет локального инфракрасного воздействия, лазерного излучения, обдува высокотемпературным газовым потоком или электромагнитного излучения; при этом тепловое воздействие - нагрев осуществляется до состояния плавления кончика и образования жидкой капли полимера начинающей растягиваться под действием силы тяжести, при чем время нагрева зависит от вида полимерного материала и метода теплового воздействия, а тепловое воздействие происходит в среде азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%;

1.3) в момент образования капли тепловое воздействие прекращается и моментально происходит погружение наконечника стержня в псевдоожиженный слой волокон полимерного материала, при погружении на стержень подается статический заряд, таким образом в результате данной операции волокна полимерного материала прилипают к жидкой поверхности наконечника стержня под разными углами, причем операция погружения длится от 1 до 5 секунд, при этом псевдожиженный слой образуется за счет движения газа вверх через короткие волокна и данный процесс псевдоожижения основан на действии сил: аэродинамического лобового сопротивления и гравитационных сил;

1.4) после погружения стержень перемещается из камеры в атмосферу воздуха и остывает при комнатной температуре или ниже;

1.5) излишки волокна с поверхности наконечника стержня удаляются за счет обдува сжатым воздухом.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3.

На Фиг.1 приведена конструкция стержня, на которой представлен заявленный тампон и схема способа изготовления тампона:

1а - конструкция стержня до нанесения волоконного слоя на наконечник стержня.

1б – схема способа изготовления тампона.

На Фиг. 2 приведена фотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, наконечника стержня тампона для сбора и нанесения химических или биологических материалов с нанесенным волокнистым покрытием:

2а – СЭМ-изображение волоконного покрытия наконечника стержня, полученное с 25 кратным увеличением;

2б – СЭМ-изображение волоконного покрытия наконечника стержня, полученное с 100 кратным увеличением;

На Фиг. 3 приведена фотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа, поперечного среза наконечника стержня тампона для сбора и нанесения химических или биологических материалов с нанесенным волокнистым покрытием

3а – СЭМ-изображение поперечного среза наконечника стержня тампона, полученное с 25 кратным увеличением;

3б – СЭМ-изображение поперечного среза места соединения волокон с поверхностью наконечника стержня тампона, полученное с 300 кратным увеличением;

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.

Поставленные цели и заявленный технический результат достигаются тем, что способ изготовления тампон для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов, выполненный из полимерного материала, содержащий стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником, на который нанесены волокна, состоит из следующих этапов:

1) Стержень (Фиг. 1а) помещается в среду азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%.

2) Наконечник стержня вертикально помещается в зону интенсивного теплового воздействия, так что держатель находится сверху, а наконечник снизу (Фиг1.б. Этап 1) Нагрев может происходить за счет локального инфракрасного воздействия, за счет лазерного излучения, за счет локального обдува высокотемпературным газовым потоком, за счет микроволнового электромагнитного излучения. Тепловое воздействие - нагрев осуществляется до состояния плавления кончика и образования жидкой капли полимера начинающей растягиваться под действием силы тяжести (Фиг1.б. Этап 2). Время нагрева зависит от вида полимерного материала и метода теплового воздействия. Тепловое воздействие происходит в среде азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%.

3) В момент образования капли тепловое воздействие прекращается и моментально происходит погружение наконечника стержня в псевдоожиженный слой волокон полимерного (или иного) материала, при погружении на стержень подается статический заряд (Фиг1.б. Этап 3). В результате данной операции волокна полимерного (или иного) материала прилипают к жидкой поверхности наконечника стержня под разными углами. Операция погружения длится от 1 до 5 секунд. Псевдожиженный слой образуется за счет движения газа (азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%) вверх через короткие волокна. Данный процесс псевдоожижения основан на действии (противодействии) сил: аэродинамического лобового сопротивления и гравитационных сил.

4) После погружения стержень перемещается из камеры в атмосферу воздуха и остывает при комнатной температуре или ниже (Фиг1.б. Этап 4).

5) Излишки волокна с поверхности наконечника стержня удаляются за счет обдува сжатым воздухом. Наконечник стержня с волокнистым покрытием представлен на Фиг. 2а, Фиг 2б.

На Фиг. 3а и Фиг 3б представлены СЭМ-изображение поперечного среза места соединения волокон с поверхностью наконечника стержня тампона, по которым видна фиксация волокон непосредственно к поверхности наконечника без использования клея.

Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что заявителем достигнуты поставленные цели и заявленный технический результат, а именно – разработанспособ, устраняющий недостатки прототипа:

- устранено образование брака в результате случайного соприкосновения наконечника стержня тампона с внешним объектом в процессе производства до момента затвердевания клея;

- устранена необходимость применения процесса термической сушки для реализации процесса полимеризации и затвердевания клея для фиксации волокон приводит к увеличению длительности процесса производства тампона для сбора и нанесения химических или биологических материалов.

- устранено использование клея в процессе изготовления, тем самым устранена возможность взаимодействия клея, применяемого для флокирования, с некоторыми био- и химическими материалами.

Таким образом, использование совокупности всех существенных признаков заявляемого технического решения позволяет обеспечить решение технической проблемы и достичь указанного технического результата - уменьшение трудоемкости технологического процесса флокирования.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность признаков, приведенная в независимом пункте формулы изобретения.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного заявителем уровня техники не выявлена совокупность приведенных в независимом пункте формулы изобретения признаков и совокупность полученных технических результатов.

Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как заявленное техническое решение возможно реализовать в промышленности посредством применения известных из уровня техники материалов, оборудование и технологий.

Способ изготовления тампона для сбора, нанесения, хранения и транспортировки химических или биологических материалов, выполненного из полимерного материала, содержащего стержень, состоящий из держателя в виде утолщенной нижней части и более тонкой верхней части, оканчивающейся наконечником, на который нанесены волокна, отличающийся тем, что процесс изготовления состоит из следующих этапов:

1.1) стержень помещается в среду азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%;

1.2) наконечник стержня вертикально помещается в зону интенсивного теплового воздействия, так что держатель находится сверху, а наконечник снизу, нагрев осуществляют за счет локального инфракрасного воздействия, лазерного излучения, обдува высокотемпературным газовым потоком или электромагнитного излучения; при этом тепловое воздействие - нагрев осуществляется до состояния плавления кончика и образования жидкой капли полимера начинающей растягиваться под действием силы тяжести, причем время нагрева зависит от вида полимерного материала и метода теплового воздействия, а тепловое воздействие происходит в среде азота или инертного газа, содержание кислорода не должно превышать 5%;

1.3) в момент образования капли тепловое воздействие прекращается и моментально происходит погружение наконечника стержня в псевдоожиженный слой волокон полимерного материала, при погружении на стержень подается статический заряд, таким образом в результате данной операции волокна полимерного материала прилипают к жидкой поверхности наконечника стержня под разными углами, причем операция погружения длится от 1 до 5 секунд, при этом псевдожиженный слой образуется за счет движения газа вверх через короткие волокна и данный процесс псевдоожижения основан на действии сил: аэродинамического лобового сопротивления и гравитационных сил;

1.4) после погружения стержень перемещается из камеры в атмосферу воздуха и остывает при комнатной температуре или ниже;

1.5) излишки волокна с поверхности наконечника стержня удаляются за счет обдува сжатым воздухом.