Nitrogén monoxid gáz adagolására szolgáló készülék falanyaga okozta katalitikus reakciók vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Benyó Balázs István
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Az orvosi gyakorlatban alkalmazott lélegeztető gépekhez illeszthető, NO adagoló egység alkalmazásának célja a hörgők tágítása révén a lélegeztetés hatásfokának javítása. Az NO az adagoló eszközök szerkezeti anyagaival érintkezve sajnos lehetséges, hogy NO2-dá alakul, amely a lélegeztetett ember számára veszélyes lehet. E tényezők miatt az eszközök orvosi gyakorlatban történő használata előtt meg kell vizsgálni az adagoló eszközöket, hogy végbe mehet-e a fent említett reakció. Diplomamunkám célja egy ilyen berendezés vizsgálata volt.

A diplomatervem az irodalomkutatás eredményeinek bemutatásával kezdődik. Az irodalmazás célja az volt, hogy a vizsgált NO-adagoló berendezésben a gyártó által megadott szerkezeti anyagokon a NONO2-dá alakulására gyakorolt katalitikus hatására vonatkozó információkat összegyűjtsem.

A lélegeztető gépek funkciója az, hogy az olyan intenzív osztályon fekvő betegnek, akinek a tüdejében a vér az O2-t képes felvenni, de a beteg nem tudja a bordáit elégséges mértékben mozgatni, gépi úton oldja meg a levegő cserét a tüdejében. A gázcsere megoldható így, ám vannak olyan betegek, akiknek a kis vérköri vérnyomása magas. Ezért a tüdőbeli magas vérnyomásnak a csökkentésére a NO adagolása kíméletes módszernek ígérkezik, annak értágító hatása miatt. A belélegzett levegőhöz pontos adagolás mellett a lélegeztetésnél használatos gázok mellé még kiegészítő: un. „gyógyszer” gázként keverik hozzá a NO-t.

A NO-ot alkalmazzák, olyan kissúlyú koraszülöttek életének megmentésére is, akiknek még annyira fejletlen, azaz kis felületű a tüdejük, hogy önmagukban a szükséges mennyiségű O2–t nem tudnák felvenni. Ezekben az esetekben általában csak ideiglenesen kell a NO-ot adagolni számukra, addig, amíg a koraszülött tüdeje eléri a szükséges nagyságú légző felületet.

A NO-ról kémiából ismert, hogy szobahőmérsékleten és légköri nyomáson O2 jelenlétében NO2–á alakul. Gondot okoz, hogy a NO a falhatás következtében könnyebben oxidálódik NO2-vé. E folyamatot a készülék fal anyagai heterogén katalízissel elősegíthetik. A NO2 sokkal mérgezőbb, mint a NO, és kétségtelenül nincsenek olyan kedvező hatásai, mint a NO-nak, és ebben a véleményben a szakterület kutatói közt teljes az egyetértés. A toxicitásra jellemző számok vonatkozásában, és a mérési körülmények meghatározásában viszont erősen megoszlanak a vélemények.

Első célom és feladatom ezért az volt, hogy a NO orvosi alkalmazását minél mélyebben megismerjem, illetve a NO gyógyszergáz adagoló készülék gyártója által megadott szerkezeti anyagok kémiai leírását összegyűjtsem. Amennyiben a szakirodalmi adatok alapján kiderül, hogy a készülék falának katalitikus aktivitása van, akkor ki lehet cserélni a kritikus alkatrészt megfelelő anyagúra, így ha lehet minél jobban csökkentve a nem kívánt NO2 képződést és így a paciens expozíciót.

Munkám során kiderült, hogy NO és a gyártó által megadott anyaglistán szereplő anyagok reakcióira, illetve a NO NO2-á alakulást katalizáló hatásra vonatkozóan nagyon kevés irodalmi adat áll rendelkezésre. Ennek oka az, hogy a NO–t ritkán használják az iparban, elsősorban tüzelőberendezések füstgázaiban fordul elő, amikor igyekeznek megakadályozni a NOx keletkezését.

Tekintettel arra, hogy az alkalmazott szerkezeti anyagokra vonatkozóan nem találtam a NO-nak NO2-á való átalakulásával kapcsolatos konkrét irodalmat, ezért a célkitűzésben leírt probléma megoldására az egyetlen lehetőség a kérdés kísérleti úton történő vizsgálata volt.

A kísérletek során végrehajtott mérésekkel annak vizsgálatát tűztem ki célul, hogy a készülékbe belépő és a kilépő gázelegy változását megmérjem. A méréseket a Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék laboratóriumában végeztem. A mérésekhez felhasználtam a NO adagoló műszer részét és a tanszék két elektrokémiai gázelemző cellával működő Testo műszereit. Ezek összemérhető érzékenységű műszerek. A mérések elvégzésénél tekintettel kellett lenni a NO autokatalítikus NO2 átalakulására, illetve arra, hogy a levegő O2-jével is reagál, és úgy képez NO2-ot. A mérési összeállítás megtervezését és az összeszerelést minden esetben én végeztem el a laboratóriumban, a kívánt mérési cél megvalósítása érdekében. A mérések elvégzésénél, a pontos ütemre történő leolvasásokhoz viszont segítségre volt szükségem. Kevés volt a kezem és a szemem a feladathoz, annak ellenére, hogy sokat segítettek a számítógépes mérés adatgyűjtők.

A diplomatervem tartalmazza a mérési összeállítások leírását, a mérési eredményeket, azok kiértékelését valamint az eredmények diszkusszióját.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.