Способ электродиагностики и электротерапии и электрод для его осуществления

 

Изобретение относится к медицине, а именно к способам электродиагностики и электротерапии и средствам для их осуществления Способ электродиагностики заключается в наложении на биологические ткани не менее чем на 10 с контактной части электрода, полученной путем пропитывания углеродно-волоконного материала с диаметром пор 5-25 А водным раствором, содержащим 5 - 70% этилового спирта и 0,9% NaCI Электрод содержит контактную часть в виде углеродно-спиртовой мембраны, содержащей 2,5 - 60% этилового спирта , 14 - 15% углеродно-волоконного адсорбента, 0,75 - 0,85% NaCI, остальное -НО 2 с п. ф-лы. 1 табл

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5041308/14 (22) 2.03.92 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45-46 (76) Гусаков Иван Владимирович (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИКИ И

ЭЛЕКТРОТЕРАП И И И ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к медицине, а именно к способам электродиагностики и эпектротерапии и средствам для их осуществления. Способ электродиагностики заключается в напожении на биологи(В) RU (11) 2004264 Cl (51) 5 A61N1 04 А б1В 5 04 ческие ткани не менее чем на 10 с контактной части электрода, полученной путем пропитывания углеродно-волоконного материала с диаметром пор

5-25 Л водным раствором, содержащим 5 — 70% этилового спирта и 0,9% NaCI. Электрод содержит контактную часть в виде углеродно-спиртовой мембраны, содержащей 2,5 — 60% этилового спир— та, 14 — 15% углеродно-волоконного адсорбента, 0,75 — 085% NaCl,остальное — Н О. 2 сг ф-лы,1 г табл.

2004264

Изобретение относится к медицине, а именно к способам электродиагностики и электратерапии и приборам для их осуществления.

Электродиагностика и электротерапия находят широкое применение в медицинской практике как в электроакупунктуре, так и для измерения электрической активности органов (кардиограммы, энцефалограммы и т.п.), а также при проведении электрофореэа, СВЧ-терапии, электрореографии.

Процедура включает наложение на нужный участок биологической ткани электродов, подсоединение их к электростимулирующим или регистрирующим приборам, а также подачу через электрод необходимых лекарственныхх препаратов для электрафореза.

Недостатками известных способов является невозможность проведения длительных воздействий из-за появления помех, что 20 особенно затрудняет снятие потенциалов кожи {кожно-гальванических потенциалов) и мозга в течение длительного времени. Кроме того известные способы неудобны в случае необходимости длительного воздействия на 25 раневую поверхность под защитным слоем бинтов или гипса, поскольку через какое-то время электрод нужно вынимать, снимая повязки, для приведения его в рабочее состояние. Применение металлических элект- ЗО родов для наложения на раневые поверхности неприемлемо, во-первых, изза механического травмирования раны металлом, во-вторых, из-за токсического воздействия продуктов электролиза на биа- 5 логические ткани.

Прототипом заявляемого способа является метод электрадиагностики или электротерапии с использованием электродов из хлорированного серебра. Способ закгпача- 40 ется в нанесении на ко>ку или электрод электродной пасты, состоящей из геля, содержащего 0,9 / NaCI или 0,9%-ного водного раствора NaCI. На этот слой накладывают тонкие электроды из серебра, которые 4" подсоединяют к электрастимулирующему или регистрирующему устройству.

Недостатками прототипа являются кратковременность (не более 2-3 ч) получения качественного сигнала, вплоть до пал- 50 ной невозможности получения сигнала или оказания воздействия, Причина этого заключается в том, чта при более длительных воздействиях электрический сигнал искажается за счет выделения продуктов электра- 55 лиза на электродах и подсыхания мостиковых соединений с выделением кристаллов соли, в результате чего резка увеличивается импеданс электрода и возрастают нелинейные искажения, Кроме того для наложения электрода на раневую поверхность прототип неприемлем из-за негативного воздействия материала электрода и солей на процессы заживления, а также из-за токсического действия продуктов электролиза и электролизиса металлов.

Известно применение для изготовления электродов для электрофореэа таких материалов, как свинец, плакированный оловом, и алюминий. Электроды накладываются на матерчатую прокладку, смоченную лечебным препаратом, подвижным в электрическом поле.

