Изобретение относится к области медицины и медицинской техники и может быть использовано как в послеоперационный период, так и для профилактики и коррекции различных функциональных расстройств организма в клинических и амбулаторных условиях.
Известен электростимулятор желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), содержащий электроды, выполненные в виде двух электрически изолированных частей лекарственной капсулы, в которой размещены генератор импульсов и источник питания, причем генератор импульсов соединен с электродами. SU 936931, A 61 N 1/36, 23.06.82 г.
Электростимулятор ЖКТ не позволяет учитывать влияние электрохимического фактора в гальванической цепи, которая образуется между электродами при погружении электростимулятора в естественную среду ЖКТ, в которую при этом также происходит неконтролируемый, а порой и нежелательный электролиз микроэлементов с поверхности электрода.
Упомянутое также влияет на мощность источника питания и на размеры капсулы электростимулятора.
Достигаемый технический результат заключается:
- в обеспечении контролируемого поступления микроэлементов с поверхности электрода - анода в организм человека при лечении некоторых заболеваний,
- в продлении сроков эксплуатации электростимулятора и уменьшении его размеров,
- в предотвращении эндогенного электрофореза микроэлементов и очищении организма человека от концерогенных веществ.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в электростимулятор ЖКТ, содержащий электроды, выполненные в виде двух электрически изолированных частей лекарственной капсулы, в которой размещены источник питания и генератор импульсов, соединенный с электродами, введен электронный ключ, одни выводы которого соединены с электродами, а генератор импульсов имеет управляющий выход, соединенный с третьим выводом электронного ключа, причем электроды выполнены или имеют покрытое из металлов с различными нормальными потенциалами в электрохимическом ряду напряжений, а также электроды выполнены или имеют покрытие из электрохимически стойких металлов, например, золота, платины, а также электроды выполнены из электропроводимых углеродосодержащих материалов, а также электрод - анод имеет покрытие или выполнен из металла с отрицательным электрохимическим потенциалом относительно катода - электрода.
Электростимулятор осуществляет воздействие на организм в среде ЖКТ, значение pH которой может изменяться в диапазоне от 1 до 9 ед. Электроды в такой среде образуют гальваническую цепь, однако, если электроды выполнены из одинакового по составу металла, то значение напряжения между ними равно нулю.
Известно, что металлы, расположенные в ряд по величине возрастания алгебраической величины их стандартного электродного потенциала, составляют электрохимический ряд напряжений. В этом ряду каждый предыдущий металл активнее последующего и способен вытеснять его из раствора ионов. Чем дальше друг от друга расположены металлы ряда, тем большую величину напряжения будет иметь составленный из них гальванический элемент.
При соответствующем выборе металлов или покрытий электродов анода и катода, напряжение между ними может составить (0,5-1,5) В в среде желудочно-кишечного тракта, что позволяет обеспечить достаточный импульсный ток в цепи электродов включением от импульсного генератора токового ключа без участия внутреннего источника питания по току нагрузки. Генератор переходит на работу от внутреннего источника питания на нагрузку только после снижения напряжения между электродами ниже гарантированного уровня.
При более отрицательной величине стандартного потенциала поверхности электрода - анода (по току источника питания электростимулятора) по отношению к стандартному потенциалу поверхности электрода - катода, действующее значение напряжения между электродами увеличивается на величину разности потенциалов между ними, за счет чего может быть уменьшена мощность источника питания, а следовательно, уменьшен размер капсулы.
В паузе между импульсами электростимулятора электрод - анод имеет более отрицательный потенциал, чем электрод- катод, и процесс электролиза металла анода при наличии ключа прекращается, приводя к обратному переносу ионов металла из электролита на электрод.
При большой скважности электростимуляции электролиз металла анода значительно сокращается даже при высоких значениях тока импульса электростимуляции, поэтому сокращается вынос массы электрода по закону Фарадея из формулы
m = KIt
где m - масса выноса материала электрода в электролит,
K - электрохимический эквивалент материала анода,
I - ток в цепи электролита,
t - время действия тока.
Это позволяет использовать при электростимуляции при времени работы в режиме стимуляции до 100 ч толщину пленки на электродах до 5 мкм.
При ряде заболеваний существуют медицинские показания по дополнительному микроэлементозу металлов типа Zn, Cr, Fe и других, в этом случае их контролируемое введение может обеспечить покрытие электрода - анода соответствующей толщиной пленки этих металлов.
