УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ФИЗИОТЕРАПИИ Российский патент 2003 года по МПК A61N1/30 

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам, способам и методам применяемым в физиотерапии. Изобретение также может быть использовано для обработки воды или водных растворов ионами металлов.

Хорошо известны лечебные свойства ионов некоторых металлов. Например, ионы меди и серебра оказывают олигодинамическое действие на микроорганизмы. Медь также является незаменимым микроэлементом для биологических систем.

Использование этих свойств металлов в лечебных целях известно с древних времен. Так известный ученый и историк Древнего Рима Гай Секунд Плиний старший сообщает, что серебряные монеты, приложенные к ранам, способствовали их скорейшему заживлению (Естественная история, 33 кн., 23 глава).

Известен способ народной медицины, когда к ушибленному месту прикладывают медный предмет, что снижает воспалительный процесс.

Из современных методов известен метод аппликации металлическими пластинами или шариками зон гипералгезии (БМЭ, М., "СЭ", том 22, ст. Рефлексотерапия, стр. 245).

Перечисленные средства и методы относятся к так называемым контактным, которые являются малоэффективными, поскольку не дают необходимых значений концентрации ионов [1, стр. 73-75]. При контактном методе металл диффундирует катионы в окружающий электролит (вода, секреты эпителия, раневая жидкость), при этом образуется двойной электрический слой, который не позволяет катионам "уйти" в электролит (БСЭ, ст. "Двойной электрический слой").

Таким образом, недостатком описанных средств и методов является их низкая эффективность из-за поляризации металлов выделяемыми ими ионами.

Известны приборы для электрофореза, принцип действия которых основан на направленном перемещении ионов в электропроводящем растворе под действием внешнего электрического поля (БМЭ, М., "СЭ", 1986, том 28, ст. Электрофорез, стр. 115-118).

С помощью известных приборов возможна ионизация электролита практически с любой концентрацией ионов.

Недостатки известных приборов заключаются в следующем: под действием внешнего электрического поля на электродах проходят электрохимические реакции. В результате образуются новые вещества, например Сl₂, НСl, Н₂SO₄ и пр., которые могут вызывать нежелательные побочные эффекты, в т.ч. аллергические реакции.

Другой недостаток - прохождение через тело пациента электрического тока. Электрические токи и сопровождающие их электромагнитные поля могут вызвать нарушение "электромагнитного гомеостаза" и управления функциями организма [2, стр. 3].

Недостатком известных приборов является и то, что они не предназначены для пролонгированных (до нескольких суток) процедур. В результате часть активных веществ сразу после процедуры разносится по организму кровью и лимфой, что снижает местный лечебный эффект после воздействия электрофореза.

Известно устройство для рефлексотерапии [3], содержащее два электрода, выполненных из металлов с различными электрохимическими потенциалами. При соприкосновении электродов с секретами кожного покрова по длине контактной линии возникает разность потенциалов, что обуславливает появление гальванического тока.

Устройство способно выделять ионы металлов и является средством пролонгированного действия.

Недостаток известного устройства заключается в том, что с его помощью невозможно проводить электрофорез, так как в устройстве отсутствует пространственная разнесенность электродов. Кроме того, работа устройства сопровождается возникновением электрохимических реакций.

Известен биметаллический аппликатор для рефлексотерапии (аналог), содержащий два электрода из металлов с разными электрохимическими потенциалами, отличающийся тем, что между электродами образована полость [4]. С помощью аппликатора возможно осуществление электрофореза. Однако аппликатор не лишен ранее перечисленных недостатков: возникновение при работе электрохимических реакций. Кроме того, перемещение ионов в основном происходит в гидрофильном вкладыше между электродами и почти отсутствует в коже пациента.

В предлагаемом изобретении ставится задача создания устройства для рефлексотерапии пролонгированного действия, способного выделять ионы металла и с помощью которого возможно направленное перемещение выделяемых ионов без приложения внешнего электрического поля. Работа устройства не должна сопровождаться возникновением электрохимических реакций.

Таким образом, в сущности решается две задачи: создание нового устройства и нового способа ионофореза.

Поставленные задачи решаются тем, что пара короткозамкнутых электродов выполняется из металлов или их соединений, которые химически инертны по отношению к электролиту, с которым контактируют. Электроды отличаются друг от друга величинами работ выхода электронов.

Предлагаемый способ ионофореза может быть реализован с помощью предлагаемого устройства.

