Пленочное магнитодоменное терапевтическое устройство

Изобретение относится к области лечения, направленного на активацию метаболических и репаративных процессов в органах, тканях и клетках путем усиления влияния на синглетно-триплетные переходы в биологических молекулах посредством воздействия магнитными полями на пациента. Устройство содержит эпитаксиальную феррит-гранатовую пленку толщиной 0,5-50 мкм и намагниченностью насыщения 10-1000 Гс, нанесенную на одну из сторон монокристаллической подложки немагнитного граната толщиной 0,5-25,0 мм, при этом, по меньшей мере, с одной стороны подложки приклеен слой прозрачного пластика толщиной не более 2 мм. Изобретение позволяет повысить эффективность воздействия магнитодоменной структуры на человека. 10 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области лечения, направленного на активацию метаболических и репаративных процессов в органах, тканях и клетках путем усиления влияния на синглетно-триплетные переходы в биологических молекулах посредством воздействия магнитными полями на пациента.

Известен способ использования источников пульсирующих магнитных полей (US, патент 3876373, 1975) для обработки макро- и микрообъектов. Используемые источники пульсирующих магнитных полей представляют собой либо кольцевые магниты, либо преобразователи переменного электрического тока в пульсирующий электрический ток. При реализации способа объект воздействия помещают между полюсами магнита или внутри катушки индуктивности.

Недостатком известного способа следует признать невозможность задания количественного влияния генерированного магнитного поля на объект воздействия.

Известно использование (WO 94/10299, 1994) монокристаллической магнитодоменной пленки, представляющей собой феррит-гранатовую структуру, полученную методом жидкофазной эпитаксии на подложке. Указанная пленка предназначена для использования в качестве средства диагностики инфекционных заболеваний, острых кишечных заболеваний, тестирования клеток крови, а также культивирования микроорганизмов.

Недостатком известной пленки следует признать слабую воспроизводимость получаемых результатов.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения можно признать биотропную магнитную структуру (RU, патент 2123527, 1998). Известная биотропная магнитная структура представляет собой подложку, на одну поверхность которой методом жидкофазной эпитаксии нанесена феррит-гранатовая пленка, причем феррит-гранатовая пленка имеет магнитную индукцию 0,0015-0,0350 Тл. В предпочтительном варианте реализации толщина эпитаксиальной пленки составляет 0,5-400 мкм, а в качестве подложки использован галийгадолиниевый гранат.

Недостатком известной магнитной структуры следует признать недостаточную активацию макро- и микрообъектов.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого изобретения, состоит в увеличении активности биотропной магнитной структуры.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного пленочного магнитодоменного терапевтического устройства, состоит в повышении эффективности воздействия магнитодоменной структуры на человека при одновременном повышении удобства ее использования.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное пленочное магнитодоменное терапевтическое устройство. Разработанное пленочное магнитодоменное терапевтическое устройство в базовом варианте реализации содержит эпитаксиальную феррит-гранатовую пленку толщиной 0,5-50 мкм и намагниченностью насыщения 10-1000 Гс, нанесенную на одну из сторон монокристаллической подложки немагнитного граната толщиной 0,5-25,0 мм, при этом, по меньшей мере, с одной стороны подложки приклеен слой прозрачного пластика толщиной не более 2 мм.

