CC BY
57Электронный журнал «Техническая акустика» http://www .ejta.org
2013, 3
В. В. Педдер1, В. Н. Хмелёв2, А. В. Педдер1, А. В. Шалунов2,
В. К. Косёнок3, А. Н. Галахов2, Е. В. Надей1, В. А. Нестеров2,
Р. Н. Голых2
ООО «НПП «МЕТРОМЕД» Россия, 644012, г. Омск, ул. Долгирева, 117А, e-mail: [email protected]
2Бийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул.Трофимова, 27, e-mail: [email protected] 3Омская государственная медицинская академия, Россия, 644043, г. Омск, ул. Ленина, 12, emal: [email protected]
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
Получена 19.03.2013, опубликована 18.04.2013
Статья посвящена разработке оборудования дистанционного (бесконтактного) энергетического воздействия ультразвуковыми
колебаниями высокой интенсивности для поверхностной обработки биотканей с одновременным напылением лекарственных растворов. Разработан опытный образец аппарата, обеспечившего проведение исследований и клинической апробации. В статье представлены результаты измерения распределения ультразвуковых колебаний дискового излучателя и определён дисперсный состав создаваемого аэрозоля. Показана целесообразность применения аппарата в клинической практике. Теоретические и экспериментальные исследования позволили создать на основе ультразвуковой колебательной системы с дисковым излучателем устройство распыления лекарственных препаратов с одновременной обработкой ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности.
Ключевые слова: ультразвук, колебательная система, обработка биотканей, дисковый излучатель, распыление.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время проблема дистанционного энергетического воздействия для обработки поверхности биотканей с одновременным нанесением лекарственного препарата является актуальной. Одним из наиболее востребованных применений такого воздействия является использование его при различных оперативных вмешательствах, где необходимо одновременное нанесение лекарственного препарата на область очага инфекции или оперативную зону при их озвучивании ультразвуковыми (УЗ) колебаниями высокой интенсивности.
При этом дистанционная обработка биотканей осуществляется УЗ колебаниями, воздействие которых проявляется в виде высокоинтенсивных колебаний,
аэродинамических течений в газовой и аэрозольной средах, осуществляющих воздействие на поверхность биоткани.
Однако практическое использование дистанционного энергетического воздействия УЗ колебаниями высокой интенсивности для обработки биотканей с одновременным распылением лекарственных растворов не нашло широкого применения, поскольку связано со сложностью формирования упругих колебаний высокой интенсивности в газовых средах на большой поверхности и в связи отсутствием специализированного оборудования.
Учитывая накопленный опыт создания ультразвуковых колебательных систем (УЗКС) с дисковым излучателем и разработки соответствующих УЗ аппаратных средств для реализации технологических процессов, специалистами Научнопроизводственного предприятия «Метромед» (г. Омск) и Центра Ультразвуковых Технологий (г. Бийск) была поставлена задача по разработке и апробации в клинических условиях аппарата для дистанционной поверхностной высокоинтенсивной УЗ обработки биотканей с одновременным напылением лекарственного раствора [1]. Поэтому аппарат для дистанционной УЗ обработки биотканей должен содержать в своем составе: акустический узел, включающий в себя УЗКС на основе пьезоэлектрического преобразователя, дисковый излучатель и систему подачи распыляемого лекарственного раствора, а также электронный генератор, предназначенный для питания преобразователя.
Для создания такого аппарата необходимо решить ряд частных задач:
1. Предложить и разработать УЗКС с дисковым излучателем, способную обеспечить высокоинтенсивную обработку биотканей через газовую среду (воздух).
2. Разработать и обеспечить функционирование электронного генератора, предназначенного для питания пьезопреобразователя УЗКС, обеспечивающего стабилизацию режимов работы по частоте и амплитуде механических колебаний при наличии дестабилизирующих воздействий — температуры и нагрузки.
3. Разработать систему подачи и регулирования расхода лекарственного раствора к рабочей поверхности дискового излучателя для его мелкодисперсного распыления в виде факела аэрозоля.
4. Провести исследования по определению функциональных возможностей созданного опытного образца аппарата (обеспечение достаточной интенсивности УЗ колебаний на определенных расстояниях от излучающей поверхности дискового излучателя, дисперсности распыляемой жидкости и т. п.).
5. Провести ограниченную клиническую апробацию разработанного опытного образца аппарата для дистанционной обработки биотканей УЗ колебаниями высокой интенсивности при одновременном напылении на них лекарственного раствора в виде УЗ аэрозольного факела.