Здесь термин "ионофорез" используется как более обобщенный, поскольку понятие "электрофорез" предполагает обязательное наличие внешнего электрического поля.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлена принципиальная схема устройства в рабочем состоянии; на фиг.2 - устройство в виде пластины; на фиг.3 - устройство в виде кольца; на фиг.4 - устройство в виде стрежня; на фиг.5 - устройство (вариант пластины), закрепленное на коже пациента в области гайморовых пазух; на фиг.6 - устройство (вариант стержня) в виде внутриполостного аппликатора носовых ходов; на фиг. 7 - то же, в слуховом проходе (показан фронтальный разрез через орган слуха); на фиг.8 - устройство в виде гибкой пластины в области лимфоузлов шеи; на фиг.9 - то же, в области плечевого сустава; на фиг.10 - устройство в виде пластин, закрепленных на паравертебральных точках пояснично-крестцовой области; на фиг.11 - там же, вариант устройства в виде металлизированного текстильного изделия.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При соединении двух разнородных металлов или их соединений между ними возникает контактная разность потенциалов. При этом электроны устремятся из металла М-1 с меньшей величиной работы выхода электронов в металл М-2 с большей величиной работы выхода. Электрод 1 зарядится положительно, а электрод 2 - отрицательно. Затем наступит электронное равновесие [5, стр. 476-477]. Для поддержания движения электронов между электродами требуется сторонняя сила. При погружении пары в любой, даже самый слабый электролит 3, к которому электроды химически инертны, с их поверхности начнут диффундировать ионы 7. Поскольку ионы металлов имеют положительный заряд, они не смогут отделиться от отрицательно заряженного электрода, но будут отталкиваться одноименно заряженным электродом, что является причиной появления в электроде 1 новых свободных электронов. Процесс может идти до полного растворения электрода 1.

Диффузия электронов из металла в металл и диффузия ионов металла в электролит являются сторонними силами друг для друга. При этом никаких электрохимических реакций между электродами и электролитом не происходит. Явление имеет чисто физические причины [5, стр. 190-193].

В случае наложения устройства на кожу или слизистые покровы пациента 4 роль электролита 3 будут выполнять выделяемые секреты. При этом диффундирующие в электролит ионы, находясь в жидкой среде, будут иметь все степени свободы, тогда как положительно заряженные атомы в электроде 1 жестко фиксированы кристаллической решеткой и сумма их зарядов nq может рассматриваться как один большой заряд. Поскольку nq>q заряда отдельно взятого иона согласно известному в физике закону взаимодействия одноименных зарядов, наибольший суммарный заряд вытеснит на периферию (в ткань 4) носителей заряда меньшей величины. Противодействие силовых полей одноименных зарядов обеспечит ионам направленное движение, то есть ионофорез. При этом вновь выделяемые ионы будут как бы "подталкивать" перед собой ранее выделившиеся. Эффективность ионофореза будет нарастать пропорционально времени процедуры. На фиг.1 силовое поле между электродами изображено в виде линий 5, а силы, действующие на ионы, - векторами 6.

Несмотря на то, что описываемые явления базируются на хорошо известных физических принципах, суть действия предлагаемого изобретения представляет собой частный случай, в настоящее время известный узкому кругу специалистов. Но сказанного достаточно для его понимания, объяснения путей решения поставленных задач и для получения сведений, подтверждающих новизну и соответствие уровня техники.

Форма устройства принципиального значения не имеет и может представлять пластины (фиг. 5, 8, 9, 10), стержни (фиг. 6, 7), текстильное изделие, выполненное из металлизированной нити (фиг.11).

Устройство может быть как цельнометаллическим, так и выполняться путем нанесения металлических пленок на единую основу.

Поскольку согласно правилу Вольты для возникновения контактной разницы потенциалов между электродами не имеет значения, из чего выполнен проводник между ними, основа устройства может быть как из металла, так и из диэлектрика. Например, медь частично покрывается слоем серебра (пара медь-серебро). Медь или диэлектрик полностью покрывается слоем серебра, затем частично наносится слой золота (пара серебро-золото) и т.п. Основание изделия может выполняться как жестким, так и на эластичной подложке: резине, поливинилхлориде, капроне, т.п. (фиг.8, 9). Устройство также может выполняться на текстильной основе, включающей металлизированную нить и в виде манжет, поясов и пр. (фиг.11). Эластичные изделия удобно использовать на участках тела, имеющих криволинейную поверхность.

Возможность осуществления изобретения подтверждается воспроизводимыми экспериментами и результатами научно-исследовательских работ.

Так при погружении двух электродов, выполненных из цветных и благородных металлов, в дистиллированную воду между ними с помощью чувствительного гальванометра фиксируется разность потенциалов величиной около нескольких mkV (см. табл. 1).

Данные атомно-абсорбционной спектрофотометрии показали, что в воде появляются ионы металлов с меньшей величиной работы выхода электронов. Водные растворы, полученные вышеуказанным способом и насыщенные ионами меди (пара Сu-Ag) и серебра (пара Ag-Au), оказывали антимикробное действие на сообщество пресноводных микроорганизмов [6]. Модельные среды, имитирующие секрет кожи и слизистых покровов, насыщались аналогичным образом ионами меди и серебра. Были получены растворы с концентрациями меди от 0,1 до 0,52 мг/л и серебра от 0,00002 до 0,0003 мг/л. Исследования антимикробной активности этих растворов проводились на патогенных для человека микроорганизмах и в соответствии с "Методами испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности", М. , 1998. Установлено их дезинфицирующее действие на ряд микроорганизмов (критерий 100% гибель), см. табл. 2.