Недостатками свинцовых и алюминиевых электродов является то, что в ходе электролизиса при пропускании электрического тока от этих металлов отщепляются ионы, обладающие сильным токсическим действием на биологические ткани. Токсично также воздействие других продуктов электролиза, образующихся при взаимодействии металла с электролитами. В частности, использование таких электродов для электрофореза через роговицу глаза в офтальмологии или их ректальнае введениедля лечения простатита недопустимо, При нарушении целостности тканей при травмах недопустим даже кратковременный электрический контакт таких электродов с поврежденной тканью.

Кроме того., попадание на поверхность электрода жира или иных выделений кожи ведет к искажению параметров воздействия или к его прекращению. Большую роль в увеличении импеданса и роста нелинейных искажений играет засорение поверхности электрода и прокладки продуктами электролиза. В результате этих процессов форма передаваемых в ткань электрических сигналов сидьна искажается вплоть до полного исчезновения сигнала.

Использование большинства угольных электродов также затруднено из-за.их некомпактности, травмирующего воздействия на кожу, а также искажения результатов изза засорения электрода жиром.

Прототипам устройства и способа его получения является электрод, выполненный в виде контактной пластины из текстильных волокон, обладающих электропроводностью в результате науглероживания или графитизации. Пластина помещается на клейкую ленту, которая прикрепляется к каже и соединяется с электрическим устройством проводом из того же материала.

Контактная деталь покрывается электролитным желе для обеспечения рабочего контакта.

Недостатком электрода является ухудшение качества регистрации сигналов и электростимуляции после 2 — 3 ч работы

2004264

20

30

55 вследствие высыхания электропроводной пасты и образования жировой прослойки на поверхности электрода. Другим недостатком прототипа является невозможность его применения в зоне раневых поверхностей, в связи с раздражающим действием материалов электрода, полученных путем науглероживания, затруднение тканевого дыхания и заживления раны в результате отсутствия ее контакта с воздухом, а наличие жира на поверхности кожи ведет к искажению сигнала.

Известно использование мембран для процессов разделения газов, жидкостей и т.п. Мембраны получают, нанося на пористую матрицу вещества, способные придать ей асимметрические свойства. В качестве таких веществ выступают полимеры, соли

Шиффа и т,п. В качестве матрицы используют полимеры, пористый металл, керамику и т.п. Недостатком этих мембран является их неприменимость в качестве электродов.

В качестве прототипа выбраны углеродные мембраны, разработанные для газоразделения. Способ заключается в обработке полимерного материала пиролизом с целью получения углеродных анизотропных мембран.

Недостатком прототипа является его неприменимость для поставленной задачи.

Задачей изобретения являлась разработка способа электродиагностики и электротерапии, позволяющего исключить травмирующее действие на рану и обеспечить длительный контакт с тканью и длительное сохранение электрических характеристик электродов, В результате проведенных работ установлено, что задача решается путем применения электрода, у которого контактная часть выполнена из асимметрической углеродно-спиртовой мембраны (УСМ), содержащей 2,5 — 60 % этилового спирта, 14 — 15%

УВА (углеродно-волоконный адсорбент), 0,75 — 0,85 % NaCI, остальное — вода. Ме»6рану получают путем насыщения углеродноволоконного адсорбента с размером пор о

5 — 30 А водным раствором, содержащим 0,9

% N CI и 5-70% этилового спирта. При этом способ электродиагностики или электротерапии осуществляется после приведения этой углеродной мембраны в контакт с нужным участком тела в течение не менее 10 с.

В качестве углеродно-волоконного материала могут быть использованы любые о материалы с размером пор 5 — 30 А, в том числе технические ткани, выпускаемые

