AEROSOLTEKNOLOGI I PRAKTIKEN EXEMPEL PÅ TILLÄMPNINGAR JONAS JAKOBSSON Department Of Design Sciences, Lund University, Sweden
Exempel 1: Hygientester i operationssalar
Problemformulering Postoperativa sårinfektioner Överföring av patogener från personal eller patient till operationssåret Emission huvudsakligen genom hudflagor och kroppskonvektion Olika system används för att försöka späda ut luften i operationsrummet eller bryta kroppskonvektionen (LAF-tak, Laminar Air Flow)
Problemformulering Postoperativa sårinfektioner Det vetenskapliga kunskapsläget är tunt! Systemen konstrueras ofta utifrån beprövad erfarenhet Epidemiologiska studier där man analyserar utfallet av tusentals eller tiotusentals operationer ger oväntade resultat, osäkert om avancerade luftsystem är en fördel!
Sverige: CFU-mätningar Teknisk kontroll av installationer Aktiv mätning av Colony Forming Units i representativt område Bör ske <50 cm från förmodat operationssår Infektionskänslig kirurgi 5 (medel), 15 (max) cfu/m 3 Övrig kirurgi 50 (medel), 100 (max) cfu/m 3 Slit-sampler eller air-sampler, 1 m 3 /10 min
Tyskland: DIN 1946-4 Teknisk standard som reglerar konstruktion och funktionstest av operations- och behandlingsrum med avseende på ventilation Rum klass I Operationssalar Rum klass II Övriga rum på sjukhuset
Funktionstester Tekniskt test av konstruktion, luftflöden, temperaturreglering, luftkonditionering Hygieniskt test av: Skydd mot inträngning av partiklar (smittoämnen) utifrån det skyddade området Skydd mot partiklar (smittoämnen) inifrån det skyddade området
Hygientest För att kunna genomföra repeterbara och jämförbara mätningar oberoende av operationssalens geometri bestäms en skyddseffekt som mängden detekterande partiklar i väldefinierade mätpunkter på operationsbord och instrumentbord relativt en nogrannt kalibrerad partikellast.
Mätprocedur Nogrann uppställning av värmealstrande dockor representerande vårdpersonal och anestesiutrustning samt belysning enligt strikt protokoll Kalibrering av partikellast (+/- 5%) och kontroll av partikelräknare Invänta steady state Upprepade mätningar av partikel-koncentration I mätpunkterna Efterkontroll av partikellast och partikelräknare
Uppställning för DIN 1946-4 hygientest Inre partikellast Yttre partikellast
Yttre belastning
Typisk skyddsgrad för fasta mätpunkter Protection degree 6,000 5,000 6,000 5,000 4,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000 M3 Feet M1 Head M2 Center 3,000 2,000 M1 Head M2 Center M3 Feet 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 1,000 0,000
Problem: Luften är i ständig rörelse! Svårt att etablera fasta gränser.
Partikelkoncentration centralt (5 s tidsupplösning) 800 700 600 Momentankoncentration (P/Cf) 500 400 300 200 100 Konc. Medel Medel + Std Medel - Std 0-0,25 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75-100 Tid (Min)
Partikelkoncentration mer perifert (5 s tidsupplösning) 3500 3000 2500 Momentankoncentration (P/Cf) 2000 1500 1000 500 Konc. Medel Medel + Std Medel - Std 0-0,25 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75-500 Tid (Min)
Partikelkoncentration gränsen av skyddsområdet (5 s tidsupplösning) 2000 1800 1600 Momentankoncentration (P/Cf) 1400 1200 1000 800 600 Konc. Medel Medel + Std Medel - Std 400 200 0-0,25 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75 Tid (Min)
Partikelkoncentration strax utanför skyddat område (5 s tidsupplösning) 200000 180000 160000 140000 Momentankoncentration (P/Cf) 120000 100000 80000 60000 40000 Konc. Medel Medel + Std Medel - Std Godkänd nivå 20000 0-0,25 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75-20000 Tid (Min)
Utanför skyddat område 1400000 1200000 Momentankoncentration (P/Cf) 1000000 800000 600000 400000 Konc. Medel Medel + Std Medel - Std Godkänt 200000 0-0,25 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 2,75 3,25 3,75 Tid (Min)
Slutsats: Möjligt att etablera konkret gräns 200000 180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0-20000 0 50 100 150 200 250
Koncentrationsprofil 1000000 900000 800000 700000 Partikelkoncentration P/cf 600000 500000 400000 300000 Partikelkonc. Godkänd nivå 200000 100000 0 Avstånd från centrum (cm)
Sämsta värdet gäller! 1400000 1200000 1000000 Partikelkoncentration P/cf 800000 600000 Partikelkonc. Godkänd nivå Best Worst 400000 200000 0 Avstånd från centrum
? Hur medicinskt relevanta är mätningarna egentligen? Kan man jämföra oljedroppar och hudflagor? Mer forskning behövs på området!
LUNGDEPONERING AV NANOPARTIKLAR SOM METOD FÖR DIAGNOS AV KRONISK OBSTRUKTIV LUNGSJUKDOM J. JAKOBSSON1, P. WOLLMER2, J. LÖNDAHL1 1. Department Of Design Sciences, Lund University, Sweden 2.Dept. Of Clinical Sciences Malmö, Lund University, Sweden
Kronisk Obstuktiv Lungsjukdom - En mycket dödlig sjukdom KOL är idag den fjärde vanligaste dödsorsaken globalt KOL är ett växande problem! Prognosen är att KOL 2030 kommer vara den tredje vanligaste dödsorsaken globalt (WHO, 2010)
KOL i Sverige 5 8% av befolkningen drabbad och mer än 2500 dödsfall årligen Kvinnor hårdast drabbade. 74% ökning av dödsfallen sedan 1997 (Hjärt Lungfonden, 2012) Uppskattningsvis 80% utan diagnos!
Kronisk bronkit Kronisk inflammation av slemmhinnan I de övre luftvägarna. Ökat luftmotstånd och produktiv hosta. Emfysem Nedbrytning av alveolernas väggar. Förstorade alveoler. Förlust av yta och elastisitet. Systemsjukdom
Rökning Luftföroreningar Alfa 1-anthitrypsin - brist
Långsamt progressiv sjukdom Diffusa symptom Svårt att skilja från t.ex. Astma Svårt att komma åt lungorna
Lungdeponering av partiklar En summa av olika proceser: Interception Sedimentation Inert impaktion Elektrostatisk deponering Diffusion
Den grundläggande idén Den dominerande deponeringsmekanismen för partiklar (<300nm) är genom diffusion Diffusion är beroende av tid och avstånd Förstorade alveoler Längre diffusionsavstånd Minskad partikeldeponering?
The instrument
Simuleringar 100 nm 50 nm
Simuleringar 100 nm 50 nm
Simuleringar 100 nm 50 nm
Lungdeponering av nanopartiklar som diagnosmetod för KOL och emfysem En enkel lösning på ett svårt och angeläget problem?