способ защиты кожного покрова человека от кратковременного воздействия инфракрасного излучения повышенной мощности

Формула изобретения

Способ противоожоговой защиты кожного покрова человека от кратковременного воздействия инфракрасного излучения повышенной мощности путем размещения между кожным покровом и источником излучения трехслойного пакета материалов, отличающийся тем, что во внутреннем слое пакета расположена хлопчатобумажная ткань, импрегнированная солями серной или серноватистой кислот при концентрации не менее 60%, причем импрегнацию осуществляют с использованием полимерных связующих веществ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, в частности к области военной гигиены, а также к области спасательной службы противопожарных средств, и может быть использовано для защиты от кратковременного теплового воздействия повышенной мощности.

Известны способы защиты кожного покрова человека от инфракрасного излучения путем использования многослойных материалов на основе термостойких пропиток (Кощеев B.C., Кузнец В.И. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур. - М.: Медицина, 1986. - С.185-190).

Известен способ защиты кожного покрова человека от инфракрасного излучения путем использования в качестве материала металлизированной ткани (Киреенкова Л.Н. Спецодежда, защищающая от огня и теплоизлучения. Сб. науч. работ "Безопасность и гигиена труда" - М., 1980. - С.144-150).

Недостатком способа является их дороговизна.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат заключается в снижении себестоимости защиты при сохранении ее высоких противоожоговых свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что применяют способ противоожоговой защиты кожного покрова человека от кратковременного воздействия инфракрасного излучения повышенной мощности путем размещения между кожным покровом и источником излучения трехслойного пакета, во внутреннем слое пакета расположена хлопчатобумажная ткань, импрегнированная солями серной или серноватистой кислот при концентрации не менее 60%, причем импрегнацию осуществляют с использованием полимерных связующих веществ.

Способ реализуют следующим образом

Соли серной или серноватистой кислот, например MgSO₄; MgSO₄7Н ₂О или Na₂S₂ O₃ 5H₂O в концентрации не менее 60% водного раствора импрегнируют в структуру хлопчатобумажной ткани с помощью полимерного связующего вещества, например крахмала, по общепринятой технологии (Кричевский Г.Е., Корчагин М.В., Сенахов А.В. Химическая технология текстильных материалов. - М.: Легпромбытиздат, 1985. - 640 с.).

Для приготовления 60% водного раствора MgSO₄ надо взять 600 г MgSO ₄ и 400 г дистиллированной воды или, взяв 1200 г кристаллогидрата MgSO₄7H₂O, довести объем до 1000 мл, учитывая количество входящей в него воды в качестве гидрата; аналогичные расчеты были проведены для получения эквивалентной концентрации раствора NaS₂ O₃5Н₂O. Полученный после импрегнации защитный материал размещают во втором (промежуточном) слое трехслойного пакета защитных материалов (ПЗМ), исключив тем самым непосредственное влияние веществ на поверхность кожи.

Известно, что трехслойная одежда является наиболее оптимальной по характеристикам теплообмена организма с окружающей средой (Кощеев B.C., Кузнец В.И. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур. - М: Медицина, 1986. - 250 с.). Верхний слой экспериментального ПЗМ представлен тканью СВМ (сверхмодульной), нижний слой, соприкасающийся с поверхностью кожи, - хлопчатобумажной тканью.

Результаты комбустиологических исследований противоожоговой эффективности пакета запретных материалов с подобной структурой показали, что ткань, пропитанную солями серной или серноватистой кислот в концентрациях не менее 60% водного раствора, можно использовать для изготовления одежды, являющейся составной частью противоожогового костюма.

