CC BY
24«C@yL@qyiym-J©yrMaL»#14i66),2©2© / TECHNICAL SCIENCE
TECHNICAL SCIENCE
УДК: 616-72: 608.2
Вальтер Ю.Р., Белошицкая О.К.
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»
DOI: 10.24411/2520-6990-2020-11895 МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО МЕХАНИЗМА РУЧКИ С ЭЛЕКТРОДАМИ ДЛЯ
ЭЛЕКТРОХИМИОТЕРАПИИ
Valter Yu.R., Biloshytska O.K.
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute "
MODELING OF THE INTERNAL MECHANISM OF A KNOB WITH ELECTRODES FOR
ELECTROCHEMOTHERAPY
Аннотация
В статье показано моделирование внутреннего механизма ручки с электродами и ее способа работы для клинического применения с аппаратом, который используется для проведения процедуры электрохимиотерапии при лечении онкологических больных. Abstract
The article shows modeling of the internal mechanism of the handle with electrodes and its method of work for clinical use with the device, which is used for electrochemotherapy procedure in the treatment of cancer patients.
Ключевые слова: электрохимиотерапия, моделирование, ручка с электродами. Key words: electrochemotherapy, modelling, handle with electrodes.
Введение
Лечение онкологических заболеваний с каждым годом все больше и больше совершенствуется, особенно в направлении менее вредного лечения. Именно такой метод борьбы со злокачественными новообразованиями как химиотерапия влияет вредно на весь организм, снижает иммунную систему и наносит дискомфорт пациенту. С помощью метода электропорации, которая является частью электрохимиотерапии, удается уменьшить количество курсов химиотерапии. Для реализации этой процедуры существуют приборы со сменными ручками с электродами, которые есть нескольких видов и назначения. При лечении рака кожи электрохимиотерапия является очень действенным способом борьбы, но, поскольку эта процедура включает в себя химиотерапию и ее усиление благодаря электропорации, она все равно вредна для пациента. Чтобы обеспечить уменьшение количества химиотерапии, которая вводится, можно усовершенствовать вид и функционал ручек с электродами, ускорить саму процедуру электрохимиотерапии.
Методы воздействия на онкологические заболевания при электрохимиотерапии
Электрохимиотерапия (ЭХТ) сочетает в себе введение непроницаемых или плохо проницаемых химиотерапевтических препаратов с применением электрических импульсов к опухолям, чтобы облегчить доставку лекарств в клетки. Аппараты для электрохимиотерапии используются при электро-порации ткани [1, 2]. Основными показаниями для
его использования являются: местное лечение подкожных и кожных метастазов независимо от их источника и от предыдущих методов лечения; лечение электропорационной генной терапией; электро-порация тканей человека; электропорация клеточных культур и на животных моделях [3].
Обзор существующих ручек с электродами аппарата для электрохимиотерапии и способы их воздействия на пациента
Одноразовые стерильные электроды для элек-тропораторов являются внешними медицинскими устройствами, специально разработанными в качестве прикладных частей к аппаратам электрохимиотерапии для клинического использования. Некоторые электроды необходимо подключить к аппарату с помощью ручки-аксессуара. Есть две модели ручки: синяя и зеленая. Они обе предназначены для многократного использования и для разных пациентов, а также их можно стерилизовать с использованием методов, применяемых для медицинской аппаратуры. Две модели могут быть идентифицированы по цвету их ручки, которая соответствует их именам, и по конфигурации электрических контактов, расположенных на конце ручки. [4] Каждый электрод может быть подключен только к одной из двух моделей рукоятки согласно инструкции конкретного электрода. Другие модели электродов не требуют соединения с аппаратом через ручку, а сразу представляют собой ручку с электродами, которые являются неизменными. Все электроды являются одноразовыми, то есть каждый
TECHNICAL SCIENCE / <<Ш1ШМУМ~^©иГМа1>#М66)),2©2©
электрод можно использовать только для одного пациента в течение одного сеанса лечения. [5]
Электрод следует выбирать в соответствии с типом лечения электрохимиотерапии или электро-геннотерапии, и по размеру поражений или их глубины [5]:
- игольчатые электроды шестиугольной формы используются для лечения больших и глубоких поражений;
- игольчатые электроды с параллельными рядами используются для лечения мелких и глубоких поражений;
- пластинчатый электрод (состоящий из двух пластин из нержавеющей стали) может использоваться для лечения поверхностных повреждений, не проникая в кожу;
- электроды «наперсточного типа» используются для лечения поражений в небольших анатомических полостях.