Лечебно-профилактическая эффективность водных растворов ионов меди проверялась на группе учащихся, склонных к простудным заболеваниям в осенне-зимний период. Установлено, что лица, проводившие ежедневную водопрофилактику указанным раствором путем орошения слизистых покровов носоглотки, заболевали в 2,3 раза реже лиц из контрольной группы [7].

Внутриполостные аппликации слизистой носа устройством стержневидной формы (пара Сu-Ag) в течение 10-15 минут у лиц, страдающих ринитами, приводят к уменьшению воспаления слизистых покровов. Уже через 30-60 минут после процедуры носовое дыхание улучшается.

Аппликация медно-серебряных устройств пластинчатой формы на паравертебральные точки при невралгиях спины позволяет частично или полностью снять болевой синдром. А у хронических больных возможна длительная ремиссия. Закрепление устройств на коже пациента может осуществляться с помощью лейкопластыря от нескольких часов до нескольких суток (пролонгированный метод).

Применение предлагаемых устройства, способа и метода физиотерапии возможно в различных областях, формах и вариантах.

Водные растворы, насыщенные ионами металлов, могут применяться для водопрофилактики и водолечения полости рта, носоглотки, слизистой глаз, кожных покровов.

Устройства в виде стержней могут служить внутриполостными аппликаторами носовых ходов и слуховых проходов. Устройство в виде кольца - для внутривагинальной аппликации. Пластинчатые формы применимы на кожных покровах. Проведение процедур на суставах (плечевой, локтевой, коленный) удобно с помощью гибких вариантов. В некоторых случаях целесообразно использовать текстильный вариант, например как манжет на лучезапястный сустав или пояс в пояснично-крестцовой области.

Как было сказано, ионы некоторых металлов участвуют в биохимических реакциях, оказывают противовоспалительное действие, обладают олигодинамическими свойствами. Использование этих качеств возможно в различных областях медицины, например, оториноларингологии, стоматологии, урологии, гинекологии, дерматологии, неврологии и пр.

Источники информации
1. Кульский Л.Я. Серебряная вода. - Киев, "Наукова думка", 1987.

2. Самосюк Н.З. и др. Нетрадиционные методы диагностики и терапии. - Киев, "Здоровья", 1994.

3. Авторское свидетельство SU 1294342 от 07.03.87, БИ 9.

4. Патент RU 2149623 от 27.05.2000, БИ 15.

5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. - М.: Наука, 1977, том III.

6. Материалы международной конференции Водные экосистемы и организмы-2. - М., МАКС Пресс, 2000, стр. 69.

7. Родамин Е. М. и др. Антимикробный ионатор "РЕМ" и лечебно-профилактические медно-серебряные растворы. В сб. Материалов VI Российско-итальянской научной конференции "Инфекционные болезни: диагностика, лечение, профилактика", Санкт-Петербург, 2000, стр. 214. Ым

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам и способам, с помощью которых возможно получение ионов металлов и воздействие ими на биологические объекты, в том числе проведение ионофореза, без применения внешнего электрического поля и без сопутствующих электрохимических реакций. Устройство состоит из двух короткозамкнутых электродов 1 и 2, изготовленных из различных металлов или их соединений и химически неактивных к электролиту. Роль электролита выполняют вода, секреты кожи или слизистых покровов. Между электродами имеется контактная разность потенциалов. При контакте с электролитом из электрода, величина работы выхода электронов которого меньше величины работы выхода, чем у другого электрода, выделяются ионы. Способ ионофореза заключается в том, что при наложении устройства на кожу или слизистые покровы пациента между одноименными зарядами возникают силы противодействия, которые сообщают ионам направленное перемещение. Изобретение может использоваться в различных областях медицины, например в оториноларингологии, неврологии, гинекологии, дерматологии, др. Способ и устройство позволяют оказывать пролонгированное воздействие. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

1. Устройство для физиотерапии, содержащее два короткозамкнутых электрода для контакта с секретами кожи или слизистым покровом, при этом электроды выполнены из металлов или их соединений с различными между собой величинами работ выхода электронов, отличающееся тем, что металлы или их соединения, из которых выполнены короткозамкнутые электроды, химически инертны к секретам кожи или слизистых покровов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды представляют собой пленочное покрытие из металлов или их соединений на единой основе. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что основа обладает эластичностью. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде пластины. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде стержня. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде кольца. 7. Способ воздействия на биологический объект, включающий воздействие направленно перемещаемыми ионами, отличающийся тем, что для процесса осуществления перемещения ионов секреты кожи или слизистые покровы биологического объекта приводят в контакт с устройством по пп. 1-6.