La mayoría de las personas en el campo de la medicina probablemente estén familiarizadas con los gases medicinales., pero muchas personas fuera de esta industria pueden no saber qué es un gas médico y por qué es tan importante. Este artículo cubrirá lo que necesita saber sobre el gas medicinal..
1. ¿Qué es el gas medicinal??
El gas medicinal es un gas simple o mezclado suministrado centralmente por sistemas de tuberías médicas para el tratamiento, Diagnóstico, o la prevención de pacientes’ Enfermedades, o para accionar herramientas e instrumentos quirúrgicos, etc. En las aplicaciones, también incluyen vacíos médicos y gases utilizados para experimentos médicos y cultivos bacterianos y embrionarios, etc. Los tipos más comunes de gases medicinales son el oxígeno, aire, vacío, óxido nitroso, dióxido de carbono, gases anestésicos, nitrógeno, etc. Los gases medicinales se utilizan en una variedad de entornos, incluidos los quirófanos hospitalarios, Salas de emergencia, Unidades de cuidados intensivos, Ambulancias, y clínicas.
2. Introducción a los gases medicinales de uso común
Con el desarrollo de la atención médica y de la salud, La variedad y la demanda de gases medicinales han ido en aumento, Y la calidad de los gases medicinales también ha planteado requisitos más altos, y su aplicación a los campos de la medicina se ha ido expandiendo. En este artículo, Presentaremos los usos y métodos de producción de algunos gases medicinales comunes.
2.1 Oxígeno medicinal
2.1.1 Aplicaciones de oxígeno medicinal
El oxígeno medicinal es el gas medicinal más común e importante, Y hay tres usos médicos principales para el oxígeno: Infusión de oxígeno de emergencia, oxigenoterapia, y oxigeno para el cuidado de la salud.
(1). Infusión de oxígeno de emergencia. Se utiliza para rescatar a pacientes en estado crítico y víctimas de accidentes mediante la inhalación de oxígeno puro a un flujo alto durante un corto período de tiempo para evitar daños irreversibles en el cuerpo causados por la hipoxia aguda. Por ejemplo, envenenamiento por monóxido de carbono, electrocución, ahogamiento, Pacientes de primeros auxilios, etc. El oxígeno utilizado para el suministro de oxígeno de emergencia debe cumplir con los requisitos de calidad de las normas nacionales pertinentes o de las normas internacionales para el oxígeno.
(2). Oxigenoterapia. La oxigenoterapia se utiliza para aumentar la concentración de oxígeno en el gas inhalado mediante la suplementación de oxígeno, para aumentar el contenido de oxígeno de la sangre arterial y mejorar el suministro de oxígeno, conocidos colectivamente como oxigenoterapia. De estos, Los que se utilizan para corregir la hipoxia patológica como complemento del tratamiento de la enfermedad se denominan oxigenoterapia. La Sociedad Torácica Americana (ATS) y el Consejo Europeo de Resucitación (ERC) sugieren que se debe administrar una concentración mínima efectiva de oxígeno durante la fase de soporte vital avanzado después de la reanimación (30% La concentración de oxígeno es apropiada para la oxigenoterapia a largo plazo).
(3) Oxigeno para la salud. Se utiliza para complementar la hipoxia fisiológica en los trabajadores cerebrales pesados, Personas de mediana edad y ancianos, Mujeres embarazadas y pacientes que se recuperan de enfermedades crónicas, así como para complementar diversas hipoxias ambientales como medio para prevenir la hipoxia, llamado Oxygen Health Care. Además, El oxígeno también tiene el efecto de mejorar la memoria, Reducir la laxitud de la piel, y aumentar la elasticidad de la piel.
2.1.2 Producción de oxígeno medicinal
Hay muchas formas de producir oxígeno, Este artículo describe tres formas de producir oxígeno mediante la separación criogénica del aire, Adsorción por cambio de presión, y separación de membranas.
(1). Separación criogénica de aire
El método de separación de aire criogénico para la producción de oxígeno se basa en la diferencia en los puntos de ebullición del oxígeno (punto de ebullición -183°C) y nitrógeno (punto de ebullición -196°C) en la mezcla de aire, el uso de licuefacción y destilación para separar el oxígeno y el nitrógeno para obtener oxígeno.
En el proceso de producción de oxígeno por separación criogénica del aire, El producto de oxígeno se produce generalmente a partir del aire crudo a través de la filtración de aire, compresión, Pre-enfriamiento, purificación, presurización, expansión, destilación, Almacenamiento de productos, y otros procesos básicos.