ВНИИ "Химволокно"; актилен, вуален, ликрон (активированный), ранее применявшиеся в электротехнике и медицине (в качестве сорбирующего материала для сорбции крови, пероральной дезинтоксикации, тампонирования ран и т.п,). Решение задачи стало возможно после установления экспериментального факта, что в случае использования углеродно-волоконных мембран после насыщения их водно-спиртовым раствором (как было описано) и приведения их в контакт с поверхностью биологической ткани, начинает работать вследствие анизотропности мембраны электроосмотический "насос", который удаляет с поверхности ткани частицы жира, гноя, токсины, выводя их в виде заряженных микрочастиц эмульсии на внешнюю поверхность мембраны, при этом. происходит встречное обогащение поверхности раны (кожи) кислородом воздуха. Изучение разных пористых материалов показало, что существенным является размер пор (см. данные по сорбционным характеристикам— пример 1) материала, подбираемый таким образом, чтобы, удерживая гидрофильный слой водно-спиртового раствора на поверхности пор, одновременно обеспечить транспорт гидрофобных заряженных микрочастиц(жира и пр.) через мембрану. Для пуска электраосмотического "насоса" достаточно подержать мембрану на необработанной поверхности биологической ткани в течение 10 — 15 с. При этом выяснилось, что "насос", эвакуирующий с поверхности жировые выделения, начинает работать и без воздействия тока за счетсобственнотканевых(органных) биологических электропотенциалов, однако де :ствие его резко усиливается при подаче на электроды напряжения (пример 5).

В результате работы электроосмотического насоса происходит постоянное самоочищение электрода, что позволяет качественно отводить биопотенциалы в течение, по крайней мере, нескольких сутОк, Дополнительным положительным эффектом при использовании заявляемого изобретения является дезинфекция и дезинтоксикация раневои или пораженнои поверхности за счет удаления вредных веществ, а также продуктов электролизиса компонентов тканей, которые сорби руются на поверхности мембраны и проходят дистальнее места контакта электрода с биологической тканью. В этом также заключается существенное преимущество заявляемого изобретения по сравнению с металлическими электродами, которые не удаляют с поверхности ткани продукты электролизиса, Еще одним преимуществом является устранение тра вматичности, допускаемой при наложении металлических электродов, 2004264

Пример 1, Изготовление электрода с углеродно-спиртовой мембраной в качестве контактной части для электродиагностики, электротерапии в области ран и на поверхности здоровой кожи, Для изготовления электрода использовали войлок из нити УВА производства

ВНИИ "Химволокно" толщиной 5 мм, Нить представляет из себя углеродную структуру

10 диаметром 5 мк, диаметром пор 10 — 25 А, произвольной длины. Сорбционная емкость

УВА: по метиленовому голубому 0,30 кг/кг; по нейтральному красному 0,09 кг/кг. Предельное сорбционное пространство по па- ° 15 рам бензола — 0,45 10 м /кг.

Адсорбционная способность (количество сорбированного вещества на единицу массы сорбента), „не менее: по уксусной кис20 лоте 25%; по пропионовой кислоте 38 ; по масляной кислоте 45 %; по валерьяновой кислоте 65 %. Кажущаяся плотность — не менее 0,43 10 кг/м .

Из войлока УВА вырезали участок необходимой площади соразмерно с площадью поверхности раны. Войлок накладывали на рану под бинты, оставляя участок войлока открытым. Через этот открытый участок вводили 5%-ный водный раствор этилового спирта до насыщения. В этом случае раствор спирта не проникает в рану, а сорбируется УВА, В окончательном виде мембрана содержит 4,3+0,3 / этилового спирта, 14,3+0,5 УВА; 0,8 0,05 NaC!, остальное — вода. К свободному от контакта с поверхностью кожи участку электрода подшивался шнур из углеграфитовых волокон УЭ LLI-8, который соединялсл с клеммами приборов.

Для использования электрода в области здоровой кожи применлли для насыщения мембраны 70%-ный раствор этилового спирта. Окончательный состав готовой мембраны: 59,7+0,5 этилового спирта;

14,7+0,5% УВА; 0.8+0,05% NaCI; остальное —. вода.

Пример 2. Изготовление ректального электрода.

При получении ректального электрода мембрану изготовляли из пучка волокон УВА диаметром 10 мм в оплетке из таких >ке волокон. Оплетка представляет из себя ткань из углеволокна, изготовленную в ВНИИ "Химволокно". УВА-войлок насыщали 3%-ным раствором этилового спирта. Такой электрод имеет площадь контакта со слизистой оболочкой по всей поверхности. Окончательный состав мембраны ректального электрода:

2,6 0,3 этилового спирта; 0,8 +0,05 / Na CI, 14,0 -0,5% УВА; остальное — вода, 25

Пример 3. Изготовление планарных электродов.