Используемые в настоящее время термостойкие пропитки (Кощеев B.C., Кузнец В.И. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур. - М.: Медицина, 1986. - С.185-190) или металлизированная ткань (Киреенкова Л.Н. Спецодежда, защищающая от огня и теплоизлучения // Сб. "Безопасность и гигиена труда". - М., 1980. С.144-150) имеют стоимость, в десятки раз превышающую стоимость ткани, содержащей предложенные вещества. Например: стоимость 1 кг сульфата магния (MgSO₄) составляет 26 рублей, стоимость 1 кг гипосульфита натрия (Na ₂S₂O₃5H ₂O) составляет 16 рублей. Для пропитки хлопчатобумажной (хб) ткани площадью 2 м² Na ₂S₂O₃5H ₂O (площадь поверхности тела человека составляет в среднем 2 м²) потребуется около 10 литров 60% водного раствора предложенных веществ, что соответствует 6 кг сульфата магния или 12 кг гипосульфита натрия и в денежном эквиваленте составляет, соответственно, 26:6=156 рублей или 16:12=192 рубля. Стоимость 1 метра хб ткани арт.222, используемой для импрегнации веществ, составляет около 50-60 рублей. Пропитка ткани осуществляется по общепринятой технологии, не требующей больших финансовых затрат (Кричевский Г.Е., Корчагин М.В., Сенахов А.В. Химическая технология текстильных материалов. - М.: Легпромбытиздат, 1985. - 640 с.).

Низкая стоимость предложенных веществ, доступность их приобретения делают возможным массовое применение противоожогового костюма, содержащего ткань с импрегнированными кристаллическими веществами.

Для доказательства противоожоговой эффективности предложенного защитного материала, содержащего ткань, пропитанную солями серной или серноватистой кислот, были проведены комбустиологические исследования поверхностных ожогов 1-3а степени у лабораторных животных (белых крыс). Ожоги были получены при кратковременном действии (40 с) на кожу через ПЗМ мощного теплового излучения оптического диапазона (инфракрасной части спектра излучений).

Эти исследования обусловлены следующими теоретическими предпосылками. Известно, что кожа обладает оптическими свойствами (Галанин Н.Ф. Лучистая энергия и ее гигиеническое значение. - Л.: Медицина, 1969. - С.23). Лучистая энергия теплового потока, падающего на поверхность кожи, поглощается в эпидермисе, слоях дермы и подкожной жировой клетчатки (Чернуха А.М., Фролова Е.П. Кожа (строение, функция, общая патология и терапия). - М.: Медицина, 1982. - С.56-59), что приводит к развитию термических ожогов. В настоящее время известны инфракрасные спектры неорганических веществ, например кристаллогидратов и некоторых солей в расплавленном состоянии (Лоусон К. Инфракрасные спектры поглощения неорганических веществ: Пер. с англ. - М.: Мир, 1964. - 175 с.; Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 230 с.). Можно предположить, что, если в систему "источник излучения - пакет защитных материалов - кожа животного" включить вещества, имеющие инфракрасный спектр поглощения (при определенном способе их закрепления на ткани пакета), то можно ослабить тепловой поток к защищаемой поверхности кожи и повысить противоожоговую эффективность защитного материала.

Экспериментальные факты подтверждают справедливость сформулированного предположения. Результаты визуального контроля состояния ожоговой раны по скорости заживления, а также гистологические исследования пораженных тканей показывают, что при применении в структуре пакета защитных материалов веществ с инфракрасным спектром поглощения наблюдается снижение тяжести термических поражений на 50-60% по сравнению с контролем.

Эксперименты по оценке эффективности противоожогового действия кристаллических веществ в образцах ПЗМ проводились на белых крысах массой 180-200 г при интенсивности излучения 3,6 кал мин/см и длительности теплового воздействия 40 с.

Полученные результаты позволяют сделать вывод: наблюдаемый эффект обусловлен прежде всего оптическими свойствами применяемых кристаллических веществ, их способностью поглощать определенную часть инфракрасного спектра излучения.

Объективность проведенного исследования термического поражения кожи подтверждается идентичностью экспериментальных результатов, полученных как при контактном тепловом воздействии, так и при воздействии теплового излучения (термозащитные свойства материала не зависят от способа передачи тепла).

Способ закрепления кристаллических веществ на ткани с использованием полимерных связующих обеспечивает физиологическую переносимость средств индивидуальной противотепловой защиты, а также проявление защитного эффекта в условиях, моделирующих эксплуатацию средств индивидуальной противотепловой защиты при мощных термических нагрузках.

Применяемые в настоящих исследованиях вещества имеют низкую стоимость и доступны для приобретения. Средства индивидуальной противотепловой защиты, содержащие как составную часть предложенный вариант защитного материала, будут отличаться высокими противоожоговыми свойствами в сочетании с невысокой стоимостью используемых веществ и могут быть рекомендованы для массового применения.