Устройство для получения ионного раствора серебра Советский патент 1990 года по МПК A61K33/38 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для получения антимикробных лекарственных средств.

Цель изобретения - повышение стабильности заданной концентрации ионов.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - электрическая схема устройства.

Устройство для получения ионного раствора серебра состоит из нагнетательных емкостей 1, установленных симметрично относительно штока 2 и закрепленных на кронштейне 3 с помощью демпфирующих пружин 4 с полной обратимой деформацией. Емкости 1 шлангом 5 с зажимом 6 соединены с сосудом 7, катод 8 и анод 9 которого представляют собой перфорированные круглые пластинки, причем анод 9 выполнен из серебра 999,9 пробы. Электроды 8 и 9 подключены к генератору 10 стабильного тока.

В центральной части сосуда 7 установлена нададка 11 с продольными каналами. Длина ее каналов относится к их диаметру как 10:1. Каналы насадки расположены соосно отверстиям электродов 8 и 9. Такая конструкция насадки 11 исключает диффузию и миграцию компонентов анолита в катодное пространство при направленном движении электролита из катодного пространства в анодное, начиная с определенных значений скорости потока. Сосуд 7 соединен с расходомером 12, откалиброванным по скоростям потока для диапазона требуемых концентраций серебра с учетом рабочих плотностей анодного тока. Полученный в результате электролиза ионный раствор серебра поступает в сборник 13.

Генератор 10 стабильного тока содержит соединенные последовательно выпрямитель 14, стабилизатор 15 напряжения и стабилизатор 16 тока. Генератор 10 обеспечивает постоянство тока, протекающего в цепи устройства, в широком диапазоне значений сопротивления электролита и электродов. В начальный период электролиза сопротивление электролита велико, так как концентрация ионов очень мала ( моль/л по Н и моль по К+). В ходе электролиза концентрация ионов возрастает (за счет

ел

СП

о 9

со

образования в католите ионов ОН и в ано- лите ионов Ag+), при этом электропроводность раствора повышается, а сопротивление снижается. Это снижение может на порядок отличаться от исходной величины. Следовательно, по закону Ома в случае постоянства напряжения должен меняться ток (соответственно, и плотность тока), что должно по закону Фарадея изменять скорость перехода

ионов серебра в раствор, т. е. -- const. ледовательно, и получаемые концентрации в ходе электролиза должны меняться ().

Таким образом, для того чтобы дозировать концентрацию ионов серебра в растворе, необходимо обеспечивать постоянство тока в сосуде 7, что и достигается использованием генератора 10, так как его электронная схема такова, что выходной ток поддерживается постоянным независимо от величины сопротивления нагрузки в широких пределах его изменения.

Получение ионного раствора серебра с помощью описанного устройства осуществляют следующим образом.

Сосуд 7 заполняют электролитом (дистиллированной водой, содержащей фторид щелочного или щелочноземельного металла с концентрацией, зависящей от требуемой концентрации ионов серебра), который подают из емкостей 1. При необходимости получения концентрации ионов серебра 40 мг/л соли фтористого калия берут в количестве 30 кг/л. После заполнения сосуда 7 подачу электролита прекращают, перекрывают шланг 5 зажимом 6. Электроды 8 и 9 подключают к генератору 10 стабильного тока, а его подключают в сеть. Предварительно по известным зависимостям рассчитывают время работы, необходимое для получения раствора заданной концентрации, с учетом скорости подачи электролита.

В данном случае для концентрации ионного раствора серебра 40 мг/л и объема 1,5 л рассчитанное время работы устройства составляет 50 мин, а скорость подачи электро- лита 30 мл/мин. Зажимом 6 возобновляют подачу электролита, скорость подачи которого контролируют по расходомеру 12.

Электролит перемещается под давлением из катодного пространства через каналы насадки } 1 в анодное пространство, где под действием тока с анода выделяются ионы серебра, которые вместе с потоком электролита поступают в сборник 13.

По мере расходования электролита емкости 1 под действием пружины 4 перемещаются вверх по направлению к кронштейну 3. Тем самым поддерживается постоянный перепад давления, обеспечивающий подачу электролита.

