Электрофорез

министерство здравоохранения и  социального развития РФ ГБОУ ВПО «ЧИТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ                       АКАДЕМИЯ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И         СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ РФ»

Контрольная работа

Дисциплина: медицинская физика

Тема: электрофорез

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                     Выполнила: студентка ВСО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            

 

 

 

 

                                                   Чита 2014

 

                                Содержание.

1. Введение стр. 2
2. Физические основы электрофореза стр. 3
3. Прохождение электрического тока через живые ткани стр. 6
4. Дозиметрические параметры и вид тока стр. 7
5. Влияние лечебных физических факторов на введение лекарств электрофорезом стр. 7
6. Используемые токи и аппаратура стр. 9
7. Электроды и прокладки для лекарственного электрофореза стр. 10
8. Вывод стр. 12        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                   Введение

 

Лекарственный электрофорез – метод сочетанного воздействия постоянным электрическим током, который является активным лечебным фактором, и лекарственным веществом, вводимым в организм при помощи тока.

        Раздражение нервных рецепторов постоянным током во время процедуры, а в последующем длительное, непрерывное раздражение их ионами лекарственного вещества, введенного в кожу больного, передается в высшие вегетативные центры. Возникающая ответная реакция в виде генерализованного ионного рефлекса является специфической для действия введенного лекарственного вещества. Это вещество вступает в обменные процессы и оказывает влияние на клетки и ткани в зоне воздействия. Медленно поступая в кровь и лимфу, введенное методом электрофореза лекарственное вещество воздействует на чувствительные к нему органы и ткани, на организм в целом.

         Лекарственный  электрофорез имеет следующие  преимущества перед другими методами  введения лекарственного вещества  в организм:

• Лекарственное вещество вводится не в молекулярной форме, а виде отдельных ингредиентов; при этом фармакологическая активность его повышается, а балластные вещества в организм не попадают;
• Лекарственное вещество вводится непосредственно в ткани патологического очага, создавая в нем достаточно высокую концентрацию, не насыщая при этом весь организм;
• Основное количество лекарственного вещества вводится в поверхностный слой кожи и на много дней остается там, способствуя образованию ионных рефлексов;
• Лекарственное вещество вводится без нарушения целости кожного покрова.

При электрофорезе лекарственное вещество вводят с того полюса, полярность которого соответствует заряду вещества. Некоторые медикаменты вводят с обоих полюсов. Как правило, с одного полюса должен вводится только один лекарственный препарат. В отдельных случаях применяется смесь двух и более медикаментов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физические основы электрофореза.

         Электрофорезом называют направленное движение частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде под действием внешнего электрического поля.

         Явление  электрофореза весьма широко  используется в биологии и  медицине.

          Отличительной особенностью лекарственного электрофореза от других общеизвестных фармакотерапевтических методов является использование для введения лекарств и воздействия на организм физического фактора – постоянного электрического тока.

         Электрический  ток представляет собой направленное  движение электрически заряженных  частиц. В металлических проводниках  или проводниках первого рода  электрический ток есть направленное движение свободных электронов. В растворах электролитов или проводниках второго рода он представляет собой движение ионов или имеющих заряд молекул. Если электрический ток в проводниках первого рода не связан с какими бы то ни было изменениями химической природы металла и с каким бы то ни было заметным переносом вещества, то в проводниках второго рода ( в том числе и в тканях животных ) он неизбежно сопровождается процессами, обусловлены перемещением и выделением на электродах ряда веществ. На этой особенности прохождения электрического тока через растворы и биологические ткани и основано применение его с лечебно – профилактическими целями.

