Электростимулятор желудочно-кишечного тракта с эндогенным ионофорезом микроэлементов
Область техники Изобретение относится к медицине и ветеринарии, а именно к электростимуляторам (ЭС) желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) с эндогенным ионофорезом микроэлементов, которые могут быть использованы, например, для введения в живой организм недостающих микроэлементов на фоне электростимуляции ЖКТ.
Предшествующий уровень техники
Известно, что ток, протекающий через границу электрод- раствор, состоит из тока заряжения (i3) двойного электрического слоя и тока за счет протекания электрохимической реакции (Фарадеева тока iф) i = i з + iф
Фарадеева составляющая тока обеспечивает эндогенный ионофорез материала электрода в стенку кишечника. То есть защитная пленка покрытия электрода электростимулятора растворяется в среде кишечника и обеспечивает моноионофорез материала покрытия.
Известен электронный нормализатор (описание изобретения к патенту РФ N° 2071368, М.Кл.6 А 61N 1/375), содержащий электроды, представляющие собой две изолированные части герметичного корпуса капсулы, внутри которой расположены формирователь сигналов и источник питания. Электроды выполнены из металлического или неметаллического токопроводящего материала с покрытием из микроэлемента или без него и изолированы втулкой,
формирователь сигналов представляет собой микропроцессор. Устройство содержит также контактный элемент, соприкасающийся с одним из полюсов источника питания, а другой полюс источника прижимается с помощью пружины, соединенной с одним из электродов.
Недостатком известного электронного нормализатора является неэффективная стимуляция работы желудочно-кишечного тракта или других органов из-за отсутствия возможности введения комплекса микроэлементов, в то время как течение различных болезней сопровождает дефицит нескольких микроэлементов. Например, при сахарном диабете в организме больного имеет место дефицит цинка, хрома, меди (Физиологическая роль и практическое применение микроэлементов. Рига, изд. "Зинатне", 1976, с. 204, 213-214, 221-222).
Известен электростимулятор (реферат свидетельства N° 1632 на полезную модель РФ, М.Кл.6 A61N1/36), содержащую герметичный корпус, состоящий из электродов, представляющих собой две электрически изолированные части, генератор сигналов и источник питания, расположенный внутри корпуса, микронагреватель, магнит для фиксации его в необходимой зоне. На корпус нанесено покрытие, обеспечивающее равномерный ввод в организм дефицитных микроэлементов. В одной из частей корпуса выполнено отверстие, рядом с которым внутри расположена лекарственная капсула. Покрытие, обеспечивающее равномерный ввод в организм дефицитных для него микроэлементов, содержит или Cu, или Ag, или Zn.
Недостатком известного электростимулятора является неэффективная стимуляция работы желудочно-кишечного тракта или других органов из-за отсутствия возможности введения комплекса микроэлементов, в то время как течение различных болезней
сопровождает дефицит нескольких микроэлементов.
Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к предлагаемому изобретению является электростимулятор желудочно- кишечного тракта (описание изобретения к патенту РФ Ns 2036671, М.Кл.6 A61N1/375), включающий генератор импульсов, источник питания и электроды, выполненные в виде двух электрически изолированных частей лекарственной капсулы, а генератор импульсов и источник питания размещены внутри капсулы. Электростимулятор ЖКТ содержит покрытие, нанесенное на электрод-анод в виде сплошной проводящей пленки одного из ряда микроэлементов толщиной не менее 10 мкм, т. е. на поверхность электрода-анода наносится пленка толщиной не менее 10 мкм или из цинка, или из никеля, или из хрома, или из другого микроэлемента, необходимого в данный момент организму. Недостатком известного электростимулятора ЖКТ является неэффективная стимуляция работы желудочно-кишечного тракта или других органов из-за отсутствия возможности введения комплекса микроэлементов, в то время как течение различных болезней сопровождает дефицит нескольких микроэлементов. Например, при сахарном диабете в организме больного имеет место дефицит цинка, хрома, меди.
Раскрытие изобретения
Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является создание электростимулятора, обеспечивающего повышение эффективности стимуляции работы желудочно-кишечного тракта или других органов путем многокомпонентного ионофореза микроэлементов.
Данная задача решается тем, что в электростимуляторе
желудочно-кишечного тракта с эндогенным электрофорезом микроэлементов, содержащем электроды с покрытием, выполненные в виде двух электрически изолированных частей герметичной капсулы, внутри которой расположены источник электропитания и 5 формирователь импульсов, соединенный с электродами, покрытие электродов, содержащее микроэлементы, выполнено в виде слоев из микроэлементов с различными электродными потенциалами (E ).
Оптимальным является нанесение слоев из микроэлементов на электроды таким образом, чтобы нижние слои имели больший ю стандартный электродный потенциал (E ) по отношению к верхним слоям.
Слой из микроэлемента, обладающего меньшим стандартным электродным потенциалом (E ), растворяется быстрее, чем слой с большим стандартным электродным потенциалом (E ) (Кузнецов В. В.
15 Физическая и коллоидная химия, Москва, Высшая школа, 1964, с. 269). Это обеспечит последовательность электрохимического растворения микроэлементов и разнесение усвоения во времени и пространстве желудочно-кишечным трактом микроэлементов, являющихся антагонистами 0 Нарушение такой последовательности может привести к негативным последствиям. Во-первых, одновременное введение двух микроэлементов, один из которых является антагонистом другого, даст нулевой эффект. Во-вторых, слой из микроэлемента представляет из себя очень тонкую и пористую пленку, и, если слои нанести не 5 должным образом, то из-за пористости пленки быстрее растворится нижний слой, а верхний слой отпадет и останется в кишечнике.
Во избежание гипермикроэлементоза слой из каждого микроэлемента должен иметь массу меньшую, или равную среднестатистической суточной потребности организма в этом
элементе.