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АППАРАТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ БИОТКАНЕЙ
УЗКС, предназначенную для преобразования энергии электрических колебаний и их ввод в обрабатываемые среды необходимо использовать совместно с дисковым излучателем большой площади [2]. При этом дисковый излучатель должен быть выполнен в виде ступенчато-переменного по толщине диска [3-5]. Конструктивная схема УЗКС с дисковым излучателем изображена на рисунке 1. Основные технические характеристики разработанной УЗКС с дисковым излучателем представлены в таблице 1.
Рисунок 1.
Модель УЗКС с дисковым излучателем
Таблица І. Основные технические характеристики УЗКС
Характеристика Значение
Резонансная частота, кГц 24,6
Диаметр дискового излучателя, (мм) 250
Габаритные размеры колебательной системы с дисковым излучателем, мм 250x250x135
Питание УЗКС с дисковым излучателем осуществляется от электронного генератора, обеспечивающего поддержание оптимального режима питания преобразователя колебательной системы, а именно, соответствия частоты выходного напряжения генератора и резонансной частоты пьезоэлектрической колебательной системы, согласование выходного импеданса генератора с нагрузкой и поддержание амплитуды механических колебаний на заданном уровне при возможных изменениях условий эксплуатации [6].
На рисунке 2 показан внешний вид разработанного электронного генератора. Измеренные основные технические характеристики генератора представлены в таблице 2.
Для функционирования аппарата и проведения экспериментальных исследований процесса УЗ распыления была разработана система подачи лекарственного раствора. Подача раствора на рабочую поверхность дискового излучателя осуществляется посредством отверстий, выполненных по диаметральной линии дискового излучателя в
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
минимумах механических колебаний, в которые устанавливались дозаторы регулирующие расход раствора. При такой их установке с излучающей поверхности дискового излучателя осуществляется растекание, а затем и полное распыление раствора. На рисунке 3 показана схема установки дозаторов в отверстия дискового излучателя.
Рисунок 2.
Внешний вид электронного генератора
Таблица 2. Основные технические характеристики электронного генератора
Характеристика Значение
Потребляемая мощность, Вт Не более 80
Частота, кГц 26,5 +/-2,7
Напряжение питания, В 220 +/-22
Габаритные размеры, мм 230x200x80
Дозаторы удерживаются на определенном расстоянии от поверхности диска с помощью кронштейна и прижимных пластин. При таком расположении и количестве отверстий для подачи лекарственного раствора на колеблющуюся поверхность дискового излучателя не происходит демпфирования всей УЗКС, а также обеспечивается равномерный факел распыла на расстоянии 100 мм от диска и более. При перемещении УЗ дискового распылителя перпендикулярно плоскости распыла, возможна обработка за один проход большой площади участка биотканей.
Рисунок 3.
Схема установки дозаторов
Акустический узел разработанного аппарата представлен на рисунке 4. Разработанный аппарат состоит из электронного генератора УЗ частоты для питания УЗКС 1 с дисковым излучателем 2, корпуса 3, вентилятора для охлаждения 4, ручек 5, системы подачи и регулирования расхода лекарственного раствора, состоящая из шести дозаторов 6 с регулированием расхода, кронштейна дозаторов 7, подводящих трубок с разветвителями 8, двух прижимных пластин дозаторов 9 и штуцера 10.
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
Устройство дискового излучателя, одновременно способного выполнять функцию распылителя, должно обеспечивать необходимую интенсивность колебаний на технологически целесообразном расстоянии от излучающей поверхности, а также равномерный факел распыла лекарственного раствора.
Рисунок 4.
Акустический узел аппарата для дистанционной ультразвуковой обработки биотканей УЗ колебаниями высокой интенсивности при одновременном напылении УЗ аэрозольного факела лекарственного раствора
2. ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИИ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Для определения функциональных возможностей созданного аппарата были проведены лабораторные исследования при реализации процесса распыления [7]. Измерения распределения интенсивности колебаний от излучающей поверхности диска проводились на стенде, представленном на рисунке 5.
Рисунок 5.
Стенд для измерения интенсивности колебаний
УЗКС с дисковым излучателем направлена излучающей поверхностью вверх. Над диском, на подвижной балке установлен микрофон, на котором устанавливается отражающая поверхность в виде круга с отверстием в центре. Подвижная балка имеет возможность перемещения вдоль направляющих для измерения интенсивности колебаний дискового излучателя в разных точках. В раме стенда выполнены отверстия для изменения расстояния от микрофона до излучающей поверхности диска. Вдоль направляющих установлена линейка для измерения расстояния микрофона относительно оси вращения УЗКС.
Измерения распределения интенсивности звукового давления производились анализатором шума и вибраций «Ассистент» (ООО «НТМ-ЗАЩИТА», РФ) на
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
расстояниях 50, 100 и 150 мм от излучающей поверхности диска с отражающей поверхностью и без нее, при максимальной мощности электронного генератора.
На рисунке 6 показано распределение интенсивности колебаний на расстоянии 50 мм от излучающей поверхности диска.
Рисунок 6.
Распределение интенсивности колебаний на расстоянии 50 мм от излучающей поверхности диска
Максимальное значение интенсивности колебаний на расстоянии 50 мм от излучающей поверхности диска без отражения составляет 148 дБ, с отражением 151 дБ. Среднее значение интенсивности вдоль диаметра диска (на расстоянии 50 мм от его излучающей поверхности) без отражения — 142 дБ, с отражением — 139,6 дБ. В центре диска наблюдается минимум интенсивности. Это связано с формой головки стягивающего болта имеющей «грибовидную» форму, на поверхности которой фокусировка УЗ отсутствует. При использовании отражающей поверхности, часть падающих и отраженных волн взаимно компенсируются, вследствие чего интенсивность падает до 117 дБ.
На рисунке 7 показано распределение интенсивности колебаний на расстоянии 100 мм от излучающей поверхности диска. Максимальное значение интенсивности колебаний на расстоянии 100 мм от излучающей поверхности диска, как с отражением, так и без него составляет 147,3 дБ. Из графиков видно, что на расстоянии 100 мм отражающая поверхность «сглаживает» неравномерность распределения интенсивности. Среднее значение интенсивности вдоль диаметра на данном расстоянии без отражения — 139,7 дБ, с отражением — 141,5 дБ.
На рисунке 8 показано распределение интенсивности колебаний на расстоянии 150 мм от излучающей поверхности диска. Максимальное значение интенсивности колебаний на расстоянии 150 мм от поверхности диска как с отражением, так и без него составляет 151,3 дБ. В связи с тем, что для стягивания диска с концентратором колебаний используется болт с головкой «грибовидной» формы, амплитуда колебаний в центре диска на данном расстоянии минимальная. Вследствие этого интенсивность колебаний в центре дискового излучателя минимальна. Среднее значение
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
интенсивности вдоль диаметра диска на данном расстоянии без отражения — 135 дБ, с отражением — 135,3 дБ.
Таким образом, оптимальным расстоянием до обрабатываемой поверхности биоткани является диапазон 75-125 мм.
Рисунок 7.
Распределение интенсивности колебаний на расстоянии 100 мм от излучающей поверхности диска
Рисунок 8.
Распределение интенсивности колебаний на расстоянии 150 мм от излучающей поверхности диска
Иллюстрация процесса дистанционного воздействия на биоткани колебаниями высокой интенсивности при одновременном УЗ распылении лекарственного раствора представлена на рисунке 9.
Рисунок 9.
Иллюстрация процесса дистанционного воздействия
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
Далее проводились исследования, направленные на определение дисперсного состава распыляемого раствора. Для этого использовалась экспериментальная установка представленная на рисунке 10, состоящая из акустического узла с дисковым излучателем -распылителем 1, генератора 2, микроскопа «МИКМЕД-6» 3 и
дозаторов 4.
Рисунок 10.
Экспериментальная установка для определения дисперсного состава формируемых капель раствор
1- акустический узел с дисковым излучателем - распылителем;
2- генератор; 3- микроскоп МИКМЕД-6; 4- дозаторы
Распыляемый раствор самотеком подается из расположенной на штативе ёмкости (на рисунке не показана). Расход раствора регулируется дозаторами 4. При проведении экспериментов предметное стекло покрывалось слоем вязкой жидкости (иммерсионная среда), в которой капли распыляемой жидкости не растворяются достаточно продолжительное время. Иммерсионная среда должна соответствовать следующим требованиям: не должна вступать с частицами во взаимодействие, которое может привести к изменению формы капель, не должна обладать повышенной летучестью. В качестве такой среды использовалось трансформаторное масло. Для получения проб, содержащих капли исследуемого аэрозоля, трансформаторное масло наносилось ровным слоем на предметное стекло. После стабилизации работы УЗ дискового распылителя, предметное стекло с иммерсионным слоем проносилось равномерно через факел аэрозоля распыленного раствора, нормально к его оси на определенном расстоянии. Затем стекло устанавливалось на предметный столик микроскопа 3 и производилось микрофотографирование капель распыленного раствора. Для микрофотографирования использовались микроскоп типа МИКМЕД-6 и цифровой фотоаппарат. Далее снимки передавались на персональный компьютер, где по каждому из них, с помощью компьютерной программы распознавания графических объектов, определялись средние диаметры капель. При проведении экспериментов в качестве распыляемого раствора использовалась вода. На рисунке 11 представлены полученные фотографии сформированных капель распылённого ультразвуком аэрозоля.
На основе полученных экспериментальных данных были построены гистограммы распределения диаметров формируемых капель раствора (рисунок 12).
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
Ш
)
О»
т
о
О
Рисунок 11. Фото капель воды, полученных УЗ дисковым распылителем на частоте
26,5 кГц
12
л
оооосооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооо
НГМГО^1Г15Г'ООЯОН<ЧГО^1Лф|ЧОООО?ч(\ГГ!$1Л.^ООаОг11\*$1Л0^МООН1МГО<}1ЛО
Диаметр капель (мкм)
Рисунок 12. Гистограмма распределения диаметров формируемых УЗ распылением
капель раствора
На основе полученной гистограммы был рассчитан средний диаметр капель, образующихся при распылении воды, равный 100 мкм и среднеквадратичное отклонение равное 68 мкм. Разработанная система подачи распыляемого раствора обеспечивает максимальную производительность распыления 0,1 л/мин. Краткие технические характеристики разработанного аппарата для дистанционного воздействия на биоткани УЗ колебаниями высокой интенсивности при одновременном УЗ распылении лекарственного раствора приведены в таблице 3.
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
Таблица 3. Технические характеристики разработанного аппарата
Характеристика Значение
Питание от сети переменного тока напряжением, В 220±22
Потребляемая мощность, Вт Не более 80
Резонансная частота, кГц 26,5 +/- 2,7
Максимальная амплитуда механических колебаний, мкм 30
Интенсивность колебаний (среднее значение на расстоянии 100 мм), дБ, не менее 135
Диаметр диска, мм 250
Габаритные размеры акустического узла с диском, мм 260x300x250
Габаритные размеры электронного блока, мм 300x300x130
Производительность распыления, л/мин 0,1
4. КЛИНИЧЕСКАЯ АПРОБАЦИЯ
Клиническая апробация разработанного аппарата для дистанционной обработки биотканей колебаниями высокой интенсивности при одновременном УЗ распылении лекарственного раствора была осуществлена на клинической базе кафедры онкологии ОмГМА при комплексном лечении больных псориазом. Вид применяемых лекарственных веществ, экспозиция УЗ воздействия сформированным односторонним равномерным полем излучения и лекарственным веществом на большие площади, изменённые патологическим процессом биотканей пациента, а также количество сеансов лечения, принятых при УЗ терапии, определялись лечащим врачом.
Пример. Больной С., 31год. Диагноз: Вульгарный псориаз I типа, прогрессирующая стадия, распространенная форма, индекс РаБ1 40. После обследования пациента и уточнения диагноза проведено консервативное лечение в условиях дневного стационара в течение четырёх недель по общепринятой схеме лечения. Дополнительно, пациенту проводилась дистанционная УЗ обработка участков псориатических поражений на коже (в области груди с их переходом на область живота), а также их УЗ аэрозольная обработка факелом распыла озон/КО-содержащего раствор лекарственного вещества (озон/КО-содержащий физиологический раствор, 5-10% озонидсодержащая масляная эмульсия типа «масло в воде»). Озон/КО-содержащие лекарственные растворы выбраны исходя из того, что они обладают выраженными бактерицидными, фунгицидными, вирулицидными, детоксицирующими, иммунокоррегирующими, десенсибилизирующими, противоотёчными, оксигенирующими, анальгезирующими и прочими полезными свойствами. Поэтому воздействие на поражённый патологическим процессом эпидермис и продукты его деструкции, в области псориатических бляшек, осуществляют ежедневно в течение первых двух недель лечения, а в последующие две недели — через день.
