Um avental de raios X leve pode substituir o chumbo sem perder protecção

Os técnicos de radiologia colocam um avental de chumbo, fazem o exame e voltam a tirá-lo - centenas de vezes por semana. Um avental de raios X leve pode, finalmente, aliviar-lhes as costas.

Uma equipa no Ontário demonstrou que peso e protecção não têm de andar juntos. O novo material que criaram iguala a blindagem do chumbo com quase um décimo da massa - e não contém qualquer chumbo.

O problema do peso

As peças de protecção servem para resguardar os profissionais dos raios X que se espalham (por dispersão) a partir dos pacientes durante os exames de imagem. Durante décadas, o padrão tem sido o chumbo, o que torna estes aventais pesados, muitas vezes perto de 6,8 quilogramas (15 libras).

Uma análise do sector liga essa carga diária a efeitos reais. As queixas de dores nas costas e no pescoço são frequentes entre técnicos de radiologia e radiologistas de intervenção - as pessoas que passam o dia inteiro com este equipamento. E o desconforto vai-se instalando lentamente, ano após ano.

O trabalho vem do laboratório do Dr. Tizazu Mekonnen, professor de engenharia química na Universidade de Waterloo. A sua equipa desenvolveu um material macio e flexível que oferece a mesma protecção do chumbo, reduzindo o peso em quase 90%.

“Para doentes que só fazem raios X de vez em quando, aventais de chumbo pesados podem ser aceitáveis, mas os técnicos que os usam todos os dias desenvolvem muitas vezes dores nas costas e no pescoço. Alguns acabam por ter de se reformar mais cedo por causa disso”, afirmou Mekonnen.

O custo oculto do chumbo

O peso é apenas uma parte do problema. Com o uso prolongado, os aventais de chumbo também libertam poeiras finas que os profissionais podem inalar ou engolir sem se aperceberem. Trata-se de uma exposição lenta e fácil de passar despercebida.

Depois de entrar no organismo, o chumbo afecta várias partes do corpo, incluindo os sistemas cardiovascular e nervoso. As autoridades de saúde indicam que não existe um nível de exposição que seja considerado seguro.

Foi precisamente essa toxicidade que Mekonnen quis eliminar do desenho do material. Os resultados sugerem que bloquear radiação nunca exigiu um material tão perigoso como o chumbo - apenas um material suficientemente denso para travar os raios.

À procura de substitutos

Chegar a uma alternativa ao chumbo implicou tentativa e erro. A equipa experimentou vários outros metais pesados e foi eliminando opções até escolher o tungsténio.

O tungsténio justifica-se porque os seus átomos estão tão densamente “arrumados” que os raios X não atravessam sequer uma camada fina. No entanto, transformá-lo em algo realmente utilizável e confortável para vestir foi uma dificuldade maior.

Para contornar isso, a equipa moeu o tungsténio até obter partículas microscópicas e incorporou-as num plástico macio à base de silicone, criando folhas finas e flexíveis. O metal rígido passou a funcionar como um escudo dobrável.

Forma e flexibilidade

Normalmente, encher um plástico com metal torna-o duro - e um avental rígido anula a finalidade. Resolver este ponto é a verdadeira contribuição do estudo.

Em vez de distribuírem as partículas de forma uniforme, os investigadores construíram camadas graduadas, cada uma com uma concentração ligeiramente diferente. Esse gradiente bloqueia a radiação e, ao mesmo tempo, mantém a folha suave e maleável.

A forma de cada partícula também se revelou decisiva. Ao testarem várias hipóteses, concluíram que partículas em forma de varão bloqueavam melhor os raios X do que as alternativas. Ninguém tinha quantificado isso com precisão antes.

No conjunto, as partículas em varão, os gradientes em camadas e a base de silicone permitem que um escudo com desempenho total pese uma fracção do equivalente em chumbo. E continua a assentar e a dobrar-se à volta do corpo.

Avental de raios X leve

Ver números num ecrã é uma coisa; ter um avental funcional é outra. Para aproximar o conceito da prática, a equipa realizou testes e modelação computacional no Grand River Hospital, em Kitchener, Ontário, em colaboração com o físico médico Dr. Ernest Osei.

O resultado mais chamativo é o peso: quase 90% mais leve do que um avental de chumbo padrão, mantendo a protecção completa. Um escudo tão fino e leve, com este nível de desempenho, ainda não tinha sido demonstrado.

Os aventais sem chumbo, por si só, não são uma novidade. Outros grupos já produziram versões mais leves, e um artigo recente comparou uma série de misturas de metais.

Aqui, o diferencial está no quanto o peso desce sem sacrificar a protecção.

Para lá do avental

Os aventais foram o ponto de partida, não o destino final. Aklilu G. Messele, estudante de doutoramento em Waterloo e co-autor do artigo, está agora a testar se a abordagem também consegue travar outros tipos de radiação.

Uma linha de trabalho aponta para os raios gama associados à energia nuclear, onde a blindagem tende a ser pesada e permanente. Outra olha para mais perto, para as ondas emitidas por telemóveis e por redes Wi‑Fi.

“Nós levamos telemóveis connosco todos os dias. O impacto no nosso corpo é desconhecido. E se conseguirmos desenhar uma capa que proteja da radiação emitida pelos nossos telefones?”, disse Mekonnen, que detém uma Canada Research Chair em polímeros sustentáveis.

O que muda agora

O que este trabalho deixa estabelecido é objectivo. Um compósito de silicone com partículas de tungsténio em forma de varão, organizado em camadas com gradientes, consegue igualar a protecção do chumbo contra raios X com quase um décimo do peso.

Para quem passa a carreira sob essa carga, a diferença é concreta. Uma revisão mais ampla relaciona aventais pesados com dor crónica e carreiras encurtadas, e uma blindagem mais leve pode ajudar a manter profissionais experientes no activo durante mais tempo.

Além disso, retira o chumbo tóxico de um equipamento que é usado encostado ao corpo ao longo de todo o dia. E a mesma abordagem de engenharia pode vir a aplicar-se muito para além da sala de raios X.

A equipa já está a explorar blindagem para raios gama e capas para electrónica do quotidiano.