Как указано выше, в базовом варианте разработанное устройство содержит, по меньшей мере, четыре слоя: эпитаксиальную пленку феррит-граната, монокристаллическую подложку из немагнитного граната, слой клея и слой прозрачного пластика (полимерного материала). Действующим началом в указанной структуре является эпитаксиальная пленка феррит-граната. Экспериментально было установлено, что магнитные пленки феррит-граната, нанесенные на любую подложку немагнитного граната (неодим-галлиевый гранат, галлийгадолиниевый гранат, сложнозамещенные гранаты на основе галлийгадолиниевого граната и т.п.), также обладают терапевтическими свойствами при реализации вышеуказанного набора магнитных параметров. Предпочтительно все же использовать галлийгадолиниевый гранат. Магнитные характеристики используемой эпитаксиальной пленки выбраны экспериментально. Минимальная толщина эпитаксиального слоя выбрана экспериментально и определена по появлению воздействия на живой объект. Максимальная толщина определена по прочности пленки. Минимальная толщина монокристаллической подложки немагнитного граната 0,5 мм - 25,0 мм определена по минимально допустимой механической прочности подложки. Максимально допустимая величина определена экспериментально по величине уменьшения воздействия на живой объект. Используемая толщина прозрачного пластика ограничена механической прочностью пластины, что обеспечивается достаточно тонким слоем (1-2 мм), а дальнейшее увеличение толщины связано с увеличением массогабаритных характеристик и "съеданием" полезного расстояния от плоскости устройства до поверхности тела, подвергаемой терапевтическому воздействию. Наиболее оптимальным пластиком (полимерным материалом) является поликарбонат, поскольку обладает высокой механической твердостью по сравнению с акрилатными полимерами (в частности, с полиметилметакрилатом или полиметакрилатом) и лучшей стерилизуемостью. Для склеивания можно использовать практически любые эластичные герметики, пригодные для изготовления композита из немагнитного граната и прозрачного пластика. Однако предпочтительно использовать кремнийорганические полимеры, которые предпочтительны в данном случае исходя из сочетания следующих свойств:

- высокая прозрачность в широком диапазоне спектра (УФ-ИК);

- безопасны в работе, соответствуют нормам экологической и медицинской безопасности;

- не оказывают раздражающего воздействия на кожу рук, легко стерилизуются;

- высокая стабильность указанных характеристик.

В данном случае полимер используется в качестве так называемого "резинового стекла" для создания триплекса - композита из структуры немагнитного граната и прозрачного пластика, который, не ослабляя оптического пропускания и не влияя на электромагнитные свойства структуры, обеспечивает ее механическую прочность в процессе эксплуатации и обеспечивает защиту персонала и пациентов от возможных повреждений осколками структуры. В некоторых вариантах реализации устройства, по меньшей мере, с одной стороны подложки с эпитаксиальной пленкой может быть дополнительно размещена (в частности, приклеена) монокристаллическая пластина. Указанная дополнительно размещенная пластина может быть выполнена из кремния, германия, арсенида галлия, арсенида индия, лейкосапфира. Ее толщина не существенна для достижения указанного технического результата и определена только механической прочностью дополнительной пластины. В предпочтительном варианте реализации указанная дополнительная пластина приклеена с использованием кремнийорганического полимера. Устройство может дополнительно содержать, по меньшей мере, один светодиод с длиной волны излучения от 200 до 930 нм. При этом могут быть использованы как УФ-светодиоды, так и ИК-светодиоды. Кроме того, могут быть использованы светодиоды с переменной длиной волны излучения. В предпочтительном варианте устройство содержит матрицу, содержащую до 50 светодиодов, которые размещены относительно эпитаксиального слоя за монокристаллической подложкой из немагнитного граната. Светодиоды предпочтительно расположены равномерно по периферии подложки и/или по всей ее площади. Для уменьшения потерь излучения подложка может быть выполнена перфорированной и светодиоды расположены в отверстиях перфорации. Кроме того, в отверстиях перфорации могут быть расположены световоды, предпочтительно оптическое волокно. В одном из вариантов реализации подложка может быть выполнена в форме призмы, имеющей трапециевидное сечение, на параллельных сторонах которой размещены монокристаллические полированные пластины, а на одну из параллельных граней под монокристаллическую полированную пластину нанесена эпитаксиальная феррит-гранатовая пленка, причем светодиоды расположены вдоль одной из наклонных поверхностей призмы таким образом, чтобы излучение светодиодов при отражении от одной параллельной грани призмы поступало на вторую параллельную грань. В данном случае подложка представляет собой призму - световод, в которой луч света многократно модулируется осцилляциями доменной структуры и после этого выходит наружу, транслируя терапевтические свойства магнитодоменного слоя.

Изобретение в дальнейшем будет иллюстрировано примерами его реализации.

Пример 1. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 75 Гс и толщиной 20 мкм, нанесенного на подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной = 0,65 мм; в качестве прозрачного пластика использован поликарбонат толщиной 1 мм, приклеенный с двух сторон к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером.