Предпочтительным является установление между электродами диэлектической втулки.
В настоящее время автором не выявлен из источников информации электростимулятор ЖКТ в объеме предлагаемого изобретения.
Введение комплекса микроэлементов в живой организм с поверхности электродов электростимулятора ЖКТ происходит за счет последовательного растворения слоев из микроэлементов, нанесенных на электроды, т.е. при функционировании электростимулятора имеет место электрохимическая коррозия электродов в кислотно-щелочной среде желудочно-кишечного тракта и эндогенный ионофорез (Кузнецов В. В. Физическая и коллоидная химия, Москва, Высшая школа, 1964, с. 269). Регуляция скорости коррозии и, соответственно, поступление микроэлементов в организм достигается изменением толщины слоев из микроэлементов на электроде. Доза микроэлементов, введенных в организм, определяется суточной среднестатистической потребностью и ограничивается массой покрытия. Предлагаемое изобретение путем многокомпонентного ионофореза микроэлементов позволяет более эффективно использовать электростимулятор для введения в живой организм недостающих микроэлементов на фоне электростимуляции желудочно-кишечного тракта или других органов.
Краткое описание фигуры чертежа
На фиг. изображен пример конструкции электростимулятора желудочно-кишечного тракта с ионофорезом микроэлементов.
Пример осуществления изобретения
Электростимулятор ЖКТ состоит из герметичной капсулы, выполненной в виде двух электродов-колпачков 1 и 2 (см. фиг.), изолированных втулкой 3. Внутри капсулы размещены источник электропитания 4, состоящий из гальванических элементов, и интегральная схема формирователя 5 импульсов. Один полюс источника электропитания 4 контактирует с заклепкой 6, закрепленной на втулке 3, второй - с пружиной 7, закрепленной на электроде 1. На электродах 1 и (или) 2 сформированы покрытия 8 в виде слоев микроэлементов.
Нанесение покрытия может быть осуществлено из молекулярных пучков, ионным легированием, электрохимически, осаждением из газовой фазы или другим способом, причем как на всю поверхность, так и на часть поверхности электродов электростимулятора. Размеры электростимулятора ограничиваются возможностью его введения в ЖКТ.
В качестве электродных материалов электростимулятора могут выступать сами микроэлементы или содержащие их соединения или сплавы - при условии, что они обладают необходимыми электропроводностью, электрохимическими и конструкционными свойствами и за время экспозиции гарантированно не перейдут в организм в количествах, способных вызвать отравление или гипермикроэлементоз. Поскольку далеко не все микроэлементы удовлетворяют в полной мере указанным требованиям, более гибким представляется изготовление электрода - основы из нейтрального, достаточно инертного материала с последующим нанесеним покрытия, содержащего микроэлементы в оптимальной дозе.
Электростимулятор ЖКТ работает следующим образом.
Электростимулятор ЖКТ вводится в организм, например, путем
проглатывания. При шунтировании межэлектродного зазора стенкой и содержимым ЖКТ формирователь 5 импульсов переходит из ждущего режима в режим генерации импульсов. Электроимпульсы поступают на электроды 1 и 2, воздействуют на стенку ЖКТ и вызывают появление ответной реакции в виде волн перистальтики. Последние продвигают электростимулятор вместе с содержимым ЖКТ в дистальные его отделы. На них подается очередная серия импульсов, и процесс повторяется. При функционировании электростимулятора происходит последовательное растворение слоев микроэлементов, нанесенных на электроды, обеспечивая эндогенный ионофорез материала электрода в стенку кишечника, вследствие которого, в организм поступают недостающие микроэлементы. Доза микроэлементов, введенных в организм, определяется суточной среднестатистической потребностью и ограничивается массой покрытия.
Пример. В лечении больных сахарным диабетом показаны микроэлементы медь, хром, цинк. Электростимулятор ЖКТ с эндогенным ионофорезом указанного комплекса микроэлементов может быть выполнен с электродами из нержавеющей стали 12X18H9. На электроды-колпачки 1 и (или) 2 (см. фиг.) из нержавеющей стали электростимулятора ЖКТ нанесены слои последовательно медь, хром, цинк. Стандартные электродные потенциалы (E ), массы микроэлементов на электроде (M), соответствующие среднестатистической суточной потребности организма человека в указанных микроэлементах, скорости коррозии (J) приведены в таблице.
При введении электростимулятора ЖКТ в организм и при движении электростимулятора по желудочно-кишечному тракту первым растворяется слой цинка, обладающий меньшим стандартным
электродным потенциалом (E = - 0,76), затем — хрома (E = - 0,41) и последним - слой меди (E = + 0,34). Так как слои микроэлементов имеют массу меньше или равную среднестатистической суточной потребности организма в этом микроэлементе, организм получает недостающие микроэлементы в необходимом количестве без накопления микроэлементов в организме (гипермикроэлементоз).
Промышленная применимость Электростимулятор желудочно-кишечного тракта с эндогенным ионофорезом микроэлементов может быть использован при нарушениях обмена микроэлементов в организме человека, сопровождающего течение и развитие многих болезней. Предлагаемое изобретение позволяет скорректировать эти нарушения и путем многокомпонентного ионофореза микроэлементов более эффективно использовать электростимулятор для введения в живой организм недостающих микроэлементов на фоне электростимуляции желудочно-кишечного тракта или других органов.
Таблица
Микроэлемент Реакция в M, мг J, мг/час
Медь Cu → Cu2+ + 2e + 0, 34 2- 5 0,08- -0,21
Хром Cr → Cr2+ + 2e - 0 ,41 5- 10 0,21- -0,42
Цинк Zn → Zn2+ + 2e - 0 ,76 10- 15 0,42- -0,63