Zagrożenia środowiskowe i utylizacja wyrobów medycznych
advertisement
Tytuł artykułu: Zagrożenia środowiskowe i utylizacja wyrobów medycznych Autor: Niedoskonali Białystok 2015 Spis treści Cel projektu ................................................................................................................................ 3 CZĘŚĆ I – WSTĘP TEORETYCZNY ...................................................................................... 4 1. Pojęcie wyrobu medycznego .............................................................................................. 4 1.1. Klasy wyrobów medycznych .......................................................................................... 5 2. Odpady medyczne ............................................................................................................... 6 2.1. Klasyfikacja odpadów medycznych ................................................................................ 7 3. Przepisy prawne dotyczące wytwarzania, składowania, zagospodarowania i usuwania odpadów medycznych ................................................................................................................ 9 CZĘŚĆ II – STRZYKAWKI JAKO ODPAD MEDYCZNY – ANALIZA PROBLEMU ..... 11 4. Charakterystyka strzykawki i jej rodzajów ...................................................................... 11 4.1. Ilość zużywanych strzykawek medycznych – statystyka, analiza i obliczenia ............. 13 4.2. Zagrożenia wynikające ze złego zagospodarowania odpadów medycznych w postaci strzykawek ................................................................................................................................ 16 4.3. Przechowywanie zużytych strzykawek - analiza wad pojemników w kontekście opisywanego zagadnienia ......................................................................................................... 19 CZĘŚĆ III - PROPOZYCJA ODZYSKIWANIA I ZASTOSOWANIA POLICHLORKU WINYLU Z ZUŻYTYCH CZĘŚCI PLASTIKOWYCH STRZYKAWEK ............................ 21 5. Charakterystyka i zastosowanie polichlorku winylu ........................................................ 21 6. Zaproponowany proces odzyskiwania polichlorku winylu na przykładzie wytworzenia obudowy precyzyjnej szlifierki stomatologicznej .................................................................... 22 6.1. Własny projekt modułowego pojemnika do magazynowania części plastikowych strzykawek z możliwością oddzielenia igły ............................................................................. 22 6.2. Sterylizacja zmagazynowanego polichlorku winylu ..................................................... 26 6.3. Rozdrabnianie polichlorku winylu do granulatu ........................................................... 28 6.4. Wtryskiwanie polichlorku winylu ................................................................................. 29 6.5. Charakterystyka wyrobu uzyskiwanego z odzyskiwanego polichlorku winylu – dwuczęściowa obudowa precyzyjnej obudowy szlifierki stomatologicznej ............................ 31 6.6. Podsumowanie procesu i obliczenia ............................................................................. 33 Wnioski .................................................................................................................................... 35 Literatura .................................................................................................................................. 36 2 Cel projektu Celem niniejszego projektu było zaprezentowanie i analiza problematyki odpadów medycznych w postaci strzykawek. Kolejne zamierzenie stanowiło ilościowe przedstawienie wyników badań i własnych obliczeń w celu zilustrowania skali analizowanego zagadnienia. Ostateczny cel stanowił własny projekt modułowego pojemnika na części plastikowe strzykawek i igły. 3 CZĘŚĆ I – WSTĘP TEORETYCZNY 1. Pojęcie wyrobu medycznego Szacuje się, że istnieje około 1,5 miliona wyrobów medycznych pogrupowanych w ponad 10 tysięcy typów [1]. Definicja wyrobu medycznego jest ściśle określona przez art. 2 ust. 1 pkt 38 ustawy z dnia 20 maja 2010 r. o wyrobach medycznych (Dz. U. z dnia 17 czerwca 2010 r.), według którego wyrobem medycznym nazwać można narzędzie, przyrząd, urządzenie, oprogramowanie, czy też materiał bądź inny artykuł, który to jest przeznaczony do zastosowania samodzielnego lub w połączeniu, w tym z określonym oprogramowaniem, które to dołączone jest przez wytwórcę wyrobu. W praktyce jednak okazuje się, że zakwalifikowanie określonego przedmiotu jako wyrobu medycznego nie jest do końca jasne. Są to przede wszystkim sytuacje, gdzie dany produkt spełnia