Устройство было использовано для профилактики бронхолегочных осложнений при интенсивной терапии в экстренной токсикологии (острые отравления психотропными препаратами).

Отмечено, что у 12 пациентов для профилактики бронхолегочных осложнений при интенсивной терапии в экстренной токсикологии было использовано разработанное устройство, осложнение было отмечено у 1 пациента. У пациентов контрольной группы в количестве 8 человек осложнение было отмечено у 6 пациентов.

Пример 2. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 80 Гс и толщиной 15 мкм, нанесенного на подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,6 мм, в качестве прозрачного пластика использован поликарбонат толщиной 1 мм, приклеенный с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером; на обратную сторону эпитаксиальной феррит-гранатовой структуры с использованием кремнийорганического полимера наклеена пластина монокристаллического кремния толщиной 0,5 мм.

Устройство было использовано в косметологии для повышения насыщения тканей кислородом и улучшения их регенерации, повышения эластичности кожи.

Отмечено, что из 17 пациентов, для обработки кожи которых было использовано разработанное устройство, положительный эффект отмечен для 15 пациентов.

Пример 3. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 60 Гс и толщиной 12 мкм, нанесенного на перфорированную подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,8 мм, в качестве прозрачного пластика использована полиэтиленовая пленка толщиной 1 мм, приклеенная с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером; на обратную сторону эпитаксиальной феррит-гранатовой структуры с использованием кремнийорганического полимера наклеена пластина монокристаллического кремния толщиной 0,5 мм; в перфорированной подложке размещена матрица из 18 светодиодов с длиной волны излучения 670 нм.

Устройство было использовано для повышения пластичности сосудов, уменьшения сосудистого спазма, ускорения регенерации тканей и уменьшения отеков при травмах.

Из группы пациентов в количестве 19 человек с заболеванием гипертонии различной степени тяжести положительный эффект был отмечен для 17 человек. Для группы пациентов из 11 человек с послеоперационными швами положительный эффект был отмечен для 9 человек. Уменьшение посттрамватического отека было отмечено у 9 человек из 10 пациентов контрольной группы.

Пример 4. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 75 Гс и толщиной 15 мкм, нанесенного на подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,6 мм, в качестве прозрачного пластика использован поликарбонат толщиной 1 мм, приклеенный с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером; на периферии подложки диаметрально размещены 2 светодиода с длиной волны излучения 670 нм и 577 нм.

Устройство было использовано в лечебной зубной щетке для терапии стоматологических заболеваний, в частности при лечении хронического генерализованного гингивита (гипертрофическая форма средней тяжести) с одновременным стандартным медикаментозным лечением, удалением зубных отложений, выскабливанием патологических карманов.

После 7-8 сеансов использования лечебной зубной щетки было отмечено значительное улучшение состояния пациентов. После 12-го сеанса кровоточивость десен полностью прекратилась у 18 пациентов из 21 прошедшего курс лечения. Еще у 2 пациентов кровотечение прекратилось после 14 сеансов.

Пример 5. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 75 Гс и толщиной 15 мкм, нанесенного на подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,6 мм, в качестве прозрачного пластика использован поликарбонат толщиной 1 мм, приклеенный с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером; на периферии подложки диаметрально размещены 2 светодиода с длиной волны излучения 670 нм.

Набор устройств, размещенный на одной линии, был использован для оздоровления волосяного покрова головы и борьбы с алопецией (облысением).

У 12 пациентов из 14 человек отмечено уменьшение выпадения волос.

Пример 6. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 600 Гс и толщиной 1,2 мкм, нанесенного на подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,8 мм, в качестве прозрачного пластика использован поликарбонат толщиной 1 мм, приклеенный с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером, на периферии подложки размещена матрица из 36 светодиодов с длиной волны излучения 350 нм.

Устройство было использовано для терапии дерматологических заболеваний, ногтевого грибка и грибка стопы.

Разработанное устройство было использовано для терапии псориаза группы пациентов из 12 человек на фоне стандартного медикаментозного лечения. После 8-9 сеансов по 20 минут положительный результат, по сравнению с контрольной группой, получающей только медикаментозное лечение, отмечен у 9 человек. Аналогично при лечении ногтевого грибка положительный результат отмечен для 11 пациентов из 14, а для грибка стопы - 8 из 9 пациентов.

