[发明专利]一种过滤PM2.5颗粒的鼻腔滤膜

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种运用纳米微米纤维以及相关生物材料制作而成的鼻腔防尘滤膜，可有效减少PM2.5微粒对人体呼吸道系统健康的危害，属于生物材料与卫生保健的结合领域。

背景技术

PM2.5是一种可入肺颗粒物，又称细颗粒物，它的直径小于2.5微米，它是可吸入颗粒物(PM10)里的“大户”，约占比例80％。当空气中含有大量PM2.5时，会造成能见度变低，天空出现灰霾的现象。有资料称，中国已经成为世界上大气污染最严重的国家之一。在中国环境科学院的研究报告中也指出，京津冀、长三江、珠三角等地的城市，可入肺颗粒物污染日益严重。研究表明，如果出现灰霾严重的1年，那么7-8年后就会成为肺癌的高发期。

PM2.5有体积小、重量轻、在空气中不易沉淀、存留时间长、飘浮距离远的特点，更糟糕的是，PM2.5会吸附各种各样的毒性化学物质，它是各种有毒物质极好的载体，如硫酸盐、重金属以及各种细菌病毒，这些有害物质进入人体呼吸道后，使人体呼吸系统的防御功能降低，造成呼吸不畅、胸闷、干咳、咽干、咽痒等不适，长期吸入易致鼻炎、咽喉炎、支气管炎等症，也容易使哮喘、慢性支气管炎、慢阻肺等慢性病发作。从这个角度讲，肺是人类器官中最容易脏的一个器官。PM2.5比PM10含有更多的重金属和多环芳烃——一种致癌物。如果有致癌物质附着其中，进入人体会增加致癌风险。75％的PM2.5会随呼吸直接进入支气管，然后沉积在肺泡上，甚至会通过气血交换，进入人体血液。细颗粒物吸附在肺泡上很难脱落，携带空气中的病毒、细菌、放射性尘埃和重金属等物质，影响呼吸系统、肺部疾病、心血管、免疫系统、生育能力、神经系统和遗传等。随着市民吸烟率的下降，肺癌的发病率却在上升。这说明灰霾将取代吸烟，成为导致肺癌的“元凶”

根据德国癌症协会提供的数据，全球每年死于癌症的600万人中就有100万是死于肺癌，肺癌已成为癌症里的“第一杀手”，这在我国也得到了验证。目前我国每年死于肺癌的患者高达60万，到2025年，这个数字将达到100万。PM2.5对老人和儿童影响最大。美国历时8年完成的一项研究发现，交通污染产生的细颗粒物会阻碍儿童肺功能的发育。灰霾，对于体质较弱的老人来说，则意味着死亡。另外，我国在出现重度污染出现后的第6天呼吸系统疾病死亡率达到最高，而心血管系统疾病死亡则是滞后2天。加拿大和美国科学家在对50万人，追踪了长达16年后发现，长期暴露于PM2.5之下，会增加肺癌的发病率，PM2.5的浓度每增加10微克/立方米，肺癌死亡率增加8％。研究人员猜测，一方面PM2.5作为载体将有毒物带入下呼吸道，直接或间接地引起支气管黏膜及肺上皮细胞突变，另一方面是其颗粒性引起的免疫反应，增加人群对肺癌的易感性。

正常人的呼吸道，都有自我屏障和保护功能，就拿鼻腔来说，其中的鼻毛摆动，就能减少一些有害物质进入呼吸道深处，而尽早将其排出。在正常情况下，一些有害颗粒可以通过呼吸道纤毛+黏液运动排送至咽喉部，以痰液的形式排出体外或进入消化系统。然而，这些屏障在PM2.5面前却显得有些无力。因为它的颗粒实在太过细小了。一般来说，直径5微米的颗粒就可以在呼吸道里畅通无阻，一直进入下呼吸道深处，而PM2.5的直径却在2.5微米以下。这使得呼吸道在PM2.5面前几乎不设防，让它能够轻而易举侵入到呼吸道下端。当PM2.5深入呼吸道下端，就要进入肺部组织了。在正常情况下，呼吸道黏膜本身也有屏障作用，可这些在PM2.5的细小身材面前也显得有些无力，PM2.5就可以直接抵达肺泡了。当然，在肺泡里还是有一些防御措施的，比如巨噬细胞。这种细胞可以吞噬入侵人体的异物，将其清除，从而起到保护作用。可是，由于PM2.5没有受到什么阻碍就能入侵肺泡，当它们大量出现时，吞噬细胞就有些力不从心了。特别是进入多了以后，在吞噬过程中，吞噬细胞也会发生变化、产生反应，逐渐无法有效起到清除效果。

所以，这些细微颗粒被肺泡巨噬细胞吞噬后穿过肺泡壁，其中一部分进入淋巴系统，然后由淋巴液带到淋巴结，最后被清除掉；而另一部分可能长期储留在肺组织中，在肺间质形成病灶，引起各类肺部疾病。当PM2.5微粒进入肺泡后，引起肺部损害还只是一方面，更令人担忧的是，它们可能借此影响全身。这是因为入侵肺泡后，它就能以肺泡为平台，进入到血液循环系统之中。而随着前两步防御逐渐无效，这样的入侵也越来越轻松。旦成功入侵循环系统，它们可以以血液循环为平台，畅通无阻去往人体的各个器官，从而影响到多脏器、多系统的健康状况，带来更多的危害。