Opatrunki unieruchamiające - opaski gipsowe i polimerowe opaski usztywniające

W leczeniu złamań kości niezbędne jest unieruchomienie miejsca urazu. W starożytności wykorzystywano między innymi różnorodne łupki, bandaże nasączone krochmalem lub woskiem, a także tkaniny moczone w żywicy. W Arabii stosowano również opatrunki pokryte wapnem i białkiem jaj.

Z tamtego rejonu pochodzą także opatrunki gipsowe, które dotarły do Europy w XVII w. Gips zaczęto wcierać w bawełniane opaski dopiero w XIX w. Obecnie do usztywniania zwichnięć, skręceń i złamań stosowane są już nie tylko opatrunki gipsowe, ale również opaski polimerowe.

Opaski gipsowe

Chirurgiczne opaski gipsowe to najczęściej stosowany materiał opatrunkowy. Wykorzystywany jest do wykonywania opatrunków usztywniających we wszystkich sytuacjach, w których konieczne jest czasowe unieruchomienie fragmentu ciała, głównie w przypadku złamań i pęknięć kości. Opaski z gipsu stosowane są również w zwichnięciach i chorobach stawów oraz w rozległych urazach tkanek miękkich, oparzeniach, zapaleniach i porażeniach nerwów.
Opatrunki gipsowe cechuje lekkość, higroskopijność, sztywność i wytrzymałość mechaniczna. Mimo tych właściwości opaski gipsowe dobrze przepuszczają powietrze i parę wodną. Ponadto chłoną krew i inne płyny ustrojowe i co najważniejsze - opatrunek jest nietoksyczny i nie wywołuje podrażnień skóry.

Opaski gipsowe wykonane są z gipsu półwodnego. Surowiec ten uzyskiwany jest w wyniku częściowego odwodnienia dwuwodnego siarczanu wapnia (CaSO4 · 2 H2O). W celu odwodnienia związek ten ogrzewany jest do temperatury powyżej 100?C. W tak wysokiej temperaturze dwuwodny siarczan wapnia traci częściowo wodę krystaliczną, przechodząc w półhydrat - półwodny siarczan wapnia (CaSO4 · 1/2 H2O). Taki półwodny gips może ponownie związać cząsteczki wody i utworzyć gipsowe spoiwo. Związek ten zmieszany z wodą zmienia postać na półpłynną, która na powietrzu zastyga, zwiększając objętość i wydzielając nieznaczne ilości ciepła. Tworzy się wówczas twarda, porowata, biała masa, słabo rozpuszczalna w wodzie.

Półwodny siarczan wapnia może występować w dwóch formach krystalograficznych: α i β. W warunkach normalnych gips tworzy głównie formę β, która jest amorficzna (bezpostaciowa), w przeciwieństwie do formy α, która zawiera skupiska podłużnych kryształów. Zawartość półhydratu α w gipsie zależy od warunków sporządzania opatrunku. Otrzymanie gipsu zawierającego dużo formy α wymaga nie tylko odpowiedniej temperatury i ciśnienia, ale także zastosowania katalizatorów. Opaski gipsowe z większą ilości gipsu α można jednak wykonać stosując mniej wody do nasączania. Proces twardnienia trwa wówczas krócej, a wysuszony gips jest bardziej twardy, mniej porowaty i co najważniejsze - bardziej wytrzymały na działanie czynników mechanicznych. Kamień gipsowy, z którego otrzymywany jest gips może zawierać iły i inne zanieczyszczenia, takie jak sól kamienna, dolomity, kalcyt, piryt, anhydrat i in. One również wpływają na właściwości opasek gipsowych. Mogą zmieniać wytrzymałość mechaniczną, czas trwania plastyczności, czas wiązania oraz czas wysychania.

Zobacz również:

Z tego też względu coraz częściej wykorzystuje się syntetyczny siarczan wapnia. Można go uzyskać np. poprzez odsiarczanie spalin. Modyfikacja właściwości opaski gipsowej możliwa jest jednak nie tylko przez stosowanie czystego surowca i ustalanie odpowiedniego stosunku ilościowego form α i β. Czas trwania plastyczności i czas wiązania można bowiem modyfikować także przez temperaturę używanej wody oraz dodatek substancji modyfikujących, które mogą skracać (np. chlorek amonu, siarczan potasu lub wyższa temperatura wody) lub wydłużać (np. cytrynian trisodu, boraks lub niższa temperatura wody) czas wiązania. Czas wiązania jest bardzo istotną cechą charakteryzującą gips - zbyt krótki może uniemożliwić prawidłowe założenie opatrunku, natomiast zbyt długi może być niewystarczająco odporny na obciążenia. Czas trwania plastyczności powinien wynosić minimum 1 minutę, natomiast czas wiązania – maksymalnie 8 minut, dla wody o temp. 30?C.

Opaski gipsowe tworzy się przez naniesienie na gazę bawełnianą o odpowiednim splocie gęstej, alkoholowej zawiesiny. Zawiesina ta zawiera nie tylko sproszkowany gips półwodny, ale także substancje pełniące funkcje lepiszcza (np. kopolimer octanu winylu, poliwinylopirolidon, metyloceluloza) oraz wspomniane wyżej substancje modyfikujące. Gaza jest następnie suszona, cięta, zwijana i pakowana w foliowe torebki. Tak przygotowany produkt, odpowiednio przechowywany, jest trwały przez wiele lat.

Przed nałożeniem opaski gipsowej, opatrywana kończyna owijana jest watą lub bawełnianą opaską. Opatrunek gipsowy zakładany jest najczęściej tzw. układem okrężnych obwojów lub podłużników (łusek).

Polimerowe opaski usztywniające

Usztywniające opaski polimerowe są stosunkowo nowym materiałem opatrunkowym, coraz bardziej wypierającym tradycyjne opaski gipsowe. Tendencja ta nie jest bezzasadna, gdyż opatrunek polimerowy w wielu aspektach przewyższa swojego gipsowego konkurenta. Polimerowe opaski usztywniające są mniej kruche, szybciej osiągają pełną wytrzymałość mechaniczną i są przezroczyste dla promieni rentgenowskich. Ponadto ze względu na większą odporność na działanie wody oraz gładszą powierzchnię łatwiej utrzymać je w czystości. Polimerowe opaski usztywniające łatwiej także założyć, gdyż są bardziej elastyczne i bardziej podatne na rozciąganie. Wartości także innych parametrów materiału polimerowego, takich jak masa właściwa, czy przepuszczalność dla gazów i pary wodnej, są korzystniejsze. Podobnie jak opaski gipsowe, opatrunki polimerowe są nietoksyczne i nie wywołują podrażnień skóry.

Za pierwszą próbę stworzenia materiału opatrunkowego lepszego od tradycyjnej opaski gipsowej można uznać pokrywanie opatrunku gipsowego octanem celulozy, w celu uodpornienia go na działanie wody. Miała ona miejsce w 1937 roku. Opatrunek polimerowy powstał jednak dopiero po 38 latach. Został wynaleziony przez niemiecką firmę Bayer, która wprowadziła na rynek opaskę usztywniającą wykonaną z prepolimeryzowanej żywicy poliuretanowej. Materiał ten pod wpływem wilgoci całkowicie polimeryzował, wydzielając niewielką ilość ciepła. Jest to wynik reakcji grup izocyjanianowych polimeryzowanej żywicy poliuretanowej z cząsteczkami wody, w efekcie której powstają grupy aminowe, reagujące z innymi grupami izocyjanianowymi.

Powstałe wiązania uretanowe tworzą sieć przestrzenną, powodując polimeryzację i zestalenie żywicy. Wadą tego materiału jest zwiększanie lepkości żywicy z czasem, mimo braku obecności wody. Jest to skutek reakcji końcowych grup izocyjanianowych z aktywnymi atomami wodoru głównego łańcucha. Z tego względu polimerowe opaski usztywniające mają mniejszą trwałość od opasek gipsowych. Trwałość opatrunków polimerowych wynosi ok. 2 lat. Ważna jest jednak także ochrona przed wilgocią, która mogłaby znacznie przyspieszyć ten proces. W tym celu opaski polimerowe są pakowane w zgrzewane saszetki wykonane z folii aluminiowej laminowanej tworzywem.

Opaski tworzy się poprzez pokrywanie prepolimeryzowaną żywicą odpowiednich dzianin, z włókien naturalnych lub syntetycznych. Przy produkcji stosowane są także takie dodatki, jak lateks, przędza poliuretanowa czy elastomery silikonowe, które zapewniają większą elastyczność i podatność na rozciąganie. Cechy te są bardzo przydatne w czasie zakładania opatrunku. Właściwości opasek w bardzo dużym stopniu zależą od zastosowanych dzianin. Opaski wykonane z dzianin poliestrowych i bawełnianych charakteryzują się na przykład większą elastycznością i podatnością na rozciąganie oraz jednocześnie mniejszą sztywnością i wytrzymałością na działanie czynników mechanicznych w porównaniu do opasek z włókien szklanych.

Polimerowe opaski usztywniające przed założeniem moczy się krótko w wodzie. Ciało pacjenta pokrywa się natomiast specjalnym podkładem (tkaniną poliestrową), która chroni przed przyklejeniem się żywicy do skóry. Opaska musi być zakładana sprawnie (przez ok. 2-3 min), gdyż czas wiązania wynosi zaledwie 3-7 min. W czasie 20-30 min osiągana jest już ostateczna wytrzymałość opatrunku. Ważne jest również, by przy ich zakładaniu korzystać z rękawiczek ochronnych pokrytych alkoholem poliwinylowym.

Opaski te nie są jednak bez wad. Ich założenie wymaga bowiem znacznie wyższych nakładów finansowych w porównaniu do opatrunku gipsowego oraz specjalnego sprzętu do ich zdejmowania (szczególnie w przypadku opasek z włókien szklanych).

Autor: Marta Grochowska

Źródła:

Janiski S., Fiebig A., Sznitowska M. (red): Farmacja stosowana. Podręcznik dla studentów farmacji. PZWL, Warszawa 2006;
Walasek P.: Czy gips przejdzie do historii? [dostępne: http://www.resmedica.pl/pl/archiwum/zdart7005.html]