Пример 7. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 90 Гс и толщиной 15 мкм, нанесенного на подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 10 мм, выполненную в форме призмы, в качестве прозрачного пластика использован поликарбонат толщиной 1 мм, приклеенный с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером, на обратную сторону эпитаксиальной феррит-гранатовой структуры с использованием кремнийорганического полимера наклеена пластина монокристаллического кремния толщиной 0,5 мм, на боковую сторону призмы наклеена матрица из 6 светодиодов с длиной волны излучения 557 нм.

Устройство было использовано для терапии ринитов. Для группы из 18 пациентов, проходящих стандартное медикаментозное лечение с дополнительными сеансами применения разработанного устройства, положительный результат отмечен для 16 человек.

Пример 8. Магнитотерапевтическое устройство состоит из доменосодержащего слоя эпитаксиального феррит-граната с намагниченностью насыщения 60 Гс и толщиной 12 мкм, нанесенного на перфорированную подложку гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,8 мм, в качестве прозрачного пластика использована полиэтиленовая пленка толщиной 1 мм, приклеенная с лицевой стороны к феррит-гранатовой структуре кремнийорганическим полимером; на обратную сторону эпитаксиальной феррит-гранатовой структуры с использованием кремнийорганического полимера наклеена пластина монокристаллического кремния толщиной 0,5 мм; на лицевую сторону эпитаксиальной феррит-гранатовой структуры с использованием кремнийорганического полимера наклеена пластина монокристаллического сапфира толщиной 0,5 мм; в перфорированной подложке размещена матрица из 12 светодиодов с длиной волны излучения 670 нм.

Устройство было использовано для терапии гонартрозов.

Из группы пациентов в количестве 18 человек после 2-3 процедур терапевтического воздействия в течение 3 мин у большинства исчезли ночные боли, а после 4-5 процедур исчезли боли при движении и боли, связанные с нагрузками при изменении положения тела.

После курса лечения у 10 пациентов движения суставов были безболезненны, без явления хруста, что сопровождалось восстановлением движения в полном объеме. У 6 пациентов увеличение объема движения в коленном суставе составило 20%.

Устройство, использованное в качестве ближайшего аналога-прототипа, не было пригодно для вышеперечисленных областей применения и, в случае возможности использования, не было столь эффективно.

Применение разработанного устройства позволяет достичь указанный технический результат - повышение эффективности воздействия магнитодеменной структуры на человека при одновременном повышении удобства ее использования.

1. Пленочное магнитодоменное терапевтическое устройство, отличающееся тем, что оно содержит эпитаксиальную ферритгранатовую пленку толщиной 0,5-50 мкм и намагниченностью насыщения 10-1000 Гс, нанесенную на одну из сторон монокристаллической подложки немагнитного граната толщиной 0,5-25,0 мм, при этом, по меньшей мере, с одной стороны подложки приклеен слой прозрачного пластика толщиной не более 2 мм.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что слой прозрачного пластика приклеен с использованием прозрачного кремнийорганического полимера.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что использована подложка из гадолинийгаллиевого граната.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно, по меньшей мере, с одной стороны подложки с эпитаксиальной пленкой размещена монокристаллическая пластина.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно размещенная пластина выполнена из кремния, германия, арсенида галлия, арсенида индия, лейкосапфира.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один светодиод с длиной волны излучения от 200 до 930 нм.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно содержит матрицу светодиодов, содержащую до 50 светодиодов.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что светодиоды размещены относительно эпитаксиального слоя за монокристаллической подложкой из немагнитного граната.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что светодиоды расположены равномерно по периферии подложки.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что подложка выполнена перфорированной и светодиоды расположены в отверстиях перфорации.

11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что подложка выполнена в форме призмы, имеющей трапециевидное сечение, на параллельных сторонах которой размещены монокристаллические полированные пластины, а на одну из параллельных граней под монокристаллическую полированную пластину нанесена эпитаксиальная ферритгранатовая пленка, причем светодиоды расположены вдоль одной из наклонных поверхностей призмы таким образом, чтобы излучение светодиодов при отражении от одной параллельной грани призмы поступало на вторую параллельную грань.