В качестве планарных электродов, накладываемых на область ран и на здоровую кожу, используется плотно-тканый текстиль из волокон УВА. Они обладают следующими преимуществами при наложении на раны: в том случае, если электрод прилипает к ране при ее подсыхгнии, при удалении электрода кусочки ткани не отрываются и не остаются . в ране в отличие от войлока, С целью получения контактной части — углеродно-спиртовой мембраны — текстиль из УВА так же насыщается 70 % водно-спиртовым раствором, содержащим 0,9 NaCI. Окончательный состав мембраны планарного электрода, 59,7+0,5 % этилового спирта;

14,7+0,5% УВА; 0,84-0,05% NaCI; остальное — вода.

Пример 4. Изготовление электродов типа "ватники".

Для изготовления электродов берутся нити УВА, из них вручную формируется структура ваты, От полученной ваты отрываютсл кусочки — ватники необходимого размера, Они обматываются двойным слоем бинта и накладываются на рану или здоровую кожу, Ватники насыщаются 5%-ным водно-спиртовым раствором, содержащим

0,9 /, NaCI. Окончательный состав готовой мембраны: 4,3+0,5% этилового спирта;

14,3 0 5 УВА, 0,8+0 05 /о NaCI; остальное — вода.

При ране они играют роль ватного тампона, защищающего от механических воздействий и сдавливания поверхность раны, таким образом предохраняя 0Т возникновения пролежней. Другим существенным преимуществом ватника является то, что он за счет большего обьема по сравнению с тканью или войлоком впитывает в себя большее количество крови или гнойных выделений гнойных ран, Таким образом, описанные ватники являются полифункциональными электродами; они служат длл отведения биоэлектрической активности, для электротерапии, электрофореза, а также для сорбции кровяных и гнойных выделений раны. В случае электрофореза можно организовать больший обьем введения лечебного препарата. Данный тип электрода удобно использовать для орального электрофореза, например в стоматологии.

Пример 5, Сорбция жира электродами с углеродно-спиртовой мембраной в качестве контактной части.

Для демонстрации способности электрода сорбировать жир с поверхности кожи

2004264

10 провели следующий модельный эксперимент.

Получали суспензию оливкового масла следующим путем, В электролитическую ячейку, содержащую 967-ный этиловый спирт, добавляли 0,5 мл оливкового масла. После разведения этой суспензии физиологическим раствором (0,9 NaCI) до 5 -ного раствора по зтиловому спирту получалась суспензия оливкового масла в этом растворе, В электролитическую ячейку, содержащую полученную суспензию масла, опускались два электрода на основеуглеродно-спиртовой мембраны, и на них подавалось напряжение 5 В. Проводился электролиз в течение 0,5 ч. Было обнаружено, что масло на 50 элиминируется из раствора в объем электрода. При этом интенсивность электролиза не снижается, т.е. проводимость электрода не снижается, Без приложения напряжения масло из раствора элиминируется на 40 %.

Для окончательного выяснения вопроса об устранении с помощью описанного электрода жировых выделений с кожи проводились эксперименты, в которых десять электродов с углеродно-спиртовой мембраной s качестве контактной части диаметром

5 мм, насыщенных 5-70 -ным раствором этилового спирта (в разных экспериментах бралась разная концентрация спирта). После инкубации электродов в течение некоторого времени на поверхности кожи жидкость из электродов вымывали 96 -ным этиловым спиртом. С помощью методов жидкостной хроматографии в полученных смывах было обнаружено присутствие жира. В смывах с поверхности кожи, на которую накладывались электроды, жир не определялся, В интактных электродах, которые на кожу не накладывались (контроль), присутствие жира также не обнаружено. Таким образом показана сорбция жира с поверхности кожи электродом на основе углеродно-спиртовой мембраны.

В интактных электродах диффузия жидкости не происходит.

Пример 6, Применение электродов с углеродно-спиртовой мембраной в качестве контактной части для отведения БЭА (биоэлектрической активности).