warunki właściwe produktom leczniczym, jak i wyrobom medycznym. Pomimo niejasności w procesie klasyfikacji, wszystkie produkty zakwalifikowane jako wyrobu medyczne służą do [2]: a) diagnozowania, zapobiegania, monitorowania, leczenia lub łagodzenia przebiegu choroby, b) diagnozowania, monitorowania, leczenia, łagodzenia lub kompensowania skutków urazu lub upośledzenia, c) badania, zastępowania lub modyfikowania budowy anatomicznej lub procesu fizjologicznego, d) regulacji poczęć. Należy tu jednak podkreślić, że działanie tych wyrobów nie może być osiągane przez stosowanie środków farmakologicznych, immunologicznych lub metabolicznych, jednak działanie te może być przez nie wspomagane [2]. Analizując treści dokumentów prawnych można zauważyć, że największe znaczenie podczas kwalifikacji produktu ma jego przeznaczenie, które przypisane jest przez wytwórcę. Przypisane zastosowanie może jednak wpływać na zaistnienie pewnych trudności w procesie 4 klasyfikowania, których dobrym przykładem są krople do oczu różnego przeznaczenia. Część z nich działająca farmakologicznie, immunologicznie, bądź metabolicznie zaliczona zostaje do produktów leczniczych. Inne, które stosuje się do dezynfekcji, mycia, płukania, czy też nawilżania soczewek kontaktowym może zaklasyfikować do wyrobów medycznych. W innym przypadku, krople służące do leczenia i łagodzenia uszkodzeń oczu, na podstawie aktów prawnych mogą zostać uznane jako produkty lecznicze, bądź wyroby medyczne. Główne kryterium dopasowania stanowi tu funkcja, jaką pełni w trakcie leczenia oczu. 1.1. Klasy wyrobów medycznych Wytwórca wyrobu medycznego ma obowiązek zakwalifikować swój produkt do określonej klasy [3], które wymienione są poniżej: • klasa I (np. kołnierze ortopedyczne, rękawice do badań, wózki inwalidzkie); • klasa I – wyroby z funkcją pomiarową; • klasa I – wyroby sterylne; • klasa IIa (np. opatrunki hydrożelowe, cewniki jednorazowe, klisze rentgenowskie); • klasa IIb (np. pojemniki na krew, prezerwatywy, respiratory); • klasa III (np. implanty piersi, zastawki serca, protezy naczyniowe). Można również wyodrębnić bardziej ogólny podział wyrobów medycznych, przedstawiony na rysunku 1: Rys. 1. Ogólny podział wyrobów medycznych [4] 5 Odpowiednia klasyfikacja wytworzonego wyrobu medycznego określa sposób i rodzaj procedury oceny zgodności wytwórcy. Wykonywana jest ona w celu określenia, czy dany produkt spełnia stawiane mu wymagania zasadnicze. Można zauważyć, że tym bardziej restrykcyjna ocena zgodności, im wyższa jest klasa wyrobu. Do podstawowych czynników, jakie uwzględnia się w trakcie klasyfikacji wyrobu medycznego można zaliczyć: • stopień inwazyjności; • czas i rodzaj styczności z pacjentem; • sposób zasilania; • obecność składników potencjalnie niebezpiecznych dla pacjenta (np. produktów leczniczych, produktów krwiopochodnych, tkanek zwierzęcych). 2. Odpady medyczne Odpadami medycznymi można określić wszelkie substancje stałe, ciekłe, bądź gazowe, które powstają w trakcie leczenia, diagnozowania lub profilaktyce w szeroko rozumianej działalności medycznej. Działalność ta może być prowadzona zarówno w określonych obiektach lecznictwa, a także w obiektach prowadzących badania i eksperymenty. Powstają one głównie w obiektach opieki zdrowotnej do których zaliczyć można: • szpitale: o ogólne, o psychiatryczne o uzdrowiskowe. • sanatoria, • obiekty leczenia odwykowego, • obiekty pielęgnacyjno-opiekuńcze, • obiekty leczniczo-wychowawcze, • hospicja, 6 • przychodnie, • ośrodki zdrowia, • punkty lekarskie, 2.1. Klasyfikacja odpadów medycznych W celu odpowiedniego odróżnienia odpadów medycznych i stopnia ich zagrożenia dla zdrowia i życia oraz dla środowiska, nadawane są im odpowiednie klasy. Zagadnienie te jest odpowiednio regulowane zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska [6] na podstawie którego odpadom medycznym i weterynaryjnym przypisany jest nr 18 w katalogu odpadów. Wyróżnione są również odpowiednie podgrupy, które zamieszczone są w tabeli 1. Tab. 1. Podział na odpowiednie grupy odpadów medycznych i weterynaryjnych [6] Nr grupy Nazewnictwo 18 Odpady medyczne i weterynaryjne 18 01 Odpady z diagnozowania, leczenia i profilaktyki medycznej 18 01 01 Narzędzia chirurgiczne i zabiegowe oraz ich resztki np. strzykawki (z wyłączeniem 18 01 03) 18 01 02* Części ciała i organy oraz pojemniki na krew i konserwanty służące do jej przechowywania (z wyłączeniem 18 01 03) 18 01 03* Inne odpady, które zawierają żywe drobnoustroje chorobotwórcze lub ich toksyny oraz inne formy zdolne do przeniesienia materiału genetycznego, o których wiadomo lub co do których istnieją wiarygodne podstawy do sądzenia, że wywołują