Перед проведением процедуры лечения пациента располагают в положении «лёжа на спине» или «лежа не животе» (рисунок 13). Салфеткой с антисептическим раствором
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
проводят обработку псориатических очагов и прилежащих к ним тканей с одновременным удалением секрета сальных и потовых желез. Затем осуществляют многоэтапную медицинскую технологию лечения, реализуемую применением разработанного аппарата и аппарата для газовой озон/КО-терапии «Озотрон» (НПП «Метромед», г. Омск).
На первом этапе лечения псориаза осуществляют процедуру дистанционной (бесконтактной) УЗ обработки поражённой кожи в области участков псориатических очагов и прилежащих к ним тканей полем УЗ излучения, формирующим УЗ ветер. Для этого акустический узел с дисковым излучателем располагают, как правило, на расстоянии 100-150 мм от поверхности кожи, так как на этом расстоянии формируется равномерное поле излучения. Продольным возвратно-поступательным перемещением кушетки ориентируют область псориатических очагов и прилежащих к ним тканей относительно установленной по высоте акустической системы. Затем включают генератор и осуществляют бесконтактное воздействие равномерным полем УЗ излучения (УЗ ветер) на поражённую кожу пациента в области участков псориатических очагов и прилежащих к ним тканей. Экспозиция УЗ воздействия — 30-60 секунд на кв. дм. поверхности поражённой кожи. При обработке большой площади кожи, поражённой псориазом, осуществляют её последовательную секторальную обработку. После окончания процедуры обработки поражённой кожи равномерным полем УЗ излучения, генератор отключают и приступают ко второму этапу лечения.
На втором этапе лечения псориаза, поражённая кожа в области участков псориатических очагов и прилежащих к ним тканей, обработанная на первом этапе лечения, подвергается процедуре дистанционной УЗ обработки путем её УЗ аэрозольной обработки факелом распыла лекарственного раствора (рисунок 9) при ранее установленной по высоте и положению акустической системы с УЗ дисковым излучателем. Для этого включают генератор и подают для распыления предварительно приготовленный лекарственный раствор, содержащий: озон/КО-содержащий
физиологический раствор (применявшийся в первую неделю лечения) и 5-10% озонидсодержащую масляную эмульсию типа «масло в воде». Раствор поступает через магистральный патрубок к системе дозаторов, связанных с изгибно-колеблющимся дисковым излучателем. Далее лекарственный раствор через дренирующие распыливающие отверстия подаётся к колеблющейся фронтальной поверхности излучения дискового излучателя, обеспечивающей создание факела распыла лекарственного раствора. При этом с одной стороны осуществляется ультразвуковая активация лекарственного вещества, а с другой — энергия от колеблющейся фронтальной поверхности излучения дискового излучателя передаётся образуемым эшелонам аэрозольных частиц, воздействующим на поражённую патологическим процессом кожу пациента. Экспозиция ультразвукового воздействия — 5-10 секунд/дм2 поверхности поражённой кожи. Расход лекарственного раствора — 60 мл/мин.
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
В процессе проводимого курса лечения (после 12-го - 14-го сеанса, проводимых через день) у больного наблюдался регресс очагов поражений, купировались воспалительные явления, цвет кожных покровов приобрёл обычную окраску. В дальнейшем пациенту рекомендовано соблюдение диеты, уход за кожными покровами, а также назначена седативная терапия. Динамическое наблюдение в течение 6 месяцев показало отсутствие рецидива заболевания.
Клиническая апробация разработанного аппарата показала целесообразность его применения для бесконтактной УЗ обработки биотканей, изменённых патологическим процессом, имеющих большую площадь и поверхностную неровность. Аппарат обладает многофункциональностью, позволяющей в едином технологическом процессе лечения обеспечивать воздействие на поражённые патологическим процессом биоткани как односторонним равномерным полем УЗ излучения достаточной интенсивности, формирующим УЗ ветер, так и УЗ аэрозольной обработкой их факелом распыла активированного в поле ультразвука лекарственного раствора.
Вновь разработанный аппарат может быть использован при УЗ терапии широкого круга заболеваний в разных отраслях клинической практики: при консервативной терапии, физиотерапии, хирургии, дерматологии, онкологии, эндокринологии, комбустологии, акушерстве и гинекологии, косметологии, спортивной медицине, медицинской и ветеринарной биотехнологиях и пр.
