Схема действия электрофореза

 

Введение

Электрофорез1 (от электро- и греч. φορέω — переносить) — это электрокинетическое явление перемещения частиц дисперсной фазы (коллоидных) в жидкой или газообразной среде под действием внешнего электрического поля.

Электрофорез используют в электрохимии для изучения двойного электрического слоя, адсорбции ионов на поверхности, в медицине. В промышленности электрофорез  используют для выделения каучука из латекса, очистки воды, отделения каолина от песка и др. В биохимии электрофорез служит для анализа, разделения и очистки биополимеров (главным образом белков), бактериальных клеток, вирусов, а также аминокислот, витаминов и др. Практическое применение электрофореза началось после создания шведским учёным А. Тиселиусом специального аппарата для фронтального (или свободного) электрофореза белков в растворе(1937).  
Наиболее широкое распространение нашли электрофоретические методы с использованием инертных носителей (бумаги, гелей и др.), получившие общее название зонального электрофореза, т. к. фракции разделяемых веществ образуют в толще носителя отдельные, несмешивающиеся зоны. Электрофорез часто сочетают с другими методами разделения биоорганических соединений (например, с хроматографией). Разработана техника концентрирования электрофоретических зон биополимеров в гелях, значительно повышающая разрешающую способность метода (диск-электрофорез). Применение реакции антиген-антитело в сочетании с электрофорезом послужило основой для создания метода иммуно-электрофореза. Электрофоретический анализ биологических жидкостей, например сыворотки крови для исследования главным образом белков, широко используют в диагностике многих заболеваний.

Лекарственный электрофорез - сложный электрофармакологический метод, сочетающий действие на организм постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ.

При этом методе на организм больного одновременно действуют гальванический ток, являющийся активным лечебным фактором, и введенное в организм через кожу и слизистые оболочки фармакологическое вещество. Таким образом, сводить всю суть электрофореза только к введению в организм лекарственного вещества нельзя. Действие лекарственного электрофореза складывается из рефлекторного и гуморального влияния как постоянного тока, так и фармакологического препарата. При электрофорезе оба эти фактора взаимодействуют и обусловливают сложное специфическое действие на кожные рецепторы, возбуждение которых передается в центральную нервную систему и высшие вегетативные центры. Специфичность этого раздражающего действия обусловлена фармакологическими свойствами вводимого вещества.

В лечебную практику лекарственный электрофорез введен эмпирически в 1802 г. Теоретическую основу метода составляет теория электролитической диссоциации С. Аррениуса2 (1887), согласно которой молекулы электролитов при растворении в большей или меньшей степени распадаются на положительные и отрицательные ионы, способные направленно двигаться в поле постоянного тока. В соответствии с ионной теорией лекарственные вещества при электрофорезе вводятся в организм соответственно их полярности: катионы - с анода, анионы - с катода. В Советском Союзе обоснованию этого лечебного метода во многом способствовали работы А.Е.Щербака3 и его сотрудников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- На научной сессии Государственного института физиотерапии в марте 1958 г. было принято решение пользоваться термином «электрофорез» вместо «ионогальванизация», «ионофорез» и др.

 

Сванте Август Аррениус2 (швед. Svante August Arrhenius; 19 февраля 1859, имение Вейк, недалеко от Уппсалы — 2 октября 1927, Стокгольм) — выдающийся шведский физико-химик, лауреат Нобелевской премии по химии (1903).

 

Щербак, Александр Ефимович3 (1863—1934) — невропатолог и физиотерапевт.