Испытание электродов проводили на здоровых добровольцах (3 человека). Регистрировали ЗЭГ с помощью испытуемого и эталонных электродов. Все электроды устанавливали на коже головы, прикрепляя их к бинтовой повязке. ЗЗГ регистрировали с помощью энцефалографа фирмы Natvrosciens (Англия), Индифферентный электрод располагался на мочках ушей и состоял из хлорсеребряной пластинки и войлока из УВА, Для отведения испольэовали электрод из углеродно-спиртовой мембраны, изготовленный, как описано в примере 1, из войлока

УВА с диапазонами диаметров пор 15-25 А и 1-5 мкм для выявления наилучшего. От войлока отрезали куски с площадью поверхности 1 см . Хлорсеребряные электроды такой же площади накладывались на кожу рядом с углеволоконным, один — на ватную прокладку, смоченную физиологическим раствором, второй смазывался электродной пастой. Отведение осуществляли в течение

2 сут. Первую регистрацию ЗЭГ проводили

15 сразу же после наложения электродов, последующие 4 отведения — через час и далее через каждые сутки. Перед каждой регистрацией измеряли сопротивление с помощью встроенного в энцефалограф омметра.

Участки записей ЭЭГ приведены на фиг.

1-5, На фиг. 1 — ЗЭГ, снятые сразу же после наложения электродов (пример 6), где

1 — хлорсеребряный электрод, смоченный

0,9 -ным NaCI;

25 2 — хлорсеребряный электрод, электродная паста;

3 — электрод с углеродной мембраной в качестве контактной части, размер пор 5-25 А, содержащий 0,8+0,05 NaCI, 91,2 .0,5

30 УВА, остальное — вода;

4 — электрод с углеродно-спиртовой мембраной в качестве контактной части, размер о пор 5-25 А, содержащий 4,3 «+6,37, этилового спирта, 14,3 + 0,5% УВА; 0,8+.0,05

NaCI, остальное — вода.

5 — электрод с углеродно-спиртовой мембраной в качестве контактной части, размер пор 1 — 5, мкм, содержащий 4,3 0,3% этилово0 го спирта; 14,3+0,5% УВА; 0,8+0,05ф, NaCI; остальное — вода; на фиг. 2 — ЭЭГ, снятые через 2 ч после наложения электродов (пример 6); обозначения 1-5-те же, что и на фиг.

1; на фиг. 3 — ЭЭГ, снятые через 3 ч после наложения электродов (пример 6), обозначения 1-5 — те же, что и на фиг. 1; на фиг. 4 — ЗЭГ, снятые через 2 сут после наложения электродов (пример 6), обозначения 1-5- те же, что и на фиг. 1; на фиг, 5 — электрокарди50 ограммы (ЭКГ), электроокулограммы (ЭОГ) и медленноволновая активность (MBA), снятые с помощью электрода на основе УСМ:

1 — ЭКГ сразу же после наложения электродов;

1а — ЭКГ через двое суток работы;

2 — ЭОГ сразу же после наложения электродов;

2а — ЭОГ через двое суток работы;

3 — МВА сразу же после наложения электродов;

2004264

10

20

40

3a — MBA через двое суток работы.

Зависимость сопротивления системы электрод-кожа от срока регистрации для каждого из электродов приведена в таблице, Из табл. 1 видно, что к концу третьего часа регистрация ЭЭГ с помощью хлорсеребряных электродов затруднительна и далее совершенно невозможна. При о

l значениях размеров пор 5 — 25 А качество отведений улучшается и длительность качественного отведения увеличивается. Это обусловлено тем, что сорбент с такими порами дольше удерживает физиологический раствор. Импеданс электродов на основе углеродно-спиртовой мембраны ниже в связи с тем, что благодаря непосредственному контакту электролита с большой поверхностной площадью электропроводного материала импеданс электрода снижается. Кроме того за счет микропористости и сорбции ионов концентрация электролита у поверхности материала электрода выше, а значит, ниже сопротивление системы электрод-электролит, Электро проводн ые материалы, испол ьзуемые в качестве электродов, такой возможностью не обладают, а пористые ткани, используемые для мостикового кон акта с кожей, не обладают злектропроводностью и непосредственного электрического контакта электролитов с электродом не обеспечивают. Качественная регистрация сигналов снижается также за счет жировых выделений кожи, Для устранения этого эффекта кожу перед наложением электродов протирают спиртом, однако при длительности регистрации более 4 ч вновь образующаяся жировая прослойка снова увеличивает сопротивление контакта, Таким образом улучшенные характеристики электрода на основе углеродно-спиртовой мембраны с добавкой 5%-ного спирта объясняются тем, что жировые выделения растворяются и необратимо сорбируются в мембране. После испытания электродов на основе УСМ для регистрации ЭЭГ как наилучший был выбран о электрод с размером пор 5 — 25 А, мембрана которого содержала 4,3 0,3 этилового спирта; 14,3+0,5% УВА; 0,8+0,05% NaCI; остальное — вода.