0

5

0

5

Дистиллированная вода гарантирует чистоту получаемого раствора ионов серебра, который применяется в качестве антимикробного препарата с широким спектром действия. Кроме того, дистиллированная вода не содержит нежелательных веществ, которые могли бы реагировать на электродах, либо оказывать раздражающее действие на раневую поверхность и ткани организма.

При анодном растворении серебра в дистиллированной воде всегда наблюдается явление пассивации анода, связанное с образованием на его поверхности оксидной пленки, Электросопротивление пассивной пленки очень высоко, поэтому сопротивление электрода (анода) в ходе электролиза возрастает, причем это может продолжаться до полной пассивации анода. При этом генератор 10 обеспечивает постоянство тока при изменении сопротивления в 10-15 раз. 0 Однако при дальнейшем повышении сопротивления генератор 10 не сможет поддерживать постоянный ток. Поэтому необходимо осуществлять депассивацию анода.

Для депассивации анода используют депассивирующую добавку фторид-иона в виде фтористой соли щелочного или щелочноземельного металла. Выбор данной депасси- вирующей добавки обоснован тем, что из всех анионов, образующих с серебром растворимую соль, являющуюся электролитом, фторид-ион является единственно возможной добавкой, которая отвечает всем требованиям электрохимии и медицины одновременно. Фторид-ион депассивирует анод и повышает электропродность дистиллированной воды, снижает расход электроэнергии. В то же время использование его в описанных концентрациях (установленных расчетами) способствует улучшению местных обменных процессов, в особенности в остеомиелити- ческих тканях с истощенным регенерацион- ным потенциалом, благодаря выраженным остеотропным свойствам фтора.

Проведены экспериментальные исследования по изучению влияния минерального состава воды на выход серебра по току. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что характер процесса при электролитическом растворении серебра зависит от состава примесей ионов в воде; присутствие в воде аммонийных групп угнетает выход серебра вследствие выраженного про5

цесса комплексообразования с Ag+; наличие 0 в воде больших количеств сульфатов мешает электролитическому растворению серебра из-за выделения на аноде кислорода; наличие в воде хлоридов приводит к образованию на серебряном аноде пленки хлорида серебра, затрудняющей растворение металла и, следовательно, понижающей выход серебра по току; фтор-ионы способствуют прогрессивному выходу серебра с поверхности серебряного анода.

5

Экспериментальные исследования с использованием методов потенциометрического титрования с участием хлорсеребряного электрода сравнения и индикаторного ионселек- тивного электрода, а также атомно-абсорб- цинной спектрофотометрии показали существенную экономичность и эффективность предложенного устройства.

Формула изобретения

Устройство для получения ионного раствора серебра, содержащее сосуд с размещенными в нем анодом и катодом, подключенными к источнику тока, отличающееся

тем, что, с целью повышения стабильности заданной концентрации ионов, сосуд снабжен входным и выходным патрубками, размещенными входной - в нижней части, а выходной - в верхней части сосуда, который снабжен установленной по продольной оси в средней его части насадкой с продольными каналами, с двух сторон от которой размещены анод и катод, выполненные в виде пластин с перфорационными отверстиями, соосными с каналами, отношение длины к диаметру которых равно 10:1, при этом анод расположен в верхней части сосуда.

Изобретение предназначено для получения антимикробных лекарственных средств. Цель изобретения - повышение стабильности заданной концентрации ионов. Электролит, которым служит дистиллированная вода с фторидом щелочного или щелочно-земельного металла, подают под давлением в сосуд 7 с разделенными с помощью насадки 11 катодным и анодным пространствами. Длина каналов насадки, размещенных соосно перфорационным отверстиям электродов 8 и 9, относится к их диаметру как 10:1. Электроды 8 и 9 подключены к низковольтному генератору 10 стабильного тока. Электролит перемещается из катодного пространства в анодное и вместе с выделяющимися с серебряного анода ионами серебра поступает в сборник 13. 2 ил.

cpue.i

Пр

R7VT3