I. Схема действия электрофореза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Основными путями проникновения лекарств в ткани являются выводные протоки потовых и сальных желез, в меньшей степени - межклеточные щели. Количество вводимого лекарственного вещества невелико и колеблется от 2 до 10% от нанесенного на прокладку. Согласно исследованиям, доза вводимого электрофорезом вещества зависит от его свойств (размер, растворимость, зарядность), параметров рабочих растворов (тип растворителя, концентрациями, чистота препарата) и условий проведения процедур (сила и вид тока, длительность воздействия, область проведения, возраст пациента, исходное функциональное состояние организма, применение других лечебных мероприятий и др.). Проникают лекарства во время процедуры на небольшую глубину и в основном накапливаются в эпидермисе и дерме, образуя так называемое кожное депо ионов. Затем лекарственное вещество постепенно диффундируете лимфатические и кровеносные сосуды, разносясь по всему организму. Лекарственные вещества, вводимые методом электрофореза, действуют несколькими путями. Во-первых, они вызывают непрерывное и длительное раздражение нервных рецепторов кожи, приводящее к формированию рефлекторных реакций метамерного и генерализованного характера (ионные рефлексы по А. Е. Щербаку). Во-вторых, лекарственные вещества могут вступать в местные обменные процессы и (непосредственно) влиять на течение физиологических и патологических реакций в тканях зоны воздействия. В-третьих, поступая из депо в кровь и лимфу, лекарственные вещества оказывают гуморальное действие на ткани, особенно на наиболее чувствительные к ним. Наряду с этим гальванический ток, являясь активным биологическим раздражителем и вызывая разнообразные клеточно-тканевые и молекулярно-метаболические реакции создает определенный фон, благодаря которому лекарственный электрофорез приобретает ряд особенностей и преимуществ перед другими способами фармакотерапии.

II. Техника и методика проведения электрофореза.

 

Техника проведения наиболее распространенного (чрескожного) способа электрофореза отличается от техники гальванизации тем, что между кожей и гидрофильной прокладкой помещают дополнительную, смоченную раствором лекарственного вещества, прокладку. Эта так называемая лекарственная прокладка готовится из 1-2 слоев фильтровальной бумаги или 2-4 слоев марли и по площади должна полностью соответствовать гидрофильной прокладке. Ее помещают под активным электродом или под обоими (при одновременном введении двух лекарств, имеющих различную полярность) электродами. 
       Весьма важную роль при электрофорезе играет выбор растворителя. Наилучшим растворителем является вода, способствующая хорошей диссоциации большинства лекарств. В случае их плохой растворимости в воде в качестве растворителя можно применять димексид (ДМСО) и спирты. При электрофорезе отдельных лекарств растворителем служат буферные растворы. Для электрофореза обычно используют растворы малых и средних концентраций (до 2-5%). Дозируется лекарственный электрофорез так же, как и гальванизация. 
       Электрофорез может проводиться также из растворов, которыми заполняют электродные сосуды различной конструкции (четырехкамерные ванны, глазные ванночки и др.). Лекарственный электрофорез возможен из растворов, вводимых в некоторые полостные органы человека (желудок, прямая кишка, мочевой пузырь и т.д.). При этом полость органа заполняется раствором лекарственного вещества, затем в нее вводится электрод, соединяемый с соответствующим полюсом аппарата для гальванизации, а второй электрод противоположного знака помещают по отношению к нему поперечно. 
       Другим вариантом проведения процедуры, при котором исключается влияние кожи как барьера на транспорт веществ и в то же самое время сохраняются достоинства электрофармакотерапии, можно считать так называемый внутритканевой электрофорез. Суть метода заключается в том, что больному вводят лекарственное вещество одним из известных способов (внутривенно, внутримышечно, подкожно, перорально и др.), а затем после достижения максимальной концентрации его в крови осуществляют поперечную гальванизацию при расположении патологического очага (пораженного органа) в межэлектродном пространстве. В основе этого способа электрофореза лежит элиминирующая способность постоянного тока, что позволяет, варьируя расположение электродов, создавать в патологическом очаге высокую концентрацию лекарства. Кроме того, постоянный ток повышает проницаемость гисто-гематических барьеров и адсорбционную активность тканей в зоне воздействия.  
      Наибольшее распространение внутритканевой электрофорез получил при лечении заболеваний органов дыхания, печени, поджелудочной железы, облитерирующих заболеваний сосудов конечностей. Важнейшими достоинствами этого способа электрофореза являются быстрота наступления эффекта, возможность применения в острых стадиях патологического процесса, более экономное расходование лекарств. При внутритканевом электрофорезе можно использовать многокомпонентные лекарственные растворы, а также не требуется учитывать полярность применяемых лекарств.  
      Существуют и иные модификации лекарственного электрофореза, предложенные с целью повышения его эффективности (пролонгированный и лабильный электрофорез, микроэлектрофорез и др.), однако они требуют специального оснащения. С успехом используются сочетания лекарственного электрофореза с другими физическими факторами (индуктотермией - индуктотермоэлектрофорез; ультразвуком - электрофонофорез; вакуумом - вакуум электрофорез, холодом - криоэлектрофорез и т.д.).  
      Электрофорез также широко комбинируют с физическими факторами (ультразвук, микроволны и др.), существенно повышающими эпителиальную проницаемость.