ЭЭГ является наиболее сло>кно регистрируемым сигналом из всего диапазона биоэлектрической активности, отводимой в настоящее время в клинической практике, в связи с низким вольта>ком (десягки микровольт). Прочие сигналы имеют амплитуды порядка десятков и сотен милливольт и регистрируются проще.

Таким образом качество регистрации сигналов электродами на основе углеродно-— спиртовой мембраны проверено для ЭЭГ.

Для выяснения вопроса о воэможности регистрации других сигналов с помощью электродов с УСМ в качестве контактной части, насыщенных 5%-ным водным раствором этилового спирта с добавлением 0,9 % NaCt, были отведены электрокардиграмма (ЭКГ), электроокулограмма (ЭОГ) и медленноволновая активность (MBA), В готовом виде мембрана электрода содержит 4,3+0,3% этилового спирта; 14,3+0,5% УВА;

0,8ч-0,05% NaC!; остальное — вода.

ЭКГ регистрировали с помощью электрода на основе УСМ, наложенного на левую сторону груди здорового пациента. Электрод накладывался на двое суток. Для регистрации ЭОГ электрод располагался на коже латеральнее глазницы. MBA ðåãèñòðèðîâàëè, накладывая электрод на поверхность головы.

Качество регистрации сигналов электродами на основе УСМ со временем не меняется, тогда как при регистрации этих сигналов электродами из хлорированного серебра через несколько часов работы становится невозможным, Последнее связано с резким увеличением импеданса хлорсеребряных электродов через несколько часов после наложения на кожу, что показано в табл. 1.

Снижение качества регистрации объясняется также с ростом линейных и нелинейных искажений, связанных с дрейфом импеданса и его непредсказуемыми колебаниями за счет загрязнения жировыми выделениями.

Причем наиболее сильное влияние жировых выделений сказывается через несколько часов от момента наложения электродов в связи с увеличением импеданса по мере высыхания мостикового соединения. При использовании же электродов на основе

УСМ слой жира постоянно эвакуируется с кожи в результате работы анизотропной углеродно-спиртовой мембраны в качестве электроосмотического насоса и более длительного высыхания раствора с поверхности УВА. Последнее более длительно как за счет микропористости УВА, так и за счет динамического закрывания пор УСМ микрочастицами змулыированного >кира (так как эмульсионная микрочастица "перескакивает" под воздействием электроосмотического потока с поры на пору). Ва счет перечисленных эффектов электрод на основе УСМ обеспечивает качественную регистрацию ЭКГ, ЭОГ и

МВА в течение по крайней мере двух суток.

Пример 7, Применение электродов на основе УСМ для электрофореза лекарственных препаратов и электрозлиминации веществ из биологических тканей.

2004264

5

40

55

С целью выяснения возможности использования электродов на основе УСМ, для электрофореза лекарственных препаратов проводили исследования на 3 пациентах с ожогами 2-й степени. Для обезболивания проводили электрофорез новокаина. Из войлочного УВА толщиной 5 мм вырезали участок по форме и размеру ожога, стерилизовали термически и накладывали на область ожога, Рану перебинтовывали так, что участок войлочной прокладки выходил на поверхность бинтовой повязки. При этом для пропитывания войлочного УВА достаточно смачивать этот поверхностный участок раствором препарата. Новокаин из раствора не уходит в бинт, а смачиваеттолько весь обьем войлочной прокладки вплоть до непосредственного контакта с раной, При этом, если насыщение не доводить до предельного, то УСМ не отдает препарат в рану за счет высокой сорбционной способности. Для достижения этого эффекта производили подбор материала с наилучшей сорбционной способностью к новокаину. Из трех материалов с размерами пор порядка единиц, десятков ангстрем и порядка единиц микрометров был выбран материал с порами порядка десятков ангстрем. Этот выбор обусловлен тем, что УВА с порами порядка микрометров теряет препарат из сорбента при помещении его в физиологический раствор. Материал с порами порядка единиц ангстрем плохо сорбирует препарат и при подсыхании заметно выпадение его на поверхности снаружи материала, Этого не происходит, если использовать материал с порами порядка десятков ангстрем. Однако, если приложить к такому электроду на основе УСМ напряжение в один вольт, то этого оказывается достаточно для выхода препарата а раствор s полном количестве, о чем судили, выпаривая физиологический раствор иэ кюветы, Таким образом за счет того, что препарат спонтанно не переходит в биологическую ткань, а только под аоздействием электрического тока, возникает возможность контролируемого введения необходимого количества веществ. За счет этого увеличивается точность введения.