La separación criogénica del aire es un método tradicional de producción de oxígeno, con equipos grandes, Estructura compleja, Inversión en equipos, y gastos de gestión, y se utiliza generalmente en plantas de oxígeno profesionales. Los productos de la producción de oxígeno por separación criogénica del aire son el oxígeno gaseoso y el oxígeno líquido. El oxígeno gaseoso se llena en el cilindro a través de la rampa de llenado, El oxígeno líquido se almacena en el tanque de almacenamiento de restos líquidos a baja temperatura, Se puede enviar directamente al usuario por camión cisterna para llenar el tanque de almacenamiento de líquidos a baja temperatura del usuario.
(2) Adsorción por oscilación de presión
En el hospital, Por lo general, use el equipo de oxígeno de tamiz molecular médico para producir aire rico en oxígeno, Es el aire como materia prima, tamiz molecular como adsorbente para producir la concentración de oxígeno de 90% a 96% (Aire enriquecido con oxígeno) por el método de adsorción por oscilación de presión, principalmente para fines de atención médica.
La adsorción por oscilación de presión es un método de separación de oxígeno que utiliza adsorbentes de tamiz molecular para la adsorción selectiva de componentes de oxígeno y nitrógeno en el aire (denominado PSA). Es un adsorbente semipermanente con zeolita como materia prima principal y una estructura cristalina especialmente procesada con microporos uniformes y propiedades especiales. La separación de oxígeno y nitrógeno por tamices moleculares se basa en las diferentes tasas de difusión de estos dos gases con diferentes polaridades en la superficie del tamiz molecular, constituyendo así una selectividad de adsorción única. El tamiz molecular tiene la propiedad de aumentar la capacidad de adsorción de nitrógeno cuando está presurizado y disminuirla cuando está despresurizado.
Cuando el aire fluye a través de una torre de adsorción equipada con tamices moleculares, Los tamices moleculares adsorben preferentemente el componente nitrogenado, El último oxígeno adsorbido se enriquece y se exporta a través de los tamices moleculares, y el nitrógeno adsorbido se desorbe a través de una descarga de presión reducida. El proceso de adsorción por oscilación de presión (PSA) es un proceso de varias etapas de adsorción, Ecualización de presión, y desorción. Según la presión de funcionamiento durante la adsorción, Se puede subdividir en tres procesos: PSA, VPSA, y VSA. El equipo de producción de oxígeno de tamiz molecular médico existente adopta principalmente PSA, VPSA dos procesos. El equipo de oxígeno de tamiz molecular médico generalmente se configura con dos o cuatro camas de adsorción (o torres de adsorción) para llevar a cabo alternativamente la adsorción, homogeneización, y ciclos de desorción para emitir oxígeno de forma continua.
(3) Método de separación por membranas para la producción de oxígeno
En los últimos años, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, La tecnología de separación por membranas se ha aplicado gradualmente en la producción de aire rico en oxígeno. La tecnología consiste en hacer que el aire pase a través de la membrana con la función de enriquecimiento de oxígeno bajo una cierta presión, a través de la separación de múltiples etapas para lograr la separación física de oxígeno y nitrógeno, para obtener oxígeno.
La permeación de gases a través de películas poliméricas huecas es un proceso complejo en el que las moléculas de gas se adsorben primero en la superficie de la membrana y se disuelven, luego se difunde a través de la membrana y finalmente se desorbe desde el otro lado de la membrana.
La concentración de oxígeno producida por este método no es alta, Por lo tanto, en los primeros días se utilizó principalmente para la tecnología de combustión rica en oxígeno, como en grandes calderas, Calderas medianas para uso industrial, Calderas para calefacción, Calderas para centrales eléctricas de barcos, etc. Se utilizó aire rico en oxígeno producido por separación por membrana en lugar de aire ordinario para la combustión.
Con el desarrollo de la tecnología, con el fin de aumentar el contenido de oxígeno, La producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión y la separación de membranas se utilizan para producir oxígeno conjuntamente, y el contenido de oxígeno se puede aumentar a 99.5%. Esta tecnología utiliza por primera vez el proceso de adsorción por oscilación de presión para producir aire enriquecido con oxígeno como materia prima, y luego el oxígeno se purifica mediante métodos convencionales de separación de membranas orgánicas o columnas de membrana continuas (CMC) métodos. Sin embargo, La potencia de compresión adicional de este sistema de separación hace que el consumo de energía sea muy alto, y el separador de membrana especial requerido para el ciclo CMC también es muy caro, lo que restringe su amplia aplicación.
