Bezołowiowe kompozyty elastomerowe przeznaczone na osłony

Bezołowiowe kompozyty elastomerowe przeznaczone na osłony
zabezpieczające przed promieniowaniem rentgenowskim
Aspekt ochrony zdrowia pacjentów jak i personelu medycznego należy do tematów
ciągle aktualnych i szeroko komentowanych. W piśmiennictwie podejmowany jest problem
osłon dla pacjentów poddawanych procedurom radiologicznym. Osłony z materiałów silnie
absorbujących promieniowanie należą do podstawowych i stosunkowo prostych metod
zabezpieczania przed szkodliwym działaniem promieniowania jonizującego. W dość licznych
publikacjach można znaleźć rekomendacje stosowania osłon zwłaszcza w tomografii
komputerowej, która należy do procedur powodujących znaczne narażenie pacjentów.
Podstawowym związkiem absorbującym promieniowanie rentgenowskie
w standardowych osłonach jest ołów. Eliminacja tego toksycznego pierwiastka była głównym
celem badań. Zastosowano tlenek bizmutu (III) oraz tlenochlorek bizmutu jako główne
substancje pochłaniające promieniowanie o energiach stosowanych w radiomedycynie
tj. 60 keV i 122 keV. Po oznaczeniu właściwości napełniaczy, opracowano i sporządzono
kompozyty o różnych składach i z różnego rodzaju elastomerów. Zbadano je pod kątem
skuteczności pochłaniania promieniowania oraz określono podstawowe właściwości
wytrzymałościowe zarówno statyczne jak i dynamiczne.
Kompozyty kauczuku naturalnego charakteryzowały się bardzo dobrymi właściwościami
mechanicznymi. Bez względu na rodzaj użytego napełniacza wykazywały podobny stopień
pochłaniania promieniowania jonizującego. Opracowane kompozycje mieszanek z kauczuku
naturalnego zawierające tlenek bizmutu są przedmiotem udzielonego patentu.
Z uwagi na możliwość wystąpienia potencjalnych reakcji alergicznych osłony z kauczuku
naturalnego, zaproponowano zastosowanie polidimetylosiloksanu z grupami winylowymi
jako matrycy elastomerowej.
Mając na uwadze aspekty ekologiczne sporządzono kompozyty z komercyjnego
kopolimeru etylenu wykazującego właściwości elastoplastyczne, który nie wymagał
substancji sieciujących.
W oparciu o badania dozymetryczne, na wybranych próbkach przeprowadzono oznaczenie
przestrzennego rozkładu dawek z użyciem fantomów anatomicznych. Wyższą skuteczność
zapewniały kompozyty zawierające Bi2O3. Generalnie osłony nie wpływały na rozdzielczość
wysokokontrastową. Rozdzielczość niskokontrastowa pozostała niepogorszona przy niższych
1
zawartościach
tlenku
bizmutu.
Dla
wyższych
wartości
rozróżnialność
detali
miękkotkankowych pogarszała się. Większe zawartości związków bizmutu (100 phr
i 150 phr) – zwłaszcza w postaci Bi2O3 – powodowały zmianę wartości jednostek Hounsfielda
dla najbardziej „miękkich” detali. Przyczyną tego była emisja wtórnego promieniowania
wzbudzonego w próbce, co stwierdzono na podstawie analizy widma kompozytu kauczuku
naturalnego zawierającego 50 phr tlenku bizmutu. W związku z tym skład zmodyfikowano
poprzez wprowadzenie tlenków gadolinu, wolframu i opcjonalnie antymonu. W celu
„zniesienia” charakterystycznego zapachu wulkanizatów siarkowych dodano substancje
zapachowe. Otrzymany materiał zastosowany w warunkach tomografii komputerowej
umożliwił osłabienie promieniowania X
sięgające
60% (przy napięciu 120 kV) nie
pogarszając diagnostycznej wartości obrazu CT. Skład kompozycji był przedmiotem
zgłoszenia
patentowego
(„Kompozycja
elastomerowa
przeznaczona
na
zabezpieczające przed promieniowaniem jonizującym w tomografii komputerowej”
P-396978).
2
osłony