По таблице электрохимического ряда напряжений металлов максимально положительными потенциалами обладают "благородные" металлы золото или платина. Высокая коррозионная стойкость которых объясняется большей активностью других ионов металла в электролите среды желудочно-кишечного тракта, которые вытесняют ионы благородных металлов из растворов, т.е. возвращают их на электрод. Поэтому покрытие материала анода пленкой толщиной до 1 мкм, позволяет устранить электролиз материала анода в электролитную среду и предотвратить гипермикроэлементоз при длительной электростимуляции.
В организме человека в течение жизни накапливаются такие металлы, как цинк, медь, свинец и т. д., оказывающие на здоровье неблагоприятное воздействие.
В этом случае электроды электростимулятора могут быть выполнены из углеродoсодержащих материалов. На практике это может быть осуществлено с помощью полимерного покрытия с углеродосодержащим наполнителем.
Например, электроды могут быть выполнены угольно-графитовыми с различной степенью плотности материала, а следовательно, восприимчивостью к адсорбции посторонних примесей в организме.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема электростимулятора, а на фиг. 2 - его конструкция.
Электростимулятор содержит источник 1 питания, генератор 2 импульсов, электронный ключ 3, электроды 4,5, корпус-капсулу 6, электронный блок 7, изоляционную втулку 8. Генератор 2 импульсов может быть выполнен по любым подходящим схемам и на любой элементной базе.
В качестве примера, не ограничивающего притязания заявителя и поясняющую работу электростимулятора, генератор 2 импульсов может состоять из схемы управления, формирующей временную диаграмму срабатывания токового ключа 10, подключающего электрод-анод 4 к напряжению источника 1 питания и ключа 3, замыкающего цепь электродов 4,5 между собой, обеспечивая ток стимуляции за счет разности потенциалов электродов 4,5, находящихся в среде ЖКТ.
До введения в желудочно-кишечный тракт электростимулятор находится в состоянии, при котором отсутствует напряжение, снимаемое с электродов 4,5, при котором блокируется работа времязадающей цепи схемы управления 9, а токовые ключи 10, 3 находятся в разомкнутом состоянии.
Электростимулятор работает следующим образом.
После перорального ввода капсулы 1 за счет электролитической среды ЖКТ на электродах 4,5 электростимулятора возникает напряжение, величина которого определяется разностью электронных потенциалов электродов 4,5.
Этим сигналом дается разрешение для работы схемы управления 9 в режиме формирования импульсов электростимуляции, по которому при достаточном значении уровня напряжения между электродами включается ключ 3 или при низком значении сигнала включается ключ 10, обеспечивающий ток от источника 1 питания электростимулятора. Ток электростимуляции в цепи электродов будет определяться суммой напряжений источника 1 питания и гальванической разностью напряжений между электродом 4, 5, что позволяет снизить мощность источника питания и увеличить ресурс работы электростимулятора.
Знакопеременное значение напряжение электродов при проведении импульсов от источника питания и в паузе снижает электролиз металла электрода анода за счет обратного переноса ионов металла, что позволяет использовать в электростимуляторе достаточно тонкие пленочные покрытия электродов для реализации указанных преимуществ и достаточно "экзотические" материалы для обеспечения контролируемого введения в желудочно-кишечный тракт по медицинским показаниям.
При выполнении электродов 4,5 из электропроводимых углеродосодержащих материалов, в ЖКТ, на фоне электрического поля происходит осаждение (всасывание) ионизированных вредных микроэлементов на поверхности капсулы и последующей ее вывод из организма естественным путем.
Электростимулятор желудочно-кишечного тракта содержит капсулу, образованную электродами и изоляционной втулкой. В капле расположены соединенные между собой электронный блок и источник питания, электронный блок также соединен с электродами. В электростимуляторе используются электронный ключ и электроды, выполненные из металлов или покрытий из металлов с различными нормальными потенциалами, из электрохимически стойких металлов или их покрытий, из электропроводимых углеродсодержащих материалов или их покрытий. Технический результат обеспечивается за счет введения электронного ключа и выполнения электродов из металлов из различных нормальных потенциалов в электрохимическом ряду напряжений. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
| SU, 936931 C1, 23.06.82. |