2.2 Aspiradora médica
2.2.1 Aplicaciones de vacío médico
Vacío médico, También conocido como succión de presión negativa, se utiliza principalmente para proporcionar presión negativa a los quirófanos, Salas de reanimación, Salas de tratamiento, y salidas de las habitaciones de los pacientes para generar succión para uso médico. El vacío médico no debe utilizarse en laboratorios de bioseguridad de clase III o IV ni en sitios contaminados radiactivamente; El vacío médico en los departamentos independientes de enfermedades infecciosas y odontología debe usarse por separado y no debe compartirse con los departamentos generales.
2.2.2 Producción de vacío médico
Los equipos para obtener vacío se pueden dividir en tres categorías:: Dispositivos de succión eléctricos, Dispositivos de succión accionados manualmente; y dispositivos de succión accionados por fuentes de presión negativa o fuentes de presión. El sistema de vacío médico se utiliza exclusivamente para la eliminación de fluidos del paciente y se proporciona principalmente por medio de sistemas de succión central médica.
El vacío médico se produce utilizando una bomba de vacío. Una bomba de vacío es un dispositivo que utiliza métodos mecánicos y físicos para bombear aire en un espacio cerrado (p ej. Contenedores y tuberías) con el fin de obtener y mantener un vacío. Actualmente, Las principales bombas de vacío utilizadas son bombas de vacío rotativas de volumen variable, incluyendo anillo líquido, paleta rotativa, Engranaje giratorio, Pergamino, tornillo, raíces, Corriente lateral, y bombas de vacío centrífugas. Entre ellos, Las bombas de vacío de anillo líquido y de paletas rotativas se utilizan comúnmente. Las bombas de vacío de anillo líquido se utilizan con mayor frecuencia, Generalmente utilizando bombas de vacío de anillo de agua con estructura de conexión directa, y bombas de vacío de paletas rotativas que generalmente utilizan bombas de vacío rotativas de aceite.
La diferencia entre el vacío dental y el vacío médico es principalmente la diferencia en la presión del vacío, La presión de vacío del vacío médico es alta, La presión de vacío del vacío dental es relativamente baja. El vacío dental se obtiene de la misma manera que el vacío médico, El equipo incluye bombas de vacío de anillo líquido, Tanques de vacío, Válvulas de retención, etc. También se pueden utilizar unidades de ventilador de vacío. Para evitar la contaminación cruzada, El equipo de vacío dental debe configurarse por separado y los dispositivos de separación de amalgama deben instalarse según sea necesario.
2.3 Aire medicinal
2.3.1 Aplicaciones de aire medicinal
El aire es esencial para la supervivencia de las plantas y los animales en la tierra, y es esencial para la respiración animal y la fotosíntesis de las plantas. En la industria, El aire tiene una amplia gama de usos. En medicina, Aire medicinal incluye aire medicinal, Aire de instrumentos, Aire sintético médico y aire dental, que se utiliza principalmente para accionar herramientas quirúrgicas y para acompañar el tratamiento, como la terapia nebulizada.
2.3.2 Producción de aire medicinal
El aire medicinal es el aire utilizado con fines médicos. El aire se comprime y purifica bombeando aire atmosférico a través de un compresor de aire para obtener aire purificado con una concentración limitada de contaminantes y una cierta presión para fines médicos., Instrumental y uso dental. Dependiendo de la aplicación, La presión utilizada oscila entre 0.4 a 1.0 Mpa.
Los principales tipos de compresores de aire utilizados en la actualidad son: de pistón, tornillo, Engranaje giratorio, y compresores de aire scroll, que están diseñados para proporcionar una fuente continua de aire a una cierta presión. El aire se limpia principalmente mediante secado y filtrado con varios filtros de precisión.
La diferencia entre el aire medicinal, El aire de los instrumentos y el aire dental se deben principalmente a la diferencia de presión de trabajo y al contenido de humedad del gas. La presión del aire del instrumento es relativamente la más alta (≥800kPa), aire dental (la segunda presión más alta (≥500kPa), La presión del aire medicinal es relativamente la más baja (≥400kPa), La elección de la presión de salida del compresor de aire debe coincidir; Contenido de humedad del aire medicinal ≤575 mg/m³, Contenido de humedad del aire dental ≤780 mg/m³, Contenido de humedad del aire del instrumento: ≤50 mg/m³. Por lo tanto, Se requiere un secador de adsorción para la producción de aire de instrumentos. El aire de los instrumentos también puede ser reemplazado por nitrógeno en los hospitales.