choroby u ludzi i zwierząt (np. zainfekowane pieluchomajtki, podpaski, podkłady), z wyłączeniem 18 01 80 i 18 01 82 18 01 04 Inne odpady niż wymienione w 18 01 03 18 01 06* Chemikalia, w tym odczynniki chemiczne, zawierające substancje niebezpieczne 18 01 07 Chemikalia w tym odczynniki chemiczne, inne niż wymienione w 18 01 06 18 01 08* Leki cytotoksyczne i cytostatyczne 18 01 09 Leki inne niż wymienione w 18 01 08 18 01 10* Odpady amalgamatu dentystycznego 18 01 80* Zużyte kąpiele lecznicze aktywne biologicznie o właściwościach zakaźnych 18 01 81 Zużyte kąpiele lecznicze aktywne biologicznie inne niż wymienione w 18 01 80 18 01 82* Pozostałości z żywienia pacjentów oddziałów zakaźnych 7 Tab. 1. cd. 18 02 Odpady z diagnozowania, leczenia i profilaktyki weterynaryjnej 18 02 01 Narzędzia chirurgiczne i zabiegowe oraz ich resztki (z wyłączeniem 18 02 02) 18 02 02* Inne odpady, które zawierają żywe drobnoustroje chorobotwórcze lub ich toksyny oraz inne formy zdolne do przeniesienia materiału genetycznego, o których wiadomo lub co do których istnieją wiarygodne podstawy do sądzenia, że wywołują choroby u ludzi i zwierząt 18 02 03 Inne odpady niż wymienione w 18 02 02 18 02 05* Chemikalia, w tym odczynniki chemiczne, zawierające substancje chemiczne 18 02 06 Chemikalia, w tym odczynniki chemiczne, inne niż wymienione w 18 02 05 18 02 07* Leki cytotoksyczne i cytostatyczne 18 02 08 Leki inne niż wymienione w 18 02 07 *Odpady stanowiące szczególne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi oraz dla środowiska Istnieje również drugi podział odpadów medycznych, sklasyfikowany przez Głównego Inspektora Sanitarnego, który dzieli je na 4 grupy [6]: a) bytowo-gospodarcze (mogą być składowane na składowiskach komunalnych): o z pomieszczeń biurowych, administracyjnych, zaplecza warsztatowego i służb technicznych; o z oddziałów niezabiegowych; o z kuchni i resztki posiłków z oddziałów niezakaźnych. b) odpady specyficzne przeznaczone do unieszkodliwiania (zagrożenie infekcyjne dla ludzi i środowiska): o zakażone drobnoustrojami (zużyte materiały opatrunkowe, strzykawki, igły, materiały laboratoryjne i medyczne, odpady z sal operacyjnych, oddziałów chirurgicznych, oddziałów zakaźnych, amputowane części ciała, zwłoki zwierząt doświadczalnych, odpady posekcyjne itp.); o leki cytostatyczne i sprzęt używany przy ich podawaniu; o opakowania po lekach oraz leki przeterminowane. c) odpady specjalne: o radioaktywne; o zużyte diagnostyki izotopowe; o substancje toksyczne; o zużyte oleje; o substancje chemiczne nienadające się do spalania ze względów bhp; 8 o zużyte rozpuszczalniki i odczynniki chemiczne; o srebronośne; o zużyte baterie; o uszkodzone termometry rtęciowe i zużyte świetlówki d) odpady wtórne (pozostałości po przeróbce termicznej odpadów specyficznych): o popiół; o zeszklony żużel; o wyżarzone elementy metalowe; o pyły i szlamy pochodzące z urządzeń odpylających. Jedynie pierwsza spośród 4 w/w grup nie stanowi zagrożenia dla środowiska, podczas gdy pozostałe są odpadami niebezpiecznymi. 3. Przepisy prawne dotyczące wytwarzania, składowania, zagospodarowania i usuwania odpadów medycznych Poniżej wymieniono przepisy prawne regulujące sposoby wytwarzania, składowania, zagospodarowania i usuwania odpadów medycznych: • ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 o odpadach (Dz. U. z 2007 r. nr 39, poz. 251 i nr 88, poz. 587); • rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2001 r. w sprawie stwierdzenia kwalifikacji w zakresie gospodarki odpadami (Dz. U. nr 140, poz. 1584 z późn. zm.); • rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 kwietnia 2003 r. w sprawie sporządzania planów gospodarki odpadami (Dz. U. nr 66, poz. 620) zmiana rozporządzenia opublikowana w Dz. U. z 2006 nr 46, poz. 333); • rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 lutego 2006 r. w sprawie wzorów dokumentów stosowanych na potrzeby ewidencji odpadów (Dz. U. nr 30, poz. 213); • rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie rodzajów odpadów medycznych i weterynaryjnych, których poddawanie odzyskowi jest zakazane (Dz. U. z 2003 r. nr 8, poz. 103); 9 • rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 grudnia 2002 r. w sprawie dopuszczalnych sposobów i warunków unieszkodliwiania odpadów medycznych i weterynaryjnych (Dz. U. z 2003 r. nr 8, poz. 104 z późn. zm.); • rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 23 grudnia 2003 r. w sprawie rodzajów odpadów, których zbieranie lub transport nie wymagają zezwolenia na prowadzenie działalności (Dz. U. z 2004 r. nr 16, poz. 154); • rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie listy rodzajów