Снятие иголки и
проведение электропорации
с-\
Завершение работы
с аппаратом ч_
Рисунок 1. Алгоритм работы с ручкой
Моделирование внутреннего механизма ручки с электродом для проведения процедуры электрохимиотерапии
Разрабатываемая ручка предназначена для тех методов лечения, при которых применяется внут-риопухолевое введения препарата химиотерапии. Внешне она выглядит так же, как и предыдущие модели одноразовых ручек с электродами, но в середине у нее есть носик для подключения иглы для введения препарата в опухоль, что позволяет ускорить проведение процедуры ЭХТ. Разработка внешнего вида была основана на том, чтобы внешне ручка существенно не отличалась от существующих аналогов и не менялся функционал электродов, а только прилагался элемент, на который необходимо подсоединить иглу и использовать в работе. Был разработан алгоритм работы с этой ручкой, который изображен на рисунке 1.
К внешнему и внутреннему виду ручки входят следующие элементы: кабели для электродов, пневманический поршень, отверстие для подключения баллона с давлением, электроды, игла под углом 45° и отверстие для введения препарата. За прототип было выбрано существующую ручку для подключения электродов и насадка с пластинчатыми электродами, а для внутреннего механизма -инъекционный одноразовый шприц на 5 мл.
Способ действия именно процедуры электро-порации, остается неизменным, но часть, отвечающая за введение препарата работает следующим образом (рис. 2): в отверстие (1) вливается препарат, поршень передвигается так, как показано стрелкой, благодаря тому, что в отверстии (2) нагнетается давление, и через носик с подсоединенной иглой под углом 45° (6), вливается химиопрепарат внутрь опухоли. Угол в 45° выбран, потому что только под таким углом делается подкожная инъекция при
/ technical science
ЭХТ [5]. Отверстия (1 и 2) должны быть герметично связаны с поршнем для того, чтобы лишний
воздух не попадал в действующий механизм.
Рисунок 2. Схематическое изображение механизма введения препарата
Для того, чтобы давление попадало в механизм, нужен шланг, подключенный к баллону с давлением и электрозаслонка, которая будет открываться на заданное программой время.
Выводы
В работе были рассмотрены проблемы, существующие при лечении онкологических заболеваний кожи методом электрохимиотерапии. Для их устранения было произведено моделирование прототипа ручки с электродами для аппарата, с помощью которого проводится процедура электрохимиотерапии, приведена схема внутреннего механизма для подачи лекарств и представлен алгоритм работы ручки.
Список литературы
1. Standard operating procedures of the elec-trochemotherapy / [L. M. Mir, J. Genl, S. Gregor та
iH.]. - 2006.
2. Updated standart operating procedures for elec-trochemotherapy of cutaneous tumors and skin metastases / [J. Genl, S. Gregor, L. Wichmann Mattehiessen та iH.]. - 2018.
3. Bertacchini C. Cliniporator: Medical electro-poration of tumors / Claudio Bertacchini. - 2017.
4. IGEA Clinical Biophysics. Clinoporator model EPS02 - User Manual / IGEA Clinical Biophysics. -2015.
5. Под каким углом делать инъекции? [Элек-тронний ресурс] - Режим доступа к ресурсу: https://zanimatelno.com/margie/pod-kakim-uglom-delat-inektsii.html.
