2

©

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации»

КАФЕДРА ФИЗИКИ

ЛЕЧЕБНЫЙ ЭЛЕКТРОФОРЕЗ И ГАЛЬВАНИЗАЦИЯ Методические указания для лабораторной работы №5

Тверь 2005

Методические указания составлены кафедрой медбиофизики ТГМА и предназначены в помощь студентам лечебного, стоматологического, педиатрического и фармацевтического факультетов при подготовке и выполнении лабораторной работы.

Методические указания подготовили

доцент Бахтилов В.В.

ст.преп. Гординская Е.Н.

Лабораторная работа № 5

ЛЕЧЕБНЫЙ ЭЛЕКТРОФОРЕЗ И ГАЛЬВАНИЗАЦИЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Изучить применение постоянного электрического тока с лечебной целью.

2. Экспериментально определить величину подвижности ионов.

3. Изучить устройство аппарата для гальванизации и электрофореза.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: аппарат для гальванизации и электрофореза, вольтметр, установка для определения подвижности ионов, состоящая из столика и двух стаканов с электролитом, помещенных на подставке, раствор KMnO₄, фильтровальная бумага, предметное стекло, пипетка, провода, электроды.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Гальванизацией в медицине называется лечебный метод, при котором используется действие на ткани человека постоянного тока малой силы (плотностью до 0,1мA/см ², напряжением 60-80 В). Ток от источника подводится к телу пациента с помощью проводов, металлических (свинцовых) электродов и матерчатых прокладок, смоченных, например, водопроводной водой и помещаемых под электроды с целью предотвращения ожога кожи. При прохождении электрического тока по тканям в них возникают сложные физико-химические процессы. Вдоль силовых линий поля перемещаются ионы тканевых электролитов. Из-за различной подвижности ионов, а также накопления их у мембран в тканевых элементах и в клетках изменяется обычная концентрация ионов, что может вызвать возбуждение или торможение деятельности клеток, изменение кислотно-щелочного равновесия, водосодержания и других свойств тканей. Это приводит к реакции всего организма на постоянный ток.

Гальванизацию при необходимости совмещают с введением в ткани при помощи постоянного тока лекарственных веществ, образующих в растворе ионы. Процедура называется лечебным электрофорезом. Для проведения электрофореза прокладки, помещаемые под электроды, смачивают раствором лекарственного вещества. Из прокладки под положительным электродом вводят в ткани организма положительные ионы металлов и частицы сложных соединений, под отрицательным электродом - кислотные радикалы, отрицательные ионы и частицы сложных соединений. На рисунке показан некоторый объект, включающий в себя электропроводные ткани организма, содержащие раствор NaCl, прокладки (П), смоченные раствором СaСl₂ и KJ, и электроды (Э). Показано движение ионов (стрелками) и накопление конов на тканевых перегородках - поляризационные явления.

NaCl

Рис.1

У отрицательного электрода будет происходить нейтрализация ионов калия, затем вторичная реакция с водой, с образованием H₂ и КОН, 'а также переход йода из прокладки в ткань и движение к положительному электроду. У положительного электрода образуются Cl₂ , HCl, а ионы Са будут уходить в ткань. Время проведения процедуры электрофореза зависит от того, насколько быстро будет происходить движение ионов в ткани, т.е. от их скоростей. Понятно, что скорость иона тем больше, чем больше величина напряженности Е электрического поля, создаваемого в ткани источником тока. Однако, согласно второму закону Ньютона, если бы на ион действовало только электрическое поле, он двигался бы ускоренно. Вместе с тем, при увеличении скорости растет сила сопротивления его движению со стороны среды. Это происходит до тех пор, пока сила, действующая со стороны электрического поля, и сила сопротивления среды не уравновесятся. Тогда движение иона станет установившимся, т.е. будет происходить с постоянной скоростью V .

Часто скорость иона V прямопропорциональна величине напряженности электрического поля Е. Введя коэффициент и, эту зависимость можно записать:

V=uE

Величину и называют подвижностью ионов. Из приведенных рассуждений понятно, что подвижность ионов должна зависеть от сопротивления среды движению в ней данного иона, т.е. от свойств среды и иона (например, структуры или вязкости среды, температуры, формы иона, заряда, величины его сольватной оболочки и др.). Практически величина подвижности данного иона в данной среде определяется экспериментально.

Из формулы видно, что подвижность иона в данной среде, численно равна скорости его установившегося движения под действием поля единичной напряженности.

Из сказанного следует, что лечебный электрофорез протекает различно у разных пациентов и при использовании разных лекарственных растворов.

Постоянный ток для гальванизации и электрофореза получают путем преобразования переменного тока в постоянный. Таким образом, аппарат для гальванизации и электрофореза -это выпрямитель.