          В соответствии  с присущими электрическому току  отдельными признаками и свойствами различают несколько его видов. В зависимости от направления перемещения электрических зарядов в проводниках различают постоянный и переменный ток. Для лекарственного электрофореза могут использоваться только постоянные токи, т. е. токи,  не меняющие своего направления и соответственно вызывающие однонаправленное перемещение заряженных частиц. Постоянные токи могут быть непрерывными или импульсными (прерывистыми). Из простых постоянных токов для лекарственного электрофореза используются следующие: гальванический – ток постоянного направления небольшой силы и невысокого напряжения; пульсирующий – ток постоянного направления с периодическим изменением своей величины (силы); импульсный – периодически прерываемый постоянный ток или ток характеризующийся чередованием импульсов тока с паузами; по форме импульса различают прямоугольный; треугольный, экспоненциальный и полусинусоидальный импульсные токи.

         Для лекарственного  электрофореза часто применяют  диадинамические токи, представляющие  собой разновидность постоянных низкочастотных (50 и 100 Гц) токов. Этот вариант электрофореза называют электрофорезом диадинамическими токами или диадинамофорезом, также применяют флюктуирующие токи, представляющие собой синусоидальные переменные токи малой силы и низкого напряжения, беспорядочно (хаотически) меняющиеся по амплитуде и частоте (в пределах 100 – 2000 Гц).

          Применяют  для электрофореза и синусоидальные  модулированные токи в выпрямленном  режиме. Они представляют собой  переменные синусоидальные токи  частотой 5000 Гц, модулированные низкими частотами от 10 – 150 Гц. Современные аппараты для получения синусоидальных моделированных токов дают возможность модулировать токи по глубине, чередовать их с паузами и между собой, что позволяет на выходе получить огромную гамму разновидностей этих токов. Электрофорез этими токами получил название амплипульсфореза.

          Основной  характеристикой тока является  его сила, измеряемая в амперах (А) или кратных величинах –  миллиамперах (мА), или микроамперах (мкА). Измеритель силы тока носит название амперметра. Во многих аппаратах импульсных токов измеряется их постоянная составляющая, а раздражающее действие таких токов определяется их амплитудным значением. Для определения амплитудного значения тока надо постоянную составляющую умножить на скважность (S). Последняя равна отношению периода (Т) к длительности импульса (t): S=T .

                                                                                                  t

При силе тока равной 1А, через поперечное сечение проводника в 1 секунду перемещается количество электричества, равное 1 Кулону (Кл)  или 6,3*1018 элементарным электрическим зарядам. При силе тока в 1 мА, т. е. в тысячу раз меньшей, соответственно через проводник перемещается и меньшее в тысячу раз количество электричества. За единицу количества электричества принят 1 Кл. При электрофорезе, часто приходится рассчитывать количество использованных кулонов электричества на процедуру. Количество электричества (q), прошедшего через раствор или тело пациента, рассчитывается по длительности процедуры (t) в секундах и силе тока (I) в амперах по простой формуле: q=It.

В растворах электрические заряды связаны с определенными материальными частицами. В электролитных растворах, применяемых для электрофореза, такими носителями зарядов являются ионы. Они представляют собой атомы или молекулы вещества, получившие заряд вследствие потери, приобретения или распределения электронов. Электрический заряд, как и другие электролиты, лекарства приобретают при растворении вследствие распада (диссоциации или ионизации) на разноименно заряженные частицы (ионы), совершающие в растворах тепловое (хаотичное) движение. Распад вещества на ионы носит название электролитической диссоциации.

Диссоциация веществ в растворах во многом зависит от свойств растворителя, прежде всего от его диэлектрической постоянной(диэлектрической проницаемости). Диэлектрическая проницаемость – величин, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме.

Чем выше диэлектрическая проницаемость растворителя, тем большую диссоциацию электролита он вызывает. Наибольшую диэлектрическую проницаемость из растворителей имеет вода, что и определяет преимущество и целесообразность использования ее при приготовлении рабочих растворов лекарственных веществ для электрофореза.

Степень электролитической диссоциации зависит и от температуры растворителя: с ее повышением ионизация большинства электролитов увеличивается.

В электрическом поле хаотическое движение ионов вещества сменяется на направленное: положительные ионы (катионы) перемещаются к отрицательному полюсу (катоду), а отрицательные (анионы) – к положительному полюсу (аноду). Движение ионов происходит с различной скоростью, которая зависит от их размеров, знака заряда, гидратации. В ряду простых ионов одной валентности электрофоретическая подвижность изменяется параллельно увеличению их ионного радиуса. Подвижность ионов зависит и от знака заряда, т. е. она различна у катионов и анионов одинаковых размеров.

