Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Technické novinky >> Rizika vdechnutí nebezpečných materiálů

Rizika vdechnutí nebezpečných materiálů


15.07.2020

Vědci z Brna si posvítili na nebezpečná vlákna. Zkoumají, jak pronikají hluboko do plic. Nejen azbest, ale i další uměle vyráběná vlákna, například stavební izolace. Že je jejich vdechování škodlivé, vědí lékaři už dlouho. Vědci z Energetického ústavu Fakulty strojního inženýrství VUT teď zkoumají, jak přesně se vlákna při vdechnutí chovají a jak a kam se v plicích usazují. K experimentům využívají vlastní unikátní model plic, jeden z nejdokonalejších na světě, který využívá řada vědeckých týmů z celého světa pro testování a experimenty.


Obr. Výzkum inhalace vláken má potenciál k využití například v medicíně, kdy by mohl pomoci propojit znalost o určitých onemocněních s tím, kam se částice usazují. Typickým příkladem mohou být některé druhy rakoviny plic, které vznikají typicky v horních lalocích. (Zdroj: VUT v Brně)

Tepelnou izolaci, jako je minerální nebo skelná vata, znají nejen stavbaři, ale i kutilové. Co se ale děje v plicích člověka, který s materiálem pracuje a je tak vystaven jeho vdechování? Odpověď hledají výzkumníci z brněnské strojní fakulty.

Víme hodně o tom, jak a proč je třeba azbest škodlivý. Ale víme velmi málo o tom, jak se dostává tak hluboko do plic. Vdechovaná vlákna přitom představují mnohem větší riziko pro lidský organismus než kulové částice, protože dokáží odolat přirozeným samočistícím mechanismům plic a způsobit vážné zdravotní následky,“ vysvětlil František Lízal z Odboru termomechaniky a techniky prostředí.

Vědci zvažovali výzkum s celou řadou vláken, nakonec se rozhodli pro skelná vlákna z foukané izolace. „Výpočet chování částice kulového tvaru je snazší a přesnější. Když se jedná o výpočet chování vlákna, je to naopak velmi složité. Vlákno se může otáčet, tím se mění tlakový odpor a proto je výpočet jeho pohybu několikanásobně náročnější. My se snažíme zpřesnit předpověď, kam se vlákno dostane a kde se v plicích usadí,“ řekl Lízal.

Výpočetní modely vědci ověřují na vlastním funkčním modelu plic, který je z mechanického hlediska nejdokonalejší na světě. Veřejnosti byl představen před čtyřmi lety, od té doby ho vědci vylepšili například přidáním umělé nosní dutiny. Teď už mohou zkoumat i nádech nosem. „Že je lepší dýchat nosem, pokud se chcete chránit před škodlivinami, se obecně ví. V nose se některé z částic odloučí a nás zajímalo, kam se usadí ten zbytek, který projde až do plic, a jestli se místa dopadu vláken liší od situace, když byste dýchali ústy,“ dodal Lízal.

Experimenty provádí vědci s vlákny o průměru 5-6 mikrometrů, což je zhruba desetkrát méně, než má lidský vlas. Délka vláken se může v praxi různit, pro zjednodušení výpočtu ale vědci využívají zapůjčený klasifikátor délky vláken. Přístroj si vypůjčili od kolegů ze Spojených států a je jediný svého druhu, který je na světě aktuálně v provozu. Vlákna vybrané délky pak vědci vpouští při simulovaném nádechu do modelu plic a sledují, jak se chovají a kam zamíří. V analýze jim pomáhá rychlokamera i speciální software od kolegů z Ústavu matematiky. S chemickou analýzou zase pomáhají kolegové z Fakulty chemické.

Zdroj: Zpracováno redakcí z tiskové zprávy.



Nomenklatura

Inovace
Strojírenství v lékařství

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: