द्रवरुप वैद्यकीय ऑक्सिजन

मानवी शरीरात 65% ऑक्सिजन असतो, याची आपल्याला कल्पना आहे. श्वसनक्रियेत ग्लुकोजमधून पेशींकडे उर्जा पाठवण्याचे कार्य होत असते आणि या प्रक्रियेसाठी ऑक्सिजन अतिशय महत्त्वाचा असतो. प्रत्यक्षात शरीरातील प्रत्येक पेशीला ऑक्सिजनची गरज असते. ज्यावेळी आपण श्वास घेताना नाकावाटे हवा आत ओढतो, त्यावेळी ऑक्सिजनचे रेणू फुफ्फुसांमध्ये प्रवेश करतात आणि फुफ्फुसाच्या भित्तीकांमधून प्रवास करत आपल्या रक्तामध्ये मिसळतात.

कोविड-19 चा परिणाम फुफ्फुसांच्या कार्यावर होत असल्याने गंभीर लक्षणे असलेल्या रुग्णांच्या उपचारांसाठी ऑक्सिजन अतिशय महत्त्वाचा असतो. धाप लागणे किंवा श्वास घ्यायला त्रास होणे ही गंभीर कोविड-19 रुग्णांमधील नेहमी दिसणारी सर्वसामान्य लक्षणे आहेत. यामुळे शरीरातील विविध भागांना होणाऱ्या ऑक्सिजनच्या पुरवठ्यावर देखील विपरित परिणाम होतो. म्हणूनच या रुग्णांना वैद्यकीय ऑक्सिजनच्या माध्यमातून केल्या जाणाऱ्या ऑक्सिजन उपचारांची गरज लागते.

ऑक्सिजन पुरवण्याच्या विविध प्रकारांपैकी एक म्हणजे द्रवरुप वैद्यकीय ऑक्सिजनचा( एलएमओ) वापर. एलएमओ म्हणजे दुसरे तिसरे काही नसून वैद्यकीय उपचारांसाठी लागणारा अति जास्त शुद्धतेचा ऑक्सिजन असतो आणि मानवी शरीरामध्ये वापर करण्यासाठी त्याची निर्मिती करण्यात येते.

द्रवरुपात का असतो?

अतिशय अल्प वितळण आणि उत्कलन बिंदू( उकळण्याचे तापमान) असल्याने सामान्य तापमानाला ऑक्सिजन वायूरुपात असतो. द्रवीभवनामुळे त्याची जास्त प्रमाणात साठवणूक करणे आणि वाहतूक करणे सोपे होते.

द्रवरुप वैद्यकीय ऑक्सिजनचे उत्पादन कसे होते?

या वायूच्या निर्मितीचे अनेक प्रकार आहेत. मात्र, सर्वसामान्यपणे वापरली जाणारी पद्धत म्हणजे वायूंच्या मिश्रणातून ऑक्सिजन वेगळा करणे आणि त्यासाठी एयर सेपरेशन युनिट्स किंवा एएसयू वापरले जातात. एएसयू म्हणजे मोठ्या प्रमाणात वायूंना परस्परांपासून वेगळे करणारी संयंत्रे असतात. या संयत्रांमध्ये वातावरणात असलेल्या हवेमधून ऑक्सिजन वेगळा करण्यासाठी फ्रॅक्शनल डिस्टिलेशन मेथड म्हणजेच अंशतः उर्ध्वपतन पद्धतीचा वापर केला जातो. वातावरणातील हवेमध्ये प्रामुख्याने नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन वायू असतात आणि त्यामध्ये नायट्रोजनचे प्रमाण 78 टक्के तर ऑक्सिजनचे प्रमाण 21 टक्के असतात उर्वरित 1 टक्के भागात अरगॉन, कार्बन डायऑक्साईड, निऑन, हेलिअम आणि हायड्रोजन वायू असतात.

या पद्धतीमध्ये हवेतील विविध वायूंना अतिशय जास्त थंड करून त्यांचे द्रवरुपात रुपांतर करून विविध घटकांमध्ये वेगळे केले जाते आणि त्यातून द्रवरुप ऑक्सिजन वेगळा केला जातो.

सर्वप्रथम वातावरणातील हवा -181°C अंश सेल्सियस तापमानापर्यंत थंड केली जाते. या तापमानाला ऑक्सिजनचे द्रवात रुपांतर होते. नायट्रोजनचा उत्कलन बिंदू -196°C अंश सेल्सियस असल्याने तो वायूरुपातच राहातो. मात्र, अरगॉनचा उत्कलन बिंदू ऑक्सिजन प्रमाणेच (–186°C) आहे आणि त्यामुळे अरगॉन बऱ्याच जास्त प्रमाणात ऑक्सिजनसोबत द्रवात रुपांतरित होतो.

या प्रक्रियेतून मिळणारे ऑक्सिजन आणि अरगॉनचे मिश्रण बाहेर सोडले जाते, त्यावरील दाब कमी केला जातो आणि दुसऱ्या एका कमी दाब असलेल्या डिस्टिलेशन पात्रामधून त्याला अधिक शुद्ध करण्यासाठी पाठवले जाते. या प्रक्रियेनंतर आपल्याला अतिशय शुद्ध ऑक्सिजन मिळतो आणि हा शुद्ध ऑक्सिजन क्रायोजेनिक कंटेनरमध्ये भरून वाहतुकीसाठी पाठवला जातो.

क्रायोजेनिक कंटेनर म्हणजे काय?

क्रायोजेनिक्स म्हणजे अतिशय कमी तापमानाला वस्तूंचे उत्पादन आणि वर्तन. ज्या द्रवाचा सामान्य उत्कलनांक( उकळण्याचा  तापमान बिंदू ) –90°C च्या खाली आहे त्या द्रवाला क्रायोजेनिक द्रव म्हणतात.

क्रायोजेनिक तापमानाला, –90°C च्या खाली द्रवीभूत वायूंची वाहतूक आणि साठवणूक सुरक्षित आणि व्यवहार्य पद्धतीने करण्याच्या दृष्टीकोनातून विशेष प्रकारे क्रायोजेनिक कंटेनर तयार केले जातात. हे कंटेनर अतिशय उच्च दर्जाच्या तापमानरोधक आवरणाचा वापर करून इन्सुलेट( तापमान कायम राखण्यासाठी) केलेले असतात, ज्यामध्ये द्रवरुपातील वायूंची अतिशय कमी तापमानाला साठवणूक करता येते.

प्रेशर स्विंग ऍडसॉर्प्शन तंत्रज्ञान काय आहे?

ऑक्सिजनची निर्मिती बिगर क्रायोजेनिक तंत्रज्ञानाने सुद्धा वायूरुपात करता येते. त्यासाठी सिलेक्टिव ऍडसॉर्प्शन तंत्रज्ञानाचा वापर करता येतो. उच्च दाबाखाली वायू घन पृष्ठभागांकडे आकर्षित होतात या गुणधर्माचा वापर या तंत्रज्ञानात केलेला असतो. जितका दाब जास्त तितके वायूंचे ऍडसॉर्प्शन जास्त असते.

जर हवेसारखे वायूंचे मिश्रण ‘झिओलाईट’ चा एक ऍडसॉर्प्शन बेड( वायूंना आकर्षित करणारा पृष्ठभाग) असलेल्या पात्रामधून सोडले जाते, हा पृष्ठभाग ऑक्सिजनपेक्षा नायट्रोजनला खूपच जास्त प्रमाणात आकर्षित करतो, त्यामुळे नायट्रोजनचा एक किंवा संपूर्ण नायट्रोजन या पृष्ठभागावर जमा होतो आणि या पात्रामधून जो वायू बाहेर पडतो त्यामध्ये पात्रात सोडण्यापूर्वी असलेल्या वायूच्या मिश्रणाच्या तुलनेत खूपच जास्त ऑक्सिजन असतो.

अशा प्रकारे ऑक्सिजनची निर्मिती जागेवरच करणारे प्रकल्प उभारता येणे रुग्णालयांना सहज शक्य आहे. या प्रकल्पांमध्ये वातावरणातील हवेमधून संहतीकरण करून ऑक्सिजन मिळवला जातो. रुग्णालयांच्या जवळच ऑक्सिजन निर्मिती झाल्यामुळे त्याची वाहतूक करण्याची गरज रहात नाही आणि त्यावरील अवलंबित्व कमी होण्याचा अतिरिक्त फायदा होतो.

वैद्यकीय ऑक्सिजनच्या वरील स्रोतांव्यतिरिक्त ऑक्सिजन कॉन्सन्ट्रेटर म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या कुठेही सहज नेता येणाऱ्या पोर्टेबल ऑक्सिजन निर्मिती यंत्रांचा देखील घरगुती वापर करता येतो.

सुरक्षेची खबरदारी

जर तापमान पुरेसे जास्त असेल तर कोणतीही वस्तू ऑक्सिजनमध्ये जळून जाऊ शकते. म्हणूनच कोविड-19 च्या काळात जास्त प्रमाणात ऑक्सिजनची साठवणूक होत असलेल्या रुग्णालयांमध्ये आग लागण्याचे धोके वाढण्याची शक्यता लक्षात घेऊन योग्य प्रकारच्या अग्निसुरक्षा उपाययोजना करण्याची आणि तिथल्या कर्मचाऱ्यांना ऑक्सिजनची सुरक्षित हाताळणी करण्याचे प्रशिक्षण देण्याची गरज असते.

वैद्यकीय ऑक्सिजनसाठी इतरही काही गरजा आणि नियम आहेत. वैद्यकीय ऑक्सिजनची मागणी करणाऱ्या व्यक्तीकडे प्रिस्क्रिप्शन असणे आवश्यक आहे.

ऑक्सिजनचा वापर विचारपूर्वक आणि नियोजनबद्ध करा

अतिशय महत्त्वाच्या असलेल्या या उत्पादनाचा वापर नागरिकांनी योग्य पद्धतीने विशेषतः सार्वजनिक आरोग्य आणीबाणीच्या काळात, अतिशय विचारपूर्वक करणे गरजेचे आहे. या वायूचा विनाकारण वापर करण्यामुळे किंवा त्याचा प्रमाणाबाहेर साठा केल्यामुळे लोकांमध्ये घबराट निर्माण होऊ शकते आणि काळ्या बाजाराला प्रोत्साहन मिळू शकते.

कोविड-19 संदर्भात आरोग्य आणि कुटुंब कल्याण मंत्रालयाकडून प्रसारमाध्यमांना दिल्या जाणाऱ्या माहिती अंतर्गत एम्सचे संचालक प्रा. रणदीप गुलेरिया यांनी सांगितले, “ ऑक्सिजनचा न्याय्य वापर ही काळाची गरज आहे. सध्याच्या काळात ऑक्सिजनचा गैरवापर ही अतिशय चिंतेची बाब आहे. आपल्याला भविष्यात ऑक्सिजनची गरज लागेल या भीतीने काही लोक आपल्या घरी ऑक्सिजन सिलेंडरची साठवणूक करत आहेत. असे करणे पूर्णपणे चुकीचे आहे. तुमची ऑक्सिजन सॅच्युरेशन पातळी 94 टक्के किंवा त्यापेक्षा जास्त असेल तर याचा अर्थ तुमच्या शरीरात पुरेशा प्रमाणात ऑक्सिजन आहे. त्यामुळे घाबरून जाण्याची गरज नाही. त्यामुळे ऑक्सिजनची पातळी योग्य असूनही एखादी व्यक्ती ऑक्सिजन वायूचा गैरवापर करत असेल तर ती व्यक्ती ऑक्सिजनची पातळी 90 टक्के किंवा 80 टक्क्यांच्या खाली असलेल्या एखाद्या अतिशय गरजू रुग्णाला ऑक्सिजनपासून वंचित ठेवत आहे.”  त्याच प्रकारे ऑक्सिजनची 92 किंवा 93 ही पातळी देखील अतिसंवेदनशील मानता कामा नये, ही पातळी त्या रुग्णाने वेळेवर रुग्णालयात दाखल व्हावे हे सांगणारी निदर्शक पातळी आहे.