УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСЫЩЕНИЯ НЕСВЯЗАННОЙ ВОДОЙ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ЛАЗЕРНОЙ УДАРНО-ВОЛНОВОЙ ДЕСТРУКЦИИ БИОТКАНЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для водонасыщения пористых материалов, а точнее, углеродных сорбентов, используемых для проведения лечения методом лазерной ударно-волновой деструкции, в частности, в оперативной гинекологии при лечении дистрофических заболеваний шейки матки, влагалища и вульвы.
2
2
Известен способ лечения дистрофических заболеваний шейки матки, влагалища и вульвы методом ударно-волновой деструкции [«Ударно-волновое воздействие на патологические метод лазерного хирургического лечения дистрофических заболеваний влагалища и вульвы». Доклады Академии наук, 2015, т. 460, №6, с. 1-5]. В этом способе деструктивное воздействие на поверхностные структуры биологических тканей (слизистые оболочки, кожа) достигается за счет упругих волн, генерируемых при импульсном лазерном воздействии на мелкодисперсные частицы активированного угля, мезопоры которых содержат несвязанную воду, вызывающем поверхностный тепловой взрыв частиц. Тепловой взрыв частиц активированного угля происходит при разогреве несвязанной воды в мезопорах до температуры, при которой давление паров воды превышает порог разрушения частиц. Эффективность такого ударно-волнового воздействия связана со степенью заполнения мезопор несвязанной водой. При увеличении степени заполнения мезопор несвязанной водой эффект деструкции биоткани от ударно-волнового воздействия при одинаковой плотности мощности лазерного излучения превалирует над термической деструкцией. Для ударно-волнового воздействия обычно используются частицы активированного угля, имеющие совокупную удельную площадь поверхности порядка 2·10 м/г, значительная доля мезопор в которых имеет характерные размеры (2-50) нм. Для насыщения частиц активированного угля несвязанной водой их кипятили в воде. Производили несколько циклов кипячения до достижения средней плотности частиц больше единицы. Однако поскольку активированный уголь относится к неполярным сорбентам и плохо смачивается водой, известный способ насыщения частиц несвязанной водой недостаточно эффективно решает задачу заполнения мезопор угля водой. При кипячении часть пор заполняется водой, но значительная их часть сохраняется незаполненной.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для насыщения пористых материалов водой [ГОСТ 2409-2014], включающее герметичную вакуумную камеру, средство вакуумной откачки камеры (насос), соединенное с камерой через вакуумпровод (вакуумно-плотный трубопровод), в котором расположен вакуумный вентиль, емкость с образцом насыщаемого материала, штуцер вакуумной камеры, вакуумно-плотно соединенный с ней, и резервуар с водой, соединенный со штуцером камеры через вакуумно-плотный гидравлический вентиль, внутри камеры к штуцеру подсоединена трубка, свободный конец которой подсоединен к емкости с материалом. Образец материала помещают в герметичную камеру, вакуумируют его в камере с помощью вакуумного насоса до давления не выше 2,5 кПа (25 мбар) и поддерживают достигнутое давление в течение 15 мин, после чего подают насыщающую жидкость (воду) так, чтобы через 3 мин образец был покрыт слоем жидкости приблизительно на 20 мм. Затем насос отключают, соединяют емкость для вакуумирования с атмосферой и извлекают пропитанный образец.
Как показали исследования, эффективность заполнения мезопор в частицах активированного угля несвязанной водой в устройстве для вакуумного способа насыщения оказалась выше по сравнению с частицами, полученными в процессе кипячения.
Недостаток известного устройства связан с необходимостью использовать (открывать и закрывать) несколько герметичных вентилей, каждый из которых запускает взаимно исключающие процессы (вакуумную откачку и наполнение емкости водой), поэтому любой сбой приводит к выходу устройства из строя.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности устройства для насыщения активированного угля несвязанной водой.
Поставленная задача решается тем, что устройство для насыщения несвязанной водой активированного угля, используемого в лазерной ударно-волновой деструкции биотканей, включающее герметичную вакуумную камеру, средство вакуумной откачки камеры (насос), соединенное с камерой через вакуумпровод, в котором расположен вакуумный вентиль, емкость с порошком активированного угля, дополнительно содержит емкость с решетчатым дном, заполненную колотым льдом, установленную сверху на емкости с порошком