К настоящему времени опытный образец разработанного аппарата, имеющего товарные знаки (знаки обозначения)- «Аэротон» и «АэроУЗ», в комплексе с серийно выпускаемым аппаратом для газовой озонотерапии «Озотрон» (НПП «Метромед», г. Омск), проходят стадию приёмки, регламентированную Росздравнадзором.
Рисунок 13.
Общий вид проведения процедуры
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведённых исследований, разработан опытный образец аппарата для дистанционного воздействия на биоткани УЗ колебаниями высокой интенсивности при одновременном УЗ распылении лекарственного раствора. При этом получены следующие результаты:
1. Предложен и разработан акустический узел, включающий УЗКС с дисковым излучателем, обеспечивающий излучение с интенсивностью не менее 135 дБ на расстоянии 75-125 мм. Разработанная система подачи распыляемого раствора обеспечивает максимальную производительность распыления 0,1 л/мин при среднем диаметре капель жидкости (воды) 50-100 мкм.
2. Разработан электронный генератор для питания УЗКС с дисковым излучателем, позволяющим обеспечить стабилизацию режимов работы по частоте и амплитуде механических колебаний в условиях дестабилизирующих воздействий температуры, нагрузки и других параметров внешней технологической среды.
3. Разработана система подачи и регулирования расхода распыляемых растворов.
4. Проведены исследования функциональных возможностей созданного образца аппарата, в результате которых установлено распределение интенсивности УЗ колебаний на разных расстояниях от излучающей поверхности диска, показавшее, что оптимальным расстоянием, при котором необходимо проводить дистанционную обработку биотканей с воздействием на них УЗ колебаниями высокой интенсивности при одновременном УЗ распылении лекарственного раствора, является расстояние от 75 мм до 125 мм.
5. Клиническая апробация опытного образца разработанного аппарата подтвердила его эффективность при осуществлении консервативной терапии больного псориазом. Показана возможность реализации инновационных медицинских технологий консервативной терапии и восстановительного лечения для широкого круга заболеваний в разных отраслях клинической медицины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 2452454 Р.Ф: МКИ А 61Н 23/00. Устройство для бесконтактной ультразвуковой обработки биотканей /Педдер В. В., Педдер А. В., Хмелёв В. Н. [и др.].-№2010139491/14; заявл.24.09.2010; опубл. 10.06.2012 Бюл. №16.- 16 с.
2. Е. Кикучи. Ультразвуковые преобразователи [Текст]. - М.: Мир, 1972. - 424 с.
3. В. Н. Хмелев, А. В. Шалунов, А. Н. Галахов. Разработка ультразвукового оборудования для разрушения пен и исследование его функциональных возможностей [Текст]. Вестник ТГТУ. 2011. Том 17. № 4. Transactions TSTU. ISSN 0136-5835.
с. 969-978.
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
4. В. Н. Хмелев, В. А. Киданов, А. В. Шалунов, А. Н. Лебедев. Метод расчета ультразвуковых излучателей на основе изгибных колебаний дисков ступенчатопеременной формы [Текст]. International conference and seminar on micro/nanotechnologies and electron devices EDM 2010. - Novosibirsk: NSTU, 2010.
5. В. Н. Хмелев, В. А. Киданов, А. Н. Галахов, А. Н. Лебедев. Метод аналитического расчета и оптимизации формы колебаний ступенчато-переменных излучателей для воздействия на газовые среды [Текст]. Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях (ИАМП-2010): материалы 7-й Всероссийской научно-технической конференции. - Бийск: АлтГТУ, 2010. - c.102-105.
6. В. Н. Хмелев [и др.]. Способ повышения качества работы систем ФАПЧ электронных ультразвуковых технологических аппаратов [Текст]. Измерения, автоматизация и моделирование в промышленных и научных исследованиях: межвузовский сборник / под ред. Г. В. Леонова. - Бийск, 2002. - С. 178-184.
7. В. Н. Хмелёв, А. В. Шалунов, А. В. Шалунова. Ультразвуковое распыление [Текст]. Алтайский гос. тех. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010,
192с.
В. В. Педдер, В. Н. Хмелёв, А. В. Педдер, А. В. Шалунов, В. К. Косёнок, А. Н. Галахов, Е. В. Надей,
В. А. Нестеров, Р.Н. Голых
Дистанционная обработка биотканей ультразвуком с одновременным напылением лекарственных растворов