El aire sintético médico se fabrica mezclando oxígeno medicinal y nitrógeno medicinal en una proporción de 21% oxígeno y 79% nitrógeno.
2.4 Dióxido de carbono
En uso médico, El dióxido de carbono se utiliza principalmente en excipientes farmacéuticos y medicamentos, etc.
(1) Se utiliza como excipiente farmacéutico. Se utiliza principalmente como agente de reemplazo de aire, Ajustador de pH, y agente lanzador de aerosoles, como en la inyección de bicarbonato de sodio llena de CO2, ajuste del pH de la solución: en la preparación del proceso de inyección de vitamina C por CO2, reducir el contacto entre el fármaco y el aire. El dióxido de carbono medicinal es ampliamente utilizado en varias compañías farmacéuticas.
(2) Como estimulante respiratorio. Clínicamente, Se puede utilizar para tratar la apnea y la hipocapnia en los recién nacidos. El dióxido de carbono medicinal es un estímulo fisiológico importante para mantener la respiración normal en el cuerpo humano y desempeña un papel regulador de los movimientos respiratorios. La inhalación de la cantidad adecuada de CO2 provoca una vasodilatación significativa y aumenta el volumen sanguíneo. Este efecto puede incluso sustituir a los fármacos vasodilatadores y ayudar a los humanos a tratar ciertas enfermedades. Si una persona inhala oxígeno puro durante un período prolongado de tiempo, Una baja concentración de dióxido de carbono en el cuerpo puede provocar un paro respiratorio. Por esta razón, Una mezcla de 5% dióxido de carbono y 95% El oxígeno se utiliza clínicamente para el tratamiento de la intoxicación por monóxido de carbono, ahogamiento, shock, alcalosis, o anestesia. El dióxido de carbono se puede convertir en hielo seco mediante presurización (5.2 Atmósferas estándar) y enfriamiento (por debajo de -56,6 °C). Desde el punto de vista médico, el hielo seco se utiliza para la crioterapia, para el tratamiento de las cataratas, Enfermedad vascular, etc.
(3) Otras funciones. El dióxido de carbono medicinal también se puede utilizar para inflar la cavidad abdominal y el colon para la laparoscopia y la colonoscopia con fibras. El dióxido de carbono también se puede utilizar para equipos médicos, instrumentos para gas estándar, Gas de calibración; Esterilización de aparatos de esterilización, diluyente de gas y antiséptico, refrigerante, anestésico local, Extractante, Bacterias de cultivo en laboratorio (Bacterias anaeróbicas), El dióxido de carbono sólido también se puede utilizar en la producción de penicilina; Además, El dióxido de carbono también se usa ampliamente en una variedad de tratamientos médicos y experimentos clínicos, como una variedad de gases medicinales, mezcla de gas componente y equilibrio Además,, El dióxido de carbono se usa ampliamente en varios tratamientos médicos y experimentos clínicos como componente y gas de equilibrio en varias mezclas de gases medicinales.
2.5 Óxido nitroso(Gas de la risa)
En la práctica médica, Se utiliza principalmente como anestésico para la odontología, oftálmico, Procedimientos obstétricos, ginecológicos y quirúrgicos, y se administra a los pacientes por medios cerrados o por respirador. No requiere ninguna degradación o biotransformación en el cuerpo y la mayor parte del óxido nitroso se excreta con la exhalación del paciente sin ningún efecto de acumulación.
El uso de una mezcla de óxido nitroso y oxígeno como anestésico tiene las siguientes ventajas: Corto período de inducción, solamente 30-40 Se requieren segundos para que la inhalación produzca analgesia. El efecto analgésico es fuerte, pero el efecto anestésico es débil, El paciente está despierto, Se evitan las complicaciones de la anestesia general y la recuperación de la cirugía es rápida.
El óxido nitroso y el dióxido de carbono se utilizan en pequeñas cantidades en los hospitales y generalmente se compran externamente en cilindros, Son producidos por plantas especializadas en la producción de gas y, por lo general, requieren una licencia de fabricación farmacéutica para su producción.
2.6 Otros gases
Además de los gases comunes mencionados anteriormente, nitrógeno, argón, helio, neón, criptón, radón, ozono, monóxido de carbono, hidrógeno, óxido de etileno, cloro, El acetileno y el metano también se utilizan en diversos grados en aplicaciones médicas.
3. ¿Dónde puedo encontrar más información sobre los gases medicinales?
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