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May 09, 2024

Desenvolvimento de ultra

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 22532 (2022) Citar este artigo 1648 Acessos 7 detalhes de métricas altmétricas Em instituições médicas, a proteção contra radiação é uma estratégia eficaz para proteger

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 22532 (2022) Citar este artigo

1648 Acessos

7 Altmétrico

Detalhes das métricas

Nas instituições médicas, a proteção contra radiação é uma estratégia eficaz para proteger o pessoal médico e os pacientes da exposição. A redução do peso do escudo usado pelo pessoal médico na área de geração de radiação desempenha um papel fundamental na melhoria da sua produtividade e mobilidade. Neste estudo, um novo escudo de radiação leve foi desenvolvido por eletrofiação de um material compósito polímero-tungstênio para produzir nanofibras com uma estrutura de filme fino multicamadas semelhante à de uma asa de borboleta morfo. A blindagem fabricada tinha a forma de papel de blindagem flexível com 0,1 mm de espessura. A estrutura multicamadas do papel de proteção fino foi obtida através da formação de padrões de nanofibras por meio de eletrofiação de uma dispersão de partículas de tungstênio. Com 0,1 mm de espessura, a taxa de blindagem do papel foi de 64,88% a 60 keV. Além disso, com 0,3 mm de espessura e disposto em estrutura laminada, a taxa de blindagem foi de 90,10% e o equivalente de chumbo foi de 0,296 mmPb. Quando usado como material de avental, o peso pode ser reduzido em 45% em comparação com os produtos de chumbo existentes. Além disso, o material é altamente processável e pode ser utilizado na fabricação de diversos produtos flexíveis, como chapéus, luvas, roupas íntimas e cachecóis utilizados em instituições médicas.

A radiografia é uma tecnologia médica que transmite raios X através do corpo humano e utiliza a diferença na densidade de substâncias no corpo humano para obter imagens de estruturas anatômicas1. A penetração dos raios X é limitada quando a densidade do tecido é alta, enquanto tecidos com densidade relativamente baixa podem ser facilmente penetrados2. Portanto, quanto maior a densidade da blindagem, mais vantajosa ela pode ser para a proteção radiológica.

Radiações artificiais, como os raios X, foram desenvolvidas para tecnologias médicas e industriais. No entanto, devido à utilização crescente de dispositivos médicos, a população em geral e os trabalhadores médicos e industriais estão sujeitos a uma maior exposição à radiação3. Portanto, a tecnologia ativa de defesa contra radiação é necessária para reduzir a exposição. Além disso, a utilização de dispositivos móveis de raios X aumentou devido à recente pandemia de COVID-194. A Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) especifica que a radiação utilizada na área médica deve ser utilizada em benefício dos pacientes e deve ser otimizada5.

A tecnologia de proteção contra radiação utilizada em instituições médicas está associada ao tempo e à distância6. Placas de chumbo ou folhas feitas de pó de chumbo e um polímero, como a borracha, são geralmente usadas como escudos de raios X7. No entanto, devido à sua toxicidade, o chumbo apresenta problemas de envenenamento e descarte. Portanto, as blindagens utilizadas em instituições médicas são cada vez mais fabricadas com materiais isentos de chumbo8. No entanto, a maioria dos dispositivos médicos, suprimentos e instalações que utilizam radiação ainda utilizam chumbo como material de blindagem. Portanto, para superar este problema, o uso de materiais isentos de chumbo, baratos e ecológicos, com desempenho de blindagem equivalente ao chumbo, deve ser expandido.

Materiais como tungstênio, óxido de bismuto, sulfato de bário e boro são normalmente usados ​​como alternativas ao chumbo9. Considerando o desempenho da blindagem, o tungstênio é o material de blindagem ecológico mais útil. Em geral, os materiais de blindagem de substituição de chumbo devem ser não tóxicos e ter flexibilidade e processabilidade. Além disso, os materiais devem ser propostos como um material com excelente afinidade com o polímero a ser misturado ou como um material capaz de reduzir o peso na fabricação de uma blindagem. Os tipos de blindagens que podem ser produzidos com esses materiais de blindagem incluem placa, fibra e folha, e a prensagem ou moldagem por injeção no formato desejado é possível dependendo da tecnologia do processo.

Uma blindagem do tipo fibra é tecida a partir de um fio impregnado com o material de blindagem. Contudo, o desempenho da blindagem é limitado pelos pequenos furos gerados entre os fios durante o processo de tecelagem. Portanto, blindagens baseadas em fibra são usadas principalmente para proteção contra radiação secundária (ou espalhada)10. Uma blindagem em forma de folha é fabricada misturando um polímero e um material de blindagem, que é comprimido até a espessura necessária. O elemento mais importante deste processo é a dispersão uniforme do material de blindagem. O processo de dispersão do material de blindagem afeta a reprodutibilidade do desempenho da blindagem e é difícil de aplicar na produção em massa sem padronização do processo de produção .