 

Этапы проведения:

1. Подготовить аппарат к работе (ГР-2):

- проверить соответствие напряжения трансформатора аппарата напряжению сети;

- проверить кнопку включателя  сети 5: она не должна быть нажата, т.е. должна находиться в выключенном  положении;

- повернуть ручку регулятора  тока 2 до упора против часовой  стрелки;

- вставить вилку сетевого шнура в розетку электросети;

- нажать пружинные кнопки 3 фиксаторов  А и П;

- подключить к выходным гнездам  однополюсных вилок провода электродов.

2. Подготовить пациента к процедуре:

- удобно усадить (успокоить) пациента  и ознакомить его с характером ощущений, возникающих во время процедуры;

- осмотреть участки кожи (слизистой  оболочки до наложения электродов), в месте воздействия сальную  кожу, загрязненную кожу обмыть  теплой водой, обезжирить ватой, смоченной спиртом, изолировать  участок дефекта целлофаном, клеенкой);

- подключить пассивный и активный  электроды. Пассивный электрод укрепляют  на руке с помощью резинового  бинта, активный – по назначению (в корневой канал – проволочный, на десну – в виде резинового  корытца длиной от 3 до 10 см и шириной 1 см с вложенной  в него свинцовой пластиной, закрытой влажной марлевой полоской из 10-12 слоев).

3. Провести процедуру:

- нажать кнопку 5 («Вкл.»), подключая  ток к аппарату; при этом загорается  одна из сигнальных ламп, А+ или А-(4), указывая на полюс, к которому подключено гнездо А (3); при необходимости перемены полярности нажимают кнопку А± (6);

- повернуть ручку регулятора  тока 2 плавно, медленно по часовой  стрелке и по ощущению больного (не должно быть боли или  жжения) и показателю миллиамперметра установить силу тока.

4. Закончить процедуру:

- установить ручку регулятора  тока 2 до упора против часовой  стрелки;

- отключить электроды;

- отключить аппарат от сети 5.

При проведении процедуры на необходимые участки кожи, слизистой оболочки полости рта помещают хорошо увлажненные горячей водой и отжатые гидрофильные прокладки, поверх них металлические пластинки, которые должны накладываться на кожу всегда одной и той же стороной. Провода не должны лежать на теле пациента. Электроды фиксируют резиновыми или эластичными бинтами, для надежности контакта используют мешочки с песком. Во время процедуры больной должен лежать или сидеть спокойно, не разговаривать и не читать. При засыпании пациента ток отключают.

Во время процедуры пациент должен чувствовать легкое покалывание (пощипывание) под электродами. Появление чувства жжения служит сигналом к снижению плотности подводимого тока. Онемение участка кожи при электрофорезе местных анестетиков не является причиной увеличения плотности используемого тока. Продолжительность процедур и длительность курса не превышают аналогичных величин для гальванизации. Их определяют с учетом фармакодинамики вводимого вещества.

После каждой процедуры прокладки промывают проточной водой и кипятком, высушивают.  

Остановимся на ошибках, которые наиболее часто встречаются в практической физиотерапии. 
1. Сестра физиотерапевтического кабинета периодически должна проверять полярность клемм аппарата (особенно нового или поступившего из ремонта). Понятно, что при перепутывании полярности зажимов аппарата в организм будут вводиться не те ионы, которые назначены врачом. 
2. В аппаратах для гальванизации и лекарственного электрофореза (особенно импортных), а также в аппаратах для амплипульстерапии иногда некачественно работает система выпрямления, и тогда ими генерируется частично переменный ток. Последний, разумеется, не обеспечивает введения в организм терапевтически значимого количества лекарственного вещества. 
3. Иногда для лекарственного электрофореза используются немаркированные или плохо обработанные прокладки. В таких прокладках со временем накапливаются различные (паразитарные) ионы и при проведении очередной процедуры в организм наряду с лекарственными ионами будут вводиться и паразитарные, что совершенно недопустимо. Такие прокладки часто вызывают чрезмерное раздражение кожи и ее аллергизацию. 
4. При лекарственном электрофорезе образуются продукты электролиза (чаще всего кислота или щелочь), которые могут достигать лекарственной прокладки и отрицательно влиять на лекарственное вещество. Поэтому при электрофорезе лекарств, чувствительных к рН среды (антибиотики, белки, ферменты и др.), необходимо принимать защитные меры. С этой целью пользуются: защитными целлофановыми пленками; приготовлением рабочих растворов на буферных смесях; увеличением толщины гидрофильных прокладок или применением защитной прокладки, смоченной 5%-ным раствором глюкозы или 1%-ным раствором гликокола. 
5. При проведении многих процедур (особенно на область сустава) нередко слишком сближают края прокладок или пользуются прокладками излишне большой площади. В этом случае значительная часть тока проходит по краям сустава, и лекарственное вещество не поступает в полость сустава (в глубь тканей). То же самое происходит и при пользовании чрезмерно смоченными водой и лекарственным раствором прокладками. 
6. Часто допускаются ошибки при выборе и расположении электродов на теле больного. Например при электрофорезе на воротниковую область индифферентный электрод берут слишком малых размеров и он, по существу, оказывается активным. При проведении процедур в области головы (глазнично-затылочная или лобно-затылочная методики) индифферентный электрод располагают не на задней поверхности шеи, как следует делать, а в межлопаточной области и т.д. 
7. По просьбам лечащих врачей в лечебной практике нередко используются случайные или мало обоснованные методики. Делать этого не следует, ибо без тщательных предварительных исследований, проводимых по определенному алгоритму, нельзя быть уверенным, что используемое вещество вводится в организм, не разрушается током, сохраняет свою специфическую фармакологическую активность и т.д. 
8. Несмотря на кажущуюся ясность в вопросе выбора растворителя для электрофореза, во многих клиниках и сегодня продолжают использовать для этих целей физиологический раствор, растворы глюкозы, бикарбоната натрия или других электролитов. Ионы этих растворителей будут являться паразитарными по отношению к вводимым лекарствам и многократно уменьшать их электрофоретическое введение в организм. 
9. Не всегда должное внимание уделяется выбору формы препарата. Например вместо норсульфазола натрия используют норсульфазол, вместо этазол-натрия – этазол, растворимого фурагина – фурагин и т.д. Ошибочным является и использование для электрофореза растворов, приготовленных из таблетированных форм препарата (интал, бутадион, аминалон и др.). 
10. Во многих клиниках злоупотребляют использованием для электрофореза сложных лекарственных смесей, нередко составленных произвольно. Во-первых, при этом часто нарушаются правила совместимости (химической, физической или фармакологической) лекарств. Во-вторых, нанесение на прокладку смеси лекарств ведет к заметному уменьшению электрофоретической подвижности каждого из них, что снижает в итоге терапевтический результат. 
11. Встречаются нарушения техники и методики электрофореза, обусловленные несоблюдением полярности введения лекарств. В одних случаях эта ошибка обусловлена тем, что полярность того или иного вещества неправильно либо определена, либо описана в книге (руководстве). Еще более грубой ошибкой считаются те случаи, когда полярность введения лекарств не соблюдается по халатности или незнанию.