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氙氣”由于在空氣中含量稀少,提取困難,可謂是名副其實的氣體界的“貴族”了。氙氣的應用也極為廣泛,小到氙氣燈大到航天、醫(yī)療領域等。在醫(yī)學界,氙氣還是一種最理想的麻醉劑之一。
氙氣本身是一種惰性氣體且無毒,通常人在吸入氙氣后會以原形排出,但是高濃度吸入時也會有窒息的危險。由于氙氣還具有麻醉的特性,主要通過抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)NMDA受體和乙酰膽堿受體而產(chǎn)生麻醉作用的,氙氣麻醉效能強,具有一定的鎮(zhèn)痛作用,所需輔助用藥極少,特別是麻醉誘導快,蘇醒快,不易受生物轉化的影響,是已知對心血管影響最小的一種麻醉藥,我們把20%氙氣與80%氧氣混合就得到一種理想的麻醉劑。氙氣麻醉多用于普外科、婦科、整形科及骨科手術中。
氙氣作為麻醉藥劑具有無毒副作用、器官保護、快速誘導和蘇醒等方面的突出優(yōu)勢,在嬰幼兒、孕婦等群體的手術麻醉中具有良好應用前景。
目前氙氣只能從空氣中獲得,而且提取難度也較大,同時氙氣在空氣中的濃度僅為0.087ppm,能夠應用、供應到醫(yī)療行業(yè)的量極為有限。即使全球生產(chǎn)的高純度氙氣都應用于醫(yī)療麻醉,可服務的臨床病例也不超過80萬人次。”顧學紅介紹說。
過去在臨床手術的麻醉過程中,用作麻醉藥劑的氙氣,被病人不斷地吸進去再呼出來。病人在麻醉過程中組織代謝仍正常進行,在呼吸
氙氣的同時也不斷呼出二氧化碳。在這個閉路循環(huán)呼吸麻醉器械里,當二氧化碳的濃度積累到一定程度,就會造成二氧化碳中毒。因此二氧化碳和氙氣的混合氣體就必須定時排出去,更換新鮮的
氙氣。
王學瑞介紹說“我們的工作就是要把分子篩膜放到麻醉閉路循環(huán)系統(tǒng)里,這樣就可以將麻醉過程中人體組織代謝產(chǎn)生的二氧化碳及時移走,氙氣就可循環(huán)使用了,從而不需要更換新的氙氣,這樣就降低了麻醉過程中氙氣的用量和麻醉成本。”
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由于二氧化碳透過分子篩膜的速率比上氙氣透過速率快兩個數(shù)量級,氙氣的回收率達99%以上,過程能耗僅為1.5美元/Nm³,相對于目前高昂的
氙氣市場價格(30000~60000美元/Nm³),該課題組開發(fā)的分子篩膜氙氣在線回用技術具有明顯的技術優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。同時,該膜材料在模擬體系中連續(xù)運行300小時以上,性能保持穩(wěn)定,有望開發(fā)新型的醫(yī)療麻醉器械。