odpadów, które posiadacz odpadów może przekazywać osobom fizycznym lub jednostkom organizacyjnym nie będącym przedsiębiorcami oraz dopuszczalnych metod ich odzysku (Dz. U. nr 75, poz. 527); • rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 7 września 2005 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu (Dz. U. nr 186, poz. 1553, zmiana rozporządzenia opublikowana w Dz. U. z 2006 r. nr 38, poz. 264); • rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 października 2005 r. w sprawie towarów niebezpiecznych, których przewóz drogowy podlega obowiązkowi zgłoszenia (Dz. U. nr 207, poz. 1734), zmiana rozporządzenia opublikowana w Dz. U. z 2006 r. nr 100, poz. 695; • rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 sierpnia 2007 r. w sprawie szczegółowego sposobu postępowania z odpadami medycznymi (Dz. U. nr 162, poz. 1153) 10 CZĘŚĆ II – STRZYKAWKI JAKO ODPAD MEDYCZNY – ANALIZA PROBLEMU 4. Charakterystyka strzykawki i jej rodzajów Jeszcze w latach 50 poprzedniego wieku stosowano szklane lub metalowo-szklane strzykawki. Stosowane były wielokrotnie po wykonanej sterylizacji, przez co odnotowywało się wysoką liczbę zakażeń wirusami HIV i HBV. Jednorazowe strzykawki z tworzywa sztucznego stosowane w dzisiejszych czasach (rys. 2) zostały wynalezione w 1956 roku [7] przez weterynarza Colina Murdocha. Rys. 2. Plastikowa jednorazowa strzykawka o pojemności 12 cm3 Pozwoliły one na obniżenie współczynnika częstości zachorowań na wcześniej wymienione wirusy, jednak brak zachowania należytej ostrożności może spowodować zakażenie pacjenta. Najczęściej wywołane jest to przez osobę obsługującą strzykawkę, która dotknie jej tłoka, przenosząc w ten sposób czynnik zakażający do cylindra strzykawki, skąd zostanie on przetransportowane do organizmu pacjenta. Z tego powodu przeprowadza się szereg prac projektowych mających na celu zaprojektowanie strzykawki wykorzystującej wąski tłok, co uniemożliwi jej przeniesienie żadnych zakażeń. Oprócz strzykawek używanych powszechnie w medycynie, wyróżnić można również typoszereg strzykawek laboratoryjnych. Ich konstrukcja nie różni się zbytnio od konstrukcji 11 strzykawek medycznych, dlatego też są w laboratoriach są używane są oba opisywane rodzaje. Typoszereg strzykawek laboratoryjnych wygląda następująco [7]: • ogólnego zastosowania: o jednorazowe medyczne (rys. 3) – często stosowane w laboratoriach, popularnie nazywane „insulinówkami”; Rys. 3. Jednorazowa strzykawka medyczna „insulinówka” [7] o laboratoryjne szklane (rys. 4) – charakteryzuje się dokładniejszą skalą i system zapadkowy mocowania igieł; Rys. 4. Strzykawki laboratoryjne szklane [7] • specjalistyczne: o gas tight (rys. 5) – wykonywane ze szkła lub teflonu, stosowane do pobierania próbek gazów i szybkoparujących cieczy; Rys. 5. Strzykawki szklane gas tight [7] 12 o mikrostrzykawki (rys. 6) – charakteryzują się małą objętością od 0,1 µl do 0,5 ml, stosowane do pobierania próbek. Rys. 6. Mikrostrzykawki [7] Ze względu na fakt budowy strzykawek medycznych z polichlorku winylu, to właśnie one będą uwzględnianie w następnych rozdziałach niniejszej pracy. 4.1. Ilość zużywanych strzykawek medycznych – statystyka, analiza i obliczenia Obecnie niesamowicie trudno jest uzyskać szczegółowe dane o ilości produkowanych odpadów medycznych w placówkach szpitalnych lub weterynaryjnych. Dane te zazwyczaj dotyczą ogólnej ilości odpadów, bez podziału na poszczególne rodzaje. Z tego powodu ustalając w celu ustalenia ilości zużywanych strzykawek na świecie należy oprzeć się na specjalnie przeprowadzonych badaniach m.in. przez World Health Organization (WHO). Istnieje kilka źródeł informacji o ilości zużywanych strzykawek na świecie lub na określonych obszarach. Kilka z nich wygląda następująco: a) badania WHO [8]: Na podstawie przeprowadzonych obliczeń oszacowano, że każdego roku na całym świecie zużywa się 16 bilionów strzykawek. b) badania US Enviromental Protection Agency „Community Options for Safe Needle Disposal” [9]: 13 Wieloletnie badania odpadów medycznych wskazują na zużywanie około 3 bilionów strzykawek przez placówki medyczne i gospodarstwa domowe na terenie samych Stanów Zjednoczonych. c) badania New Jersey Department of Health and Senior Services [10] Ostatnie z przedstawionych badań określają, że na terenie stanu New Jersey zostaje wyprodukowanych nawet 700 tys. strzykawek medycznych dziennie, co daje 255 milionów rocznie. Na podstawie w/w wyników badań można oszacować ile strzykawek medycznych przypada na jedną osobę w skali roku, a nawet w skali dziennej. Przeprowadzone obliczenia wyglądają następująco: Dane ludności użyte do obliczeń: • ilość ludzi na świecie = 7,186 bilionów [7]; • ilość ludzi w Stanach Zjednoczonych = 317,845 milionów [7]; • ilość ludzi w stanie New Jersey = 28,7 milionów [7]. Średnia ilość strzykawek medycznych zużywana przez jedną osobę w skali roku: a) na podstawie badań WHO: ść ℎ 16 = 7,186 ść ó ż ℎ ą ś ś ó (1) = 2,23 / ę/ b) na podstawie badań US EPA: ść ℎ ż ść 3 = 317,835 ó ℎ %&' = 9,43 14 ą %&' (2) / ę/ c) na podstawie badańń New Jersey Department of Health and Senior Services: ść ść 255 28,7 ż ą + , ó ó 8,88 + + , (3) / ę/ Zestawienie wyników przedstawiono na poniższych poni szych wykresach (rys. 7) Ilość strzykawek/osobę/rok 10 8 6 Ilość strzykawek/o sobę/rok 4 2 0 Na świecie W USA W stanie New Jersey Rys. 7. Ilość strzykawek przypadająca przypadaj na osobę w przeciągu roku na świecie i w dwóch wybranych obszarach Powyższe sze dysproporcje wynikają wynikaj z zaawansowania usług medycznych zapewnionych w Stanach Zjednoczonych w porównaniu do innych państw pa świata. Średnią światową ś zaniżają kraje 3-go świata, wiata, gdzie opieka medyczna jest znikoma, bądź b też nie ma jej w cale. 15 4.2. Zagrożenia wynikające ze złego zagospodarowania odpadów medycznych w postaci strzykawek Często zużyte strzykawki nie trafiają do odpowiednich pojemników na odpady medyczne. Najczęstsze powody tego zjawiska są następujące [9]: • wyrzucanie do zwykłych śmieci, • spłukiwanie w toaletach, • wyrzucanie w lasach, • wydostawanie się strzykawek z pojemników nieodpornych na rozdarcie w trakcie transportu odpadów. Kto jest szczególnie zagrożony przez nieprawidłowe magazynowanie zużytych strzykawek: • dzieci, szczególnie gdy igły przebijają wolnostojące worki na śmieci; • pracownicy MPO i MZO, również z powodu igieł przebijających worki; • pracownicy wysypiska śmieci i składowania odpadów. Możliwe skutki ukłucia skażoną igłą strzykawki: • zarażenie wirusem HBV – zapalenia wątroby typu B; • zarażenie wirusem HCV – zapalenia wątroby typu C; • zarażenie wirusem HIV – ludzkim wirusem niedoboru odporności; • kosztowne badania i testy chorobowe; • stres. Badania przeprowadzone przez WHO stwierdzają, że w samym 2000 r. doszło do ogromnej ilości zakażeń czynnikami chorobotwórczymi przez ukłucia igłą strzykawki. Ilościowo badania te przedstawiają się następująco [8]: • 21 milionów zakażeń wirusem HBV, • 2 miliony zakażeń wirusem HCV, • 260 tysięcy zakażeń wirusem HIV. 16 Po okresie 10 lat, w 2010 roku, specjaliści specjali ci WHO ponownie przeprowadzili ekspertyzy, a ich wynik był następujący ę ący [15]: • 1,7 miliona zakażeń żeń wirusem HBV, • 315 tysięcy zakażeń żeń wirusem HCV, • 33,8 tysięcy ę zakażeń żeń wirusem HIV. Porównanie wyników przedstawiono na rysunku 8: Zakażenia wywołane ukłuciem igłami w poszczególnych latach 25 Ilość zakażeń [mln] 20 15 10 5 0 HBV HCV HIV rok 2000 1,7 0,315 0,034 rok 2010 21 2 0,260 Rys. 8. Zakażenia żenia enia wywołane ukłuciem igłami w roku 2000 i 2010 Mimo widocznej poprawy w przeciągu lat, wyniki wyżej żej przedstawionej analizy wskazują na istnienie wielkiego problemu związanego zwi zanego z gospodarowaniem zużytych zu strzykawek medycznych. 17 W samej Polsce w ostatnich latach wystąpiły niebezpieczne incydenty, które mogły wywołać zakażenia m.in. wcześniej wymienionymi wirusami. Wśród nich można wyróżnić takie sytuacje jak: • strzykawki w odpadach w Miejskim Zakładzie Oczyszczania i Gospodarki Odpadami „MZO” w Ostrowie Wielkopolskim [12]: Problem pojawiania się odpadów medycznych w postaci strzykawek w MZO dobrze wyjaśnia Andrzej Strykowski, prezes ZOiGO „MZO” S.A.: „Cały czas mamy problem z odpadami medycznymi. Zdarzają się strzykawki i igły, które trafiają na linię sortowniczą. Powodują one skaleczenia pracowników i konieczność poddawania się przez nich szczepieniom i badaniom. Wygląda na to, że wciąż wiele osób nie wie, co zrobić z odpadami medycznymi. Z przychodniami, szpitalami, ośrodkami zdrowia mamy podpisane umowy na odbiór takich pozostałości. Problem dotyczy jednak najczęściej usług medycznych w domach, u pacjentów. Zgodnie z przepisami, strzykawkę, igłę, butelki po zastrzyku powinna zabrać ze sobą pielęgniarka i wyrzucić do specjalnego pojemnika. Zdarza się jednak, że zostawia to w domu pacjenta, a ten nie wiedząc jak sobie poradzić, po prostu wyrzuca do kubła razem z innymi śmieciami” [12]. W samym MZO w Ostrowie Wielkopolskim ilość ukłuć w poszczególnych latach przedstawia się następująco (tab. 2): Tab. 2. Ilość ukłuć w MZO w Ostrowie Wielkopolskim w poszczególnych latach [12] Rok Ilość ukłuć 2010 3 2011 0 2012 0 2013 1 2014 4 18 • porozrzucane odpady medyczne na ścieżce rowerowej w Kaliszu [13]: W samym środku miasta Kalisza odpady medyczne, głównie zużyte strzykawki zostały wyrzucone