Сложные вещества обладают сравнительно малой электрофоретической подвижностью. Гидроксильным (ОН-  Н+) и особенно водородным (Н+) ионам, присуща аномально высокая электрофоретическая подвижность – они превосходят подвижность других ионов в 3 – 8 раз.

Прохождение электрического тока через растворы электролитов сопровождается окислительно – восстановительными процессами на электродах, носящими название электролиза. При электролизе водных растворов электролитов на катоде восстанавливаются ионы водорода или другие катионы, а на аноде окисляются гидроксильные ионы, анионы электролитов или сам электрод.

Количественно процесс электролиза подчиняется законам, сформулированным английским физиком Майклом Фарадеем. Первый закон Фарадея гласит: количество вещества, выделившегося на электродах (или перемещающегося в растворе) при электролизе, прямо пропорционально количеству электричества, прошедшего через раствор. Второй закон Фарадея выражает связь между количеством перенесенного (прореагировавшего) вещества и его природой или свойствами. Суммарно оба закона Фарадея математически могут быть выражены следующим уравнением:m=Эlt,

F

Где m – количество выделившегося на электродах вещества при прохождении тока силой I в течении времени t; Э – химический эквивалент вещества; F – число Фарадея.

Приведенное уравнение позволяет определить максимальное количество вещества, перемещаемого с помощью постоянного тока в однородных растворах.

При прохождении постоянного тока через растворы электролитов наряду с направленным перемещением ионов и других заряженных частиц может наблюдаться также движение нейтральных молекул и молекул воды к тому или иному полюсу источника тока. Последнее явление носит назване электроосмоса.

Прохождение электрического тока через живые ткани.

         Ткани человека и животных представляют собой сложную и разнородную систему, состоящую из белковой и других полиэлектролитов, плохо проводящих электрический ток. Электропроводность живых тканей прежде всего определяется концентрацией в них ионов и их подвижностью.

Вследствие сложного состава и неоднородности микроструктуры тканей, различий их электропроводности прохождение тока через них и вызываемое ими движение ионов и других заряженных частиц происходят более сложно, чем в свободных растворах. Путь  тока в тканях во многом зависит от размеров и взаимоположения электродов. Теоретически возможны следующие варианты распределения силовых линий электрического поля:

         а) параллельное  расположение двух одинаковой  площади электродов, когда расстояние  между ними больше их поперечника; в этом случае силовые линии тока распространяются равномерно и почти параллельно;

          б) параллельное  размещение двух одинаковой площади  электродов, когда поперечник подвергающийся  воздействию части тела значительно  больше поперечника электродов; силовые линии тока рассеиваются и наибольшая плотность их отмечается у электродов;

          в) параллельное  расположение двух одинаковой  площади электродов, когда поперечник  подвергающейся воздействию части  тела неравномерен; силовые линии  тока распределяются с наибольшей плотностью в суженном отрезке тела;

          г) параллельное  расположение двух разных площади  электродов, максимальная плотность  силовых линий определяется у  меньшего электрода;

          д) поперечное  наложение электродов одинаковой площади на неровные поверхности; силовые линии тока сгущаются по их краям;

          е) неравномерное  прилегание одного из двух  параллельно расположенных электродов; силовые линии максимально сгущаются  на отдельных участках этого  электрода, что может привести к ожогам;

          ж) поперечно  – диагональное размещение электродов  одинаковой площади; сильно сгущаются  петли тока на ближайших, обращенных  друг к другу краях электродов;

          з)расположение  электродов одинаковой площади  один против другого под углом, силовые линии сгущаются между сближенными краями электродов;

         и) размещение  двух одинаковых электродов на  одной поверхности тела; силовые  линии распределяются неравномерно: наибольшая площадь их отмечается  между ближайшими краями электродов.