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May 09, 2024

Développement d'ultra

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 22532 (2022) Citer cet article 1648 Accès aux détails de 7 Altmetric Metrics Dans les établissements médicaux, la protection contre les rayonnements est une stratégie efficace pour protéger

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 22532 (2022) Citer cet article

1648 accès

7 Altmétrique

Détails des métriques

Dans les établissements médicaux, la radioprotection constitue une stratégie efficace pour protéger le personnel médical et les patients de toute exposition. La réduction du poids du bouclier porté par le personnel médical dans la zone génératrice de rayonnements joue un rôle clé dans l’amélioration de sa productivité et de sa mobilité. Dans cette étude, un nouveau bouclier anti-radiation léger a été développé par électrofilage d’un matériau composite polymère-tungstène pour produire des nanofibres avec une structure multicouche en couche mince similaire à celle d’une aile de papillon morpho. Le bouclier fabriqué se présentait sous la forme d'un papier de protection flexible de 0,1 mm d'épaisseur. La structure multicouche du mince papier de protection a été obtenue grâce à la formation d’un motif de nanofibres via l’électrofilage d’une dispersion de particules de tungstène. À 0,1 mm d'épaisseur, le taux de blindage du papier était de 64,88 % à 60 keV. De plus, avec une épaisseur de 0,3 mm et disposé dans une structure laminée, le taux de blindage était de 90,10 % et l'équivalent plomb était de 0,296 mmPb. Lorsqu'il est utilisé comme matériau de tablier, le poids peut être réduit de 45 % par rapport aux produits en plomb existants. De plus, le matériau est hautement transformable et peut être utilisé pour fabriquer divers produits flexibles, tels que des chapeaux, des gants, des sous-vêtements et des foulards utilisés dans les établissements médicaux.

La radiographie est une technologie médicale qui transmet des rayons X à travers le corps humain et utilise la différence de densité des substances dans le corps humain pour imager les structures anatomiques1. La pénétration des rayons X est limitée lorsque la densité des tissus est élevée, alors que les tissus de densité relativement faible peuvent être facilement pénétrés2. Par conséquent, plus la densité du bouclier est élevée, plus il peut être avantageux pour la radioprotection.

Les rayonnements artificiels, tels que les rayons X, ont été développés pour les technologies médicales et industrielles. Cependant, en raison de l’utilisation croissante de dispositifs médicaux, la population en général ainsi que les travailleurs médicaux et industriels sont soumis à une exposition accrue aux rayonnements3. Par conséquent, une technologie de défense active contre les radiations est nécessaire pour réduire l’exposition. En outre, l’utilisation d’appareils de radiographie mobiles a augmenté en raison de la récente pandémie de COVID-194. La Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) précise que les rayonnements utilisés dans le domaine médical doivent être utilisés au bénéfice des patients et doivent être optimisés5.

La technologie des boucliers radiologiques utilisée dans les établissements médicaux est associée au temps et à la distance6. Des plaques de plomb ou des feuilles constituées de poudre de plomb et d’un polymère, tel que du caoutchouc, sont généralement utilisées comme écrans anti-rayons X7. Cependant, en raison de sa toxicité, le plomb pose des problèmes d'intoxication au plomb et d'élimination. C’est pourquoi les écrans utilisés dans les établissements médicaux sont de plus en plus fabriqués avec des matériaux sans plomb8. Cependant, la plupart des dispositifs, fournitures et installations médicales utilisant des rayonnements utilisent encore du plomb comme matériau de protection. Par conséquent, pour résoudre ce problème, il convient d’étendre l’utilisation de matériaux sans plomb bon marché et respectueux de l’environnement, dotés de performances de blindage équivalentes à celles du plomb.

Des matériaux tels que le tungstène, l’oxyde de bismuth, le sulfate de baryum et le bore sont généralement utilisés comme alternatives au plomb9. Compte tenu des performances du blindage, le tungstène est le matériau de blindage écologique le plus utile. En général, les matériaux de blindage de remplacement en plomb doivent être non toxiques et avoir une certaine flexibilité et aptitude au traitement. De plus, les matériaux doivent être proposés comme matériau présentant une excellente affinité avec le polymère à mélanger ou comme matériau capable de réduire le poids lors de la fabrication d'un bouclier. Les types de boucliers qui peuvent être produits avec ces matériaux de blindage comprennent les plaques, les fibres et les feuilles, et le moulage par pressage ou par injection dans la forme souhaitée est possible en fonction de la technologie du processus.

Un blindage de type fibre est tissé à partir d'un fil imprégné du matériau de blindage. Cependant, les performances du blindage sont limitées par les trous d'épingle générés entre les fils pendant le processus de tissage. Par conséquent, les écrans à base de fibres sont principalement utilisés pour protéger contre les rayonnements secondaires (ou diffusés)10. Un bouclier en forme de feuille est fabriqué en mélangeant un polymère et un matériau de blindage, qui est comprimé à l'épaisseur requise. L'élément le plus important de ce processus est la dispersion uniforme du matériau de protection. Le processus de dispersion des matériaux de blindage affecte la reproductibilité des performances du blindage et est difficile à appliquer à la production de masse sans standardisation du processus de production11.