Обезболивающий электрофорез проводили в течение 2 дн, не снимая повязки, При этом мягкие войлочные прокладки из УВА не вызывали неприятных ощущений у пациентов, судя по их собственным сообщениям, Для достижения обезболивающего эффекта достаточно приложить к электродам напряжение в 1,5 В от элемента "Сатурн". Таким образом устройство для электрофореза становится носимым и обеспечивает непрерывное обезболивание B те

Электрофорез препаратов используется в методиках, при которых металлические электроды вводятся орально, перорально, ректально для лечения простатитов путем электрофореза с ректального электрода через серозную оболочку прямой кишки, Для этого используются электроды из свинца и во всех случаях это недопустимо. В частности, для ректального электрофореэа описан электрод, состоящий из фторопластоаой трубки, в дистальный конец которой встроен свинцовый электрод, защищенный тканевой прокладкой. Прокладка смачивается растворами гормонов и антибиотиков и вводится а прямую кишку на 15 см, Использование электродов на основе УСМ в данном случае дает ряд принципиальных преимуществ. Мы использовали для ректального электрофореза шнур диаметром 10 мм из волокон УВА в оплетке из таких же волокон (см. пример 2), Такой шнур обладает достаточной жесткостью для введения в прямую кишку и в то же время он гибкий и эластичный. Различные препараты можно сорбировать а таком шнуре на разных по высоте уровнях так, что они не смешиваются между собой, Препараты можно сорбироаать в шнуре как до, так и после его введения в прямую кишку с помощью шприца, игла которого вводится по оси шнура на необходимое расстояние. С помощью такого шнура производили электрофоретическое введение новокаина 2 здоровым добровольцам. В шнур иньецироаали 1 мл 10 -ного раствора новокаина. Второй электрод располагался в нижней части живота, Электрофорез производили в течение, -мин. К электродам прикладывади напряжение 0,5 В. Этого оказалось достаточно для ощущения анестезии ануса. По достижении такового эффекта электрофорез прекращали, Описанчый шнуровой электрод можно фор15

2004264

10 при проведении электролиза анальгина в электролитической ячейке. В ячейку залива-, ли 1 мл 50$-ного раствора анальгина. В 15

25

55 мировать из УВА с двумя калибрами пор, а именно, часть волокон с размером пор порядка десятков ангстрем для сорбции новокаина, а часть с размером пор не более 10 ангстрем, Такой электрод при проведении электрофореза позволяет одновременно с введением препарата необратимо сорбировать продукты электролиза, то есть проводить процедуру электроэлиминации токсических веществ, выделяемых в приэлектродном пространстве, в ходе сопутствующего электрофорезу электролиза. Этот эффект проверяли качестве электродов использовали шнуры из УВА с размерами пор менее 10 Я и более о

30 А. На электроды подавали постоянное напряжение 1,5 B. Электролиз проводили в течение 12 ч, Порошок анальгина выделялся на катоде. В аноде при этом сорбируется продукт электролиза хорошо различимого зеленого цвета. Поэеленения раствора при этом не обнаруживается. В то же время электрол из с использованием сплошных графитовых стержней выявил накопление большого количества продукта электролиза зеленого цвета в растворе. Необходимо отметить, что за время этого эксперимента проводимость электродов упала незначительно, Это подтверждается тем фактом, что замена раствора анальгина на свежий после 12 ч работы электродов, без их промывки, и десорбции продуктов электролиза, восстанавливает ток в цепи при той же разности потенциалов. Таким образом применение УСМ-мембраны из УВА комбинированной микропористости позволяет использовать его для электроэлиминации токсичных продуктов электролиза и одновременно электрофореза нескольких препаратов, Этот эффект очевидно достигается также за счет того, что сорбирующее и электропроводное тела объединяются в одно целое — электропроводный сорбент или в данном случае просто электрод.

Пример 8. Применение электродов на основе УСМ в диадинамической электротерапии.

