Сегодня на отечественном фармацевтическом рынке широко представлены стерильные изделия медицинского назначения. Производители постоянно совершенствуют и расширяют их ассортимент. Особое место среди них занимают шприцы инъекционные одноразового применения. В первую очередь это определяется их использованием как медицинскими специалистами для оказания помощи больным с тяжелыми патологическими процессами, так и далекими от медицины людьми для оказания помощи себе или своим близким и знакомым.

Шприц состоит из цилиндра и шток - поршня (разборного или неразборного). Цилиндр имеет наконечник-конус типа "Луер", упор для пальцев и градуированную шкалу. Узел шток-поршень состоит из штока с упором, поршня с уплотнителем и линией отсчета [3,5].

Материалы, из которых изготовляют шприцы, зависят от их конструкции, назначения и метода стерилизации. Материалы должны быть совместимы с инъекционными препаратами.

Для изготовления цилиндров рекомендуются в основном определенные сорта полиэтилена высокой плотности, полистирола и сополимера стирола и акрилонитрила, отвечающие фармакопейным требованиям. Поршни изготовляют из высококачественной натуральной (натуральный каучук) и искусственной (силиконовый каучук) резины. Для штоков и уплотнителей, неразборных шток-поршней используется полипропилен [4].

В таблице 1.3 представлена классификация одноразовых шприцев.

Таблица 1.3 - Классификация шприцев

На сегодняшний день существуют различные способы переработки одноразовых шприцев, схема которых представлена на рисунке 1.2

1) Термические методы

а) Инсинерация (Сжигание)

Термический метод уничтожения отходов, а попросту, их сжигание уже не является оптимальным решением проблемы медицинских отходов. Установки, предназначенные для сжигания отходов (инсинераторы) были широко распространены в мире еще 10-15 лет назад. Но с тех пор многое изменилось. В частности, выяснилось, что сжигание не так уж и безобидно и при всех своих достоинствах обладает такими неприятными особенностями, как, например, образование диоксинов. Диоксины - это загрязнители, выделяющиеся при сжигании отходов, вызывающие ряд заболеваний, включая рак, повреждения иммунной системы, нарушение деятельности репродуктивной и других систем организма. Кроме того, они обладают свойством биокумуляции, то есть способны перемещаться по пищевым цепям от растений к животным, концентрируясь в мясе и молоке и, как результат, в теле человека. Диоксины являются предметом особого беспокойства, так как повсеместно распространяются в окружающей среде человека на тех уровнях, на которых способны вызвать нарушения жизнедеятельности живых организмов. Поэтому целые популяции уже сейчас страдают от пагубных последствий воздействия диоксинов. Инсинераторы также вносят свой "вклад" в загрязнение окружающей среды ртутью, сильнодействующим нейротоксином, ослабляющим двигательные, сенсорные и ряд других функций [4].

Инсинераторы - источник поступления в окружающую среду значительных количеств тяжелых металлов, таких, как свинец, кадмий, мышьяк и хром, а также галогенсодержащих углеводородов, кислотных паров ("предшественников" кислотных дождей, частиц, приводящих к заболеванию дыхательной системы), парниковых газов.

Сегодня проблема распространения загрязнителей не решается должным образом: они просто перемещаются из одной среды (воздуха) в другую (почву или воду).

Зола из инсинераторов крайне токсична, на что часто не обращают должного внимания. Захоронение фильтров и золы на полигонах ТБО также не безопасно, поскольку есть вероятность попадания токсинов в грунтовые воды; в некоторых местах зола просто рассеивается и попадает в населенные или сельскохозяйственные районы.

Большинство специалистов приходят к мнению, что сжигание - это неустойчивая и устаревшая форма обращения с медицинскими отходами [4,9].

б) Пиролиз

Альтернативой обычным методам термической переработки твердых отходов являются технологии, предусматривающие предварительное разложение органической фракции отходов в бескислородной атмосфере (пиролиз), после чего образовавшаяся концентрированная парогазовая смесь (ПГС) направляется в камеру дожигания, где в режиме управляемого дожига газообразных продуктов происходит перевод токсичных веществ в менее или полностью безопасные.

К принципиальным положительным особенностям бескислородных пиролизных технологий уничтожения органических материалов, позволяющих обеспечить экологическую безопасность выбросов, в том числе и хлорсодержащих, относятся:

возможность управляемого сжигания при высокой температуре концентрированной неразбавленной парогазовой смеси (теплота сгорания - 6 680-10 450 кДж/м3), что позволяет обеспечить высокую (1200-1300 °С) температуру всего объема продуктов сгорания;

выделяющийся при пиролизе хлорсодержащих материалов активный хлор уже в камере термического разложения немедленно реагирует с обязательным продуктом пиролиза любой органики - водородом, образуя стойкое соединение HCl, которое легко нейтрализуется на стадии доочистки. Тем самым предотвращается образование диоксинов и фуранов.

Кроме улучшенных по сравнению с инсинераторами экологических показателей одним из достоинств пиролизных установок является то, что для них не надо строить капитальные сооружения и высокие дымовые трубы. Установки могут монтироваться под навесом или в ангарах легкого типа на бетонном основании.

Плазменная технология.

В плазменных системах используется электрический ток, который ионизирует инертный газ (например, аргон) и формирует электрическую дугу с температурой около 6000°C. Медицинские отходы в этих установках нагреваются до 1300-1700 °C, в результате чего уничтожаются потенциально патогенные микробы, и отходы преобразовываются в шлак, металлы и инертные газы.

2) Альтернативные методы

Вынужденное сокращение использования установок для сжигания отходов стало причиной создания нового производства - альтернативных систем обработки медицинских отходов. В настоящее время существует более 40 таких систем, производимых более чем 70 изготовителями в США, Европе, на Ближнем Востоке и в Австралии. Они различаются по пропускной способности, мощности, степени автоматизации и сокращению объема обрабатываемых отходов. В их основе лежит один или несколько следующих методов:

нагревание отходов минимум до 90-950 °C посредством микроволновых печей, радиоволн, горячего масла, горячей воды, пара или перегретых газов;

обработка отходов химикалиями типа гипохлорита натрия или диоксида хлора;

обработка отходов горячими химикалиями;

обработка медицинских отходов источником радиации.

а) Химические утилизаторы

В химических утилизаторах отходы подвергаются воздействию обеззараживающих химических веществ, в результате чего утрачивают свою эпидемиологическую опасность. Существует несколько таких способов нейтрализации отходов. Однако, поскольку получаемый в результате обработки продукт нуждался в нейтрализации, эти способы не нашли практического применения. Одной из наиболее удачных разработок можно считать химический утилизатор "Стеримед-1". В этих аппаратах происходит механическое измельчение загружаемых отходов (что делает их непригодными для повторного использования) с одновременной обработкой дезинфицирующей жидкостью "Стерицид", состоящей из глютарового альдегида, составов четвертичного аммония и алкоголя. За один цикл продолжительностью 15-20 мин. установка "Стеримед-1" способна переработать около 70л загружаемых отходов. Выгрузка отработанного дезинфектанта в подставленную предварительно емкость происходит автоматически, он сепарируется и сливается в канализацию. Установки перерабатывают практически любые медицинские отходы, кроме биологических. Следует избегать больших количеств стеклянных и пластиковых отходов, которые выводят из строя измельчитель.

Главный недостаток химических утилизаторов - необходимость постоянного использования дорогого запатентованного дезинфектанта. Кроме того, отмечаются повышенная шумность при работе аппарата и чересчур высокая влажность отходов на выходе. Дороговизна технического обслуживания и запасных частей (например, измельчителя) также заставляет некоторых потенциальных покупателей отказаться от приобретения таких установок.

б) Термохимические утилизаторы

Термохимические установки сочетают в себе нагревание отходов с их обработкой дезинфицирующими составами. На российском рынке представлена установка "Ньюстер" (Италия), в которой загруженные в реакционную камеру отходы измельчаются быстровращающимися массивными острыми ножами. Одновременно за счет трения измельчаемых отходов о стенки камеры происходит их нагревание до 150-160 °С. При этом в камеру впрыскивается раствор гипохлорита натрия (NaClO). Обеззараживание отходов происходит вследствие их нагрева и контакта с продуктами распада гипохлорита (газообразным хлором и окисью хлора). Токсичность и взрывоопасность выделяющихся газов обусловливают необходимость оснащения установки мощными фильтровентиляционными устройствами, что является ограничением в ее применении. Некоторые пользователи отмечают дороговизну сменяемых ножей, которые быстро выходят из строя, раздражение слизистых оболочек у обслуживающего персонала, а также повышенную шумность работы установки. К достоинствам аппарата стоит отнести хорошую производительность (100-130 л исходных отходов в час) и высокую степень измельчения, а следовательно, уменьшение объема отходов.

3) Механический способ переработки

Переработка медицинских отходов должна начинаться с определения степени изменения их свойств и выбора наиболее эффективной технологии их использования.

Высокое качество готовых изделий и стабильность технологического процесса могут быть обеспечены лишь при равномерном дозировании измельченных или гранулированных отходов и хорошем смешении их с исходным сырьем.

В процессе вторичного использования пластмасс необходимо предотвратить или уменьшить ухудшение их физико-механических и реологических свойств вследствие старения, вызываемого напряжением сдвига и нагреванием - термомеханическим воздействием, которому подвергаются полимеры при размоле, расплавлении и формовании. С этой целью в композиции на основе вторичных полимерных материалов вводят дополнительные стабилизаторы, которые позволяют без изменения технологических свойств полимеров сохранить их эксплуатационные характеристики [10].

Сбор и сортировка медицинских отходов являются наиболее слабым звеном в процессе организации переработки. Идеальная сортировка отходов должна обеспечить разделение их по видам, маркам, цвету, степени загрязненности, содержанию инородных материалов, физико-механическим свойствам, что требует больших затрат и делает утилизацию отходов неэффективной.

Наиболее простой и в то же время удовлетворяющей основным требованиям является сортировка, осуществляемая в процессе сбора медицинских отходов непосредственно на рабочем месте, то есть на стадии их образования.

Технологический процесс переработки вторичного полимерного сырья проходил по стандартной схеме:

измельчение;

отмывка;

сушка;

грануляция.

Отобранные медицинские отходы поступают на предварительную очистку. Вторичное сырье подается на загрузочный транспортер установки для предварительного измельчения.

Измельчение сырья происходит в результате взаимодействия зубчатого ротора, имеющего пластинчатые ножи, со стационарно закрепленной гребенкой [2].

Механизм разрушения полимерных материалов принципиально отличается от процессов, протекающих при измельчении низкомолекулярных соединений, так как энергия разрушения полимеров расходуется главным образом на механические потери. Поэтому оптимальные условия для измельчения отходов полимерных материалов возникают при высоких скоростях деформирования. Разрушению способствуют также снижение температуры, при которой материал становится стеклообразным, хрупким [5,11,12].

Далее материал поступает в моечную ванну, обеспечивающую промывку измельченного материала.

Мойка осуществляется в две стадии. Сначала промывается измельченный материал в системе с ПАВ, а затем просто водой. Материал далее подается в вибросито. Здесь происходит отделение загрязненной промывной воды, которая затем сливается в отстойник.

После вибросита материал поступает в центрифугу для просушки. Влажность вторичного сырья на выходе из центрифуги составляет 10%. Далее материал шнеком подается в сушильную камеру барабанного типа.

Сушка осуществляется путем обдува материала потоком горячего воздуха, поступающего от электробатареи.

На режим сушки оказывают влияние следующие показатели:

начальная влажность продукта, вес;

расход воздуха;

время прохождения продукта внутри установки;

Влажность вторичного сырья на выходе из сушильной камеры составляет 10%.

Конечная влажность просушенного материала должна быть не выше 1%.

После просушки материал поступает в бункер-накопитель, а затем с помощью питателей принудительно загружается в бункер экструдера для грануляции. Материал, проходя по цилиндру, уплотняется, расплавляется и гомогенизируется. Корректировку температурных режимов проводят в процессе работы в зависимости от свойств сырья.

Для устранения воздуха, газа и летучих веществ материальный цилиндр оснащен прорезями. Выйдя из цилиндра, расплав поступает в зону грануляции. Здесь материал продавливается через фильеру со многими отверстиями, а затем срезается вращающимися ножами. Гранулы под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам, где охлаждаются потоком воздуха [4].

Самым оптимальным методов из всех выше изложенных является механический способ переработки, к как при этом методе практически не выделяется вредных веществ, и к тому же готовый продукт может использоваться повторно, поэтому в настоящее время способ механической переработки усовершенствуется, и начинает иметь массовых характер.