na środek ścieżki rowerowej (rys. 9). Prawdopodobnie znalazły się tam przez bezdomnego, który szukał puszek. Rys. 9. Zużyte strzykawki na ścieżce rowerowej w Kaliszu [13] 4.3. Przechowywanie zużytych strzykawek - analiza wad pojemników w kontekście opisywanego zagadnienia Obecnie stosuje się przede wszystkim jeden rodzaj pojemników na zużyte strzykawki. Jego podstawową wadą jest brak mechanicznej możliwości oddzielenia igły od części plastikowej strzykawki, co jest niezbędne w celu zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa dla osoby składującej zużyte strzykawki. Pojemnik ten wygląda następująco (rys. 10): Rys. 10. Pojemnik na zużyte strzykawki [14] 19 Dane techniczne pojemnika [14]: • materiał – polipropylen; • pojemność 4,0 l; • średnica podstawy: 210 mm; • średnica górna: 230 mm; • wysokość: 145 mm; • otwór wrzutowy Ø 90 mm. Zbudowany jest z trzech podstawowych elementów: • pojemnik główny; • pokrywa zatrzaskiwana na pojemniku górnym; • mała pokrywka do przymykania otworu wrzutowego. Pojemnik po napełnieniu jest zamykany, a następnie przekazywany w całości do spalania. 20 CZĘŚĆ III - PROPOZYCJA ODZYSKIWANIA I ZASTOSOWANIA POLICHLORKU WINYLU Z ZUŻYTYCH UŻYTYCH CZĘŚCI PLASTIKOWYCH STRZYKAWEK 5. Charakterystyka i zastosowanie polichlorku winylu Polichlorek winylu – (skrót polski PCW, skrót angielski gielski PVC, często cz stosowany w przemyśle skrót PCV, jest oznaczeniem nieprawidłowym, którego nie należy nale używać) to polimer syntetyczny stosowany do wytwarzania tworzyw sztucznych. Charakteryzuje się si właściwościami ciami termoplastycznymi, dużą du wytrzymałością mechaniczną, ą, a także tak działaniem na wiele rozpuszczalników. Rys. 11.. Wzór strukturalny polichlorku winylu [7] Zastosowanie polichlorku winylu [7]: [ • w domach: o wykładziny podłogowe; o stolarka okienna i drzwiowa; o rur i kształtek instalacji w budynkach; o elewacja. • w elektryce: o elektroizolacja; • w medycynie: o dreny; 21 o sondy; o cewniki; o strzykawki. • w urządzeniach: o nieobciążone obudowy urządzeń; o opakowania. • inne. 6. Zaproponowany proces odzyskiwania polichlorku winylu na przykładzie wytworzenia obudowy precyzyjnej szlifierki stomatologicznej Poniżej przedstawiono proces odzyskiwania polichlorku winylu z części plastikowych strzykawek medycznych. Proces ten obejmuje czynności takie jak: • magazynowanie zużytych strzykawek w specjalnie zaprojektowanym pojemniku; • sterylizacja zmagazynowanego tworzywa sztucznego w sterylizatorze gazowym; • rozdrabnianie polichlorku winylu w młynie do postaci granulatu; • wtryskiwanie wcześniej uzyskanego granulatu za pomocą wtryskarki. 6.1. Własny projekt modułowego pojemnika do magazynowania części plastikowych strzykawek z możliwością oddzielenia igły Na potrzeby projektu zaprojektowano specjalny pojemnik na odpady medyczne w postaci strzykawek. W celu łatwego oddzielenia igieł od części plastikowych, uwzględniono modułową budowę pojemnika. Dodatkową cechą zastosowanej modułowości jest możliwość dowolnego ustawienia pojemników wedle własnych preferencji. 22 Poniżej przedstawiono dwa zaprojektowane moduły: • pojemnik zielony – przeznaczony na części plastikowe strzykawek (rys. 12): Rys. 12. Pojemnik na części plastikowe strzykawek Dane techniczne pojemnika: wysokość 150 mm; szerokość 100 mm; długość 115 mm; średnica otworu wlotowego 50 mm; otwierane dno (rys. 13). Rys. 13. Widok na otwierane dno pojemnika na części plastikowe strzykawek 23 • pojemnik czerwony – przeznaczony na igły (rys. 14): Rys. 14. Pojemnik na igły Dane techniczne pojemnika: wysokość 150 mm; szerokość 100 mm; długość 115 mm; średnica otworu wlotowego 20 mm; specjalne wycięcia w otworze wlotowym umożliwiające łatwe oddzielenie igły od strzykawki bez konieczności kontaktu człowieka z możliwymi czynnikami chorobotwórczymi (rys. 15). Rys. 15. Wycięcia w otworze wlotowym 24 Cechą charakterystyczną zaprojektowanych pojemników są specjalne wycięcia pozwalające na ich dowolne ustawienie w wybranej kombinacji i ilości. Kilka z przykładowych ustawień przedstawiono na rysunku 16: Rys. 16. Przykładowe ustawienia zaprojektowanych pojemników Dodatkową zaletą są autorskie oznaczenia, ułatwiające rozpoznanie zastosowania pojemnika: • oznaczenie dla pojemnika na części plastikowe strzykawek (rys. 17); Rys. 17. Oznaczenie dla pojemnika na części plastikowe strzykawek 25 • oznaczenie dla pojemnika na igły (rys. 18). Rys. 18. Oznaczenie dla pojemnika na igły Opisane zalety zaprojektowanego modułowego pojemnika na strzykawki wyróżniają go spośród innych dostępnych rozwiązań na rynku polskim jak i zagranicznym. 