Терапия диадианными токами представляет из себя довольно распространенную методику электротерапии. Диадианные токи — это волнообразные двуфазные токи от 20 до 200 периодов в секунду. Поскольку у каждого вида электродов существует амплитудно-частотная характеристика, зависящая от импеданса электродов, то к электродам, применяемым в диадинамофорезв, для передачи формы раздражающего сигнала также предъявляется такое требо40

50 вание. В частности, для этого их делают довольно большого размера (около 10 см и более), Однако при необходимости раздражения малых рефлексогенных зон, точек акупунктуры такие электроды мало применимы и в этом случае используют игольчатые электроды. Такие электроды не дают равномерного распределения токов на коже, Для устранения этого недостатка, а также не менее существенного — попадания на кожу продуктов электролиза на такие электроды накладывают губчатую ткань, которая засоряется через 10-15 мин работы и требует отмывки и очистки электрода, Этих недостатков можно избежать, применяя электрод на основе УСМ. К электродам также предъявляется требование минимизации импеданса. Во-первых, как было показано, такие электроды сорбируют продукты электролиза (втягивая их в свой объем). Во-вторых, при малом объеме электроды на основе

УСМ обладают большой площадью, а значит при собственной электропроводности YBA и меньшим импедансом, чем прочие материалы, при одинаковой площади соприкосновения непосредственно с биологической тканью..Для выяснения способности к передаче формы импульса при малой площади соприкосновения с электропроводной средой, измеряли АЧХ (амплитудно-частотную характеристику) электродов на основе УСМ, диаметром 100 мкм покрытых фторопластом для изоляции. Рабочий кончик электрода представлял собой кисточку, состоящую из волокон диаметром несколько микрон.

АЧХ измеряли согласно известной методике с тем изменением, что тестирующее напряжение составляло 300 мкВ. АЧХ микроэлектрода оказалась линейной, начиная с частоты 0,01 Гц и выше (измерения проводили до верхней частоты 10 кГц). Таким образом электрод на основе УСМ способен передавать при электростимуляциях любую форму импульса линейно даже через малую площадь контакта с тканью. При таких площадях контакта представляется возможность стимулировать точки акупунтуры даже малыми токами заданной конфигурацией токов. Кроме того такой электрод сорбирует продукты электролиза и таким образом снимается проблема, описанная в конструкции электродов для стимуляции диадианными токами, состоящая во влиянии продуктов электролиза на электропроводность мостикового соединения и токсического влияния их на кожу. Увеличение объема электрода на основе УСМ и, соответственно, увеличение площади соприкосновения с тканью может, очевидно, только улучшить электрические характеристики электрода и увеличить его

2004264

17 но-спиртовой мембраны обладают лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с используемыми в настоящее время типами металлических и графитовых электродов, (56) Голубева С.К. Электрофизиологическая оценка функционального состояния головного мозга при хирургическом лечении церебральных аневризм. 1986.

Патент Великобритании

М 1328111, кл. А 61 N 1/04, 1973.

Обозначения "-" — регистрация невозможна.

Формула изобретения

1, Способ электродиагностики и электротерапии, заключающийся в наложении на биологические ткани контактной части электрода, отличающийся тем, что контактную часть выдерживают на теле биообъекта не менее 10 с, а получают ее путем пропитывания углеродно-волоконного материала с диаметром пор 5 — 25 А водным раствором, содержащим 5 - 70% этилового спирта и 0,9 NaCt.

2. Электрод для электродиагностики и электротерапии, содержащий контактную углеродно-спиртовую часть и отходящий от нее углеродный шнур, отличающийся тем, что контактная часть выполнена в виде углеродно-спиртовой мембраны, содержащей 2,5 - 60 этилового спирта, 14 - 15 углеродно-волоконного адсорбента, 0,750,85 NaCI, остальное - Н20, сорбционный объем. Последний можно увеличить, не изменяя размеров контактной части электрода, а увеличивая объем УВА неконтактной электропроводящей части. В этом случае, как показывают опыты с элект- 5 ролизом в растворе анальгина, продукты электролиза продвигаются в толще электрода к противоположному от места контактной частй концу, оседая в наибольшей концентрации именно в этом месте. 10

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что электроды на основе углерод2004264

2004264

2004264

Составитель И. Гусаков

Техред М,Моргентал

Редактор Г. Мельникова

КоРРектоР М. Демчик

Заказ 3363

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101