5.Зависимость свойств силикатных и боросиликатных стекол от состава, их использование в медицине

Стекло - один из наиболее старых и наиболее распространенных мате-

риалов среди тех, что использует человек. Его стали производить еще в VII веке до н. э., а теперь годовой оборот стекольной промышленности одних только США составляет 20 млрд. долл. Однако, несмотря на многочисленные применения стекла, одно его свойство всегда создавало сложности: стекло слишком легко растрескивается. Этот недостаток все чаще оказывается помехой для конструкторов. Новые технические средства, для которых требуются волоконно-оптические кабели, керамические сердечники или новейшие оптические и электронные узлы, крайне нуждаются в разновидностях стекла и керамики, особо устойчивых к растрескиванию. Например, трансатлантический волоконно-оптический кабель должен служить достаточно долго, чтобы его использование не было убыточным.

Стекло – твердый, аморфный, хрупкий материал, прозрачный, устойчив к химическим и термическим воздействиям.

Свойства стекла определяются состоянием образующих его компонентов и технологией его изготовления. Различают неорганическое и органическое стекло. Неорганическое стекло вырабатывается на основе двуокиси кремния, и получило название силикатное стекло. Различают следующие виды силикатного стекла:

1) оксидное стекло подразделяется на: фосфатное, алюминиевое, алюмо-

фосфатное, боратное и т.д. Включение в состав стекла окисла цинка, циркония, титана и др. повышает его химическую устойчивость и термостойкость. Окислы свинца повышают оптические свойства стекла. В зависимости от составляющих компонентов, стекло может быть прозрачным, непрозрачным, цветным или бесцветным, пропускающим или поглощающим ультрафиолетовые (УФ) и инфракрасные (ИК) лучи, а также ионизирующие излучения;

2) стекловолокно – химическое, неорганическое волокно, применяется в электротехнической, авиа- и судостроительной, электронной, медицинской, химической и др. отраслях промышленности. По способу производства, длине и внешнему виду стекловолокно разделяют на штапельное и непрерывное.

Штапельное стекловолокно получают путем разделения струи рас-плавленного стекла паром, воздухом или горячими газами. Используется как изоляционный материал – вата, рулонный материал, маты, плиты и др. Непрерывное стекловолокно получают протягиванием стекломассы на стеклопрядильных агрегатах. В дальнейшем процессе производства из полученного стекловолокна изготавливают ткани, ленты, сетки и др.

В медицине стекловолокно применяется в волоконной технике с оптиче-скими приспособлениями: зеркала, призмы, линзы, световоды, жгуты из множества световодных волокон. Волоконно-оптические световоды применяются в эндоскопии для получения четкого изображения в полостях организма, а так же в урологии, онкологии. Использование световодов в хирургических приборах позволит при операциях добиваться освещения в труднодоступных полостях (грудной, брюшной и др.). Волоконные электросветоводы электробезопасны.

Инструменты с волоконно-оптическими элементами (волоконные световоды) применяются во всех областях хирургии и в частности в микрохирургии, нейро- и офтальмохирургии. Медицинские инструменты (пинцеты, скальпели), снабженные индивидуальным освещением – волоконными осветителями, используются для диагностики и удаления внутриглазных инородных тел, при операциях по поводу отслойки сетчатки, для щадящего (без травматизации ткани) обследования, например, гинекологического обследования девочек.

Увиолевое стекло – стекло с повышенной прозрачностью для ультра-фиолетовой (УФ) области светового спектра от 100 нм до 400 нм. Отличительным свойством является отсутствие ряда окислов и сульфатов тяжелых металлов, поглощающих УФ излучение. Увиолевое стекло увеличивает пропускание УФ излучения из естественных и искусственных источников света. Поэтому его применяют в бактерицидных и эритемных лампах в лечебных целях, а так же для обеззараживания воздуха, воды, поверхности ограждения и предметов ухода, предохраняя от микробного загрязнения лекарственные средства. Увиолевое стекло применяется в ряде оптических и измерительных приборов.

Стеклянный электрод – это ионоселективный электрод, предназначенный для определения активности иона водорода, натрия и калия в водных средах в присутствии других ионов, следит за их активным изменением в средах с различной рН.

Органическое стекло – оптически прозрачный, твердый материал на основе органических полимеров. Оно обладает повышенной прозрачностью, малым весом, устойчивостью к ударам, не дает опасных осколков.

По назначению различают стекло:

− тарное и строительное стекло (оконное, узорчатые стеклоблоки, стекло-

пластики и др.);

− техническое (кварцевое, светотехническое стекловолокно и др.);

− сортовое (однокомпонентное силикатное), ему свойственно наибольшее

светопропускание, особенно УФ лучей. Используется для изготовления ла-

бораторной посуды, тиглей, оптических приборов, химически стойких емко-стей. Применяется в медицине, в химическом, фармацевтическом и пищевом

производстве.

Кроме того, существуют следующие виды стекол:

- безопасное, безосколочное стекло, которое применяется для остекления

транспортных средств, в самолетах;

- фотохромовое стекло, которое меняет светопропускание в зависимости от

интенсивности освещения;

- стекло с уникальными свойствами: звукоизолирующее, солнцезащитное, пуленепробиваемое (бронированное).

Прозрачность, химические и термические свойства позволяют широко

использовать стекло в медицине: ампулы, аптечная и лабораторная посуда, очки, термометры, детали медицинских аппаратов и оборудования, предметы ухода за больными. Хорошие гигиенические качества стекла объясняются тем, что оно легко обрабатывается, моется, стерилизуется, является хорошим защитным экраном от пыли и микрофлоры. Стекло широко применяется в строительстве для остекления светопроемов, устройства светопрозрачных ограждений и перегородок. В быту – зеркала, детали мебели, светильники, художественные изделия, стеклянная посуда.