6.2. Sterylizacja zmagazynowanego polichlorku winylu Przygotowanie polichlorku winylu w postaci strzykawek do sterylizacji wymaga jego mycia pod bieżącą wodą o jakości wody pitnej, a następnego suszenia w jałowym pomieszczeniu. Stosowane są dwa sposoby sterylizacji części plastikowych strzykawek [15]: • sterylizacja gazowa z użyciem tlenkiem etylenu; • sterylizacja chemiczna z użyciem formaliny lub etanolu. Na potrzeby prezentowanego projektu wybrana została sterylizacja z użyciem tlenku etylenu. Z tego względu jest ona szerzej opisana poniżej: Sterylizacja z użyciem tlenku etylenu pozwala na niszczenie drobnoustrojów poprzez alkilację białek, DNA i RNA. W procesie tym wykorzystywany jest czysty tlenek etylenu (TE), bądź mieszaniny tlenku etylenu z hydroksyfreonem (9%) lub dwutlenku węgla (8,5%). 26 Charakterystyka sterylizacji z użyciem tlenku etylenu: • stężenie TE 450-1200mg/l; • wilgotność 40-80%; • temperatura 30-65oC; • czas sterylizacji 2-5h. Należy jednak zachować szczególną ostrożność w trakcie korzystania z sterylizatorów gazowych, ponieważ ekspozycja na tlenek etylenu może prowadzić do: • podrażnień skóry, spojówek, błon śluzowych i dróg oddechowych; • zaburzeń układu nerwowego; • zwiększenia możliwości na zachorowania na nowotwór. Przykładem możliwego do zastosowania sterylizatora gazowego jest sterylizator gazowy Anprolene AN74i (rys. 19). Rys. 19. Sterylizator gazowy Anprolene AN74i [16] Dane techniczne sterylizatora [16]: • sterylizator 100% tlenkiem etylenu; • wymiary zewnętrzne 35,6 x 52 x 53 cm; • wymiary komory 35 x 32,4 x 49 cm; • pojemność gabloty 55 l; • pojemność worka z wkładem 40 l. 27 Sterylizator wykorzystuje system aeracji sterylizowanych materiałów po zakończeniu cyklu. Można go stosować w temperaturze pokojowej, a szeroki wybór dodatkowego oprzyrządowania (wskaźniki biologiczne oraz chemiczne) pozwala na rozszerzenie jego możliwości. Zastosowane wkłady filtrowe pochłaniają 99,9% wydalanego w trakcie sterylizacji gazu. Stosowany tlenek etylenu podawany jest w postaci ampułek 3 o pojemnościach 5 do 18 cm . Używany jest przez szpitale, laboratoria i centra weterynaryjne. 6.3. Rozdrabnianie polichlorku winylu do granulatu Po sterylizacji części plastikowych strzykawek należy je poddać rozdrobnieniu do postaci granulatu, w celu późniejszego wykorzystania zużytego materiału medycznego. Rozdrabnianie to proces polegający na zwiększeniu powierzchni właściwej materiału przeprowadzanej zazwyczaj w sposób mechaniczny [7]. Wpływa to na zwiększenie szybkości reakcji chemicznych, a także pozwala na zastosowanie rozdrobnionego tworzywa w procesie wtryskiwania. Stosuje się 5 rodzajów mechanizmów rozdrabniających: jednowałowe (rys. 20a), dwuwałowe (rys. 20b), trzywałowe (rys. 20c), czterowałowe (rys. 20d), mechanizm młynowy (rys. 20e): Rys. 20. Schemat mechanizmów rozdrabniających: a) jednowałowy, b) dwuwałowy, c) trzywałowy, d) czterowałowy, e) mechanizm młynowy [7] 28 Jednym z możliwych do zastosowania urządzeń do rozdrabniania jest młyn L-700 (rys. 21): Rys. 21. Młyn do rozdrabniania L-700 [17] Dane techniczne młyna do rozdrabniania: • 4 zestawy noży obrotowych w układzie V-shape; • 2 zestawy noży stałych; • hydrauliczne otwieranie; • wydajność 1100 kg/h; 6.4. Wtryskiwanie polichlorku winylu Uzyskiwany przez rozdrabnianie części plastikowych strzykawek granulat polichlorku winylu jest następnie wykorzystywany w procesie wtryskiwania. Wtryskiwanie to proces cykliczny, gdzie materiał w postaci granulatu podawany do ogrzewanego cylindra jest uplastyczniany, po czym wyrzucany jest przez dyszę do gniazda formy. W gnieździe formy ciekłe tworzywo przechodzi w stan stały, tworząc gotowy element, który można od razu użytkować. 29 Obecnie stosuje się głównie wtryskarki wykorzystujące mechanizm ślimakowy. Działanie tego urządzenia przedstawiono na rysunku 22. Rys. 22. Fazy pracy układu ślimakowego a) forma otwarta, ślimak wycofany, b) napełnianie formy (wtryskiwanie tworzywa), c) docisk ślimaka w celu zapobieżenia wstecznego wypływu plastycznego tworzywa (trwa do czasu jego zestalenia) [18] Przykładem wtryskarki wykorzystującej mechanizm wtryskarka ENGEL Victory 500/120 (rys. 23). Rys. 23. Wtryskarka ENGEL Victory 500/120 [18] 30 ślimakowy jest 6.5. Charakterystyka wyrobu uzyskiwanego z odzyskiwanego polichlorku winylu – dwuczęściowa obudowa precyzyjnej obudowy szlifierki stomatologicznej Polichlorek winylu ma szerokie zastosowanie m.in. w nieobciążonych obudowach małych urządzeń. W ramach niniejszej pracy została zaprojektowana obudowa do precyzyjnej stomatologicznej szlifierki ręcznej. Na rynku polskim występuje szereg rodzajów szlifierek ręcznych dla techników dentystycznych, oferowanych przez rozmaite firmy. Jedną z nich jest szlifierka firmy DEKRA przedstawiona na rysunku 24. Rys. 24. Ręczna szlifierka stomatologiczna dla technika dentystycznego [19] Na potrzeby utworzenia formy wtryskowej dla obudowy należało wykonać odpowiedni model geometryczny. W tym celu wykorzystane zostało środowisko programu SolidWorks 2014, efekty czego przedstawione są na rysunku 25. Rys. 25. Projekt własnej obudowy dla szlifierki ręcznej 31 Aby zapewnić umożliwić wytworzenie obudowy metodą wtryskiwania należało podzielić ją na dwie części. Część lewa i prawa prezentowanej obudowy przedstawione są na rysunku 26a i 26b. b) a) Rys. 26. Zaprojektowana obudowa: a) część lewa, b) część prawa Dane techniczne obudowy: • długość 167 mm; • największa średnica 52 mm; • masa 180 g; • objętość 37 cm3. Schemat procesu wtryskiwania przedstawiony jest rysunku 27: Rys. 27. Schemat procesu wtryskiwania zaprojektowanej obudowy 32 6.6. Podsumowanie procesu i obliczenia Schemat podsumowujący cały proces odzyskiwania polichlorku winylu z części plastikowych strzykawek przedstawiony jest na rysunku 28. Rys. 28. Schemat zaproponowanego procesu odzyskiwania polichlorku winylu z części plastikowych strzykawek Aby móc przystąpić do obliczeń wydajności zaproponowanego procesu należało najpierw wyznaczyć masę strzykawki. W tym celu została zamodelowana w środowisku programu SolidWorks2014 najczęściej używana strzykawka o pojemności 20 ml (rys. 29). Rys. 29. Strzykawka o pojemności 20 ml zamodelowana w środowisku programu SolidWorks2014 33 Na tej podstawie wyznaczono jej masę, która wyniosła 13 gram. Po tej czynności można było przystąpić do obliczeń wydajności procesu, które to są przedstawione poniżej. Oparto się na danych pochodzących z badań WHO dotyczących badań ilości zużywanych strzykawek na świecie. a) masa zużywanego polichlorku winylu w postaci części plastikowych strzykawek na całym świecie w dnia – na podstawie (1): 16 ó ż ℎ 365 = 570 ∙ 13 / ℎ / (4) ń b) ilość możliwych do wyprodukowania zaprojektowanych obudów do precyzyjnych ręcznych szlifierek stomatologicznych dziennie przy założeniu, że 0,01% materiału z odzysku zostanie wykorzystane na małoobciążone obudowy urządzeń: / ℎ / / = 1 570 = 317 1 / 2 ℎ 180 ó 34 ń / ∙ 0,01% ń ∙ 0,01% (5) Wnioski Prezentowany projekt wskazuje na istotny problem jaki jest wywołany odpadami medycznymi z części plastikowych strzykawek. Ilość zużywanego w ten sposób polichlorku winylu szacuje się nawet na 570 ton dziennie. Zaproponowany proces odzyskiwania tworzywa sztucznego pokazuje na możliwość jego ponownego wykorzystania z wykorzystaniem dostępnych urządzeń na rynku. Z procesem odzyskiwania powiązany jest również sposób magazynowania odpadów. Pojemniki dostępne na rynku charakteryzują się istotnymi wadami, jak brak mechanicznego oddzielania igły od części plastikowej, czy też braku specjalnie przeznaczonych pojemników na poszczególne części strzykawki. W celu rozwiązania tego problemu zaprojektowano odpowiedni modułowy pojemnik na części plastikowe strzykawek i igły, uwzględniając ich oddzielne magazynowanie. Zaproponowane w projekcie czynności, sprzęt i sposób magazynowania w zaprojektowanych pojemnikach, mogłoby znacząco wpłynąć na zwiększenie uzyskiwanego taniego surowca wtórnego możliwego mającego szerokie zastosowanie. 35 Literatura [1] World health report 2013: Research for universal health coverage; [2] Ustawa z dnia 20 maja 2010 r. o wyrobach medycznych (Dz. U. 2010 nr 107 poz. 679); [3] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 5 listopada 2010r. w sprawie sposobu klasyfikowania wyrobów medycznych (Dz. U, Nr 2015, poz. 1416); [4] Feliczek P.: Determinanty skuteczności systemu zarządzania jakością w przedsiębiorstwach branży wyrobów medycznych, praca doktorska, Poznań 2014; [5] Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz. U. 2001 nr 62 poz. 628); [6] http://www.emedyk.pl; [7] Polska Encyklopedia PWN; [8] N. C. Nwachukwu; F. A. Orji; O. C. Ugbogu: Health Care Waste Management – Public Health Benefits, and the Need for Effective Environmental Regulatory Surveillance in Federal Republic of Nigeria; [9] EPA Publication „Community Options for Safe Needle Disposal” 2004; [10] Safe syringe disposal guide for home generated medical waste, New Jersey 2008; [11] materiały gazety Daily Nation; [12] http://www.ostrow-wielkopolski.um.gov.pl; [13] materialy TVP; [14] http://medicalrespect.bazarek.pl; [15] http://www.labosklep.pl; [16] materiały firmy vetgłowacki; [17] http://tworzywa.com.pl; [18] Podstawy Technik Wytwarzania PTW – laboratorium, Ćwiczenie 1: Formowanie wtryskowe termoplastycznych tworzyw sztucznych, Instrukcja laboratoryjna, Warszawa 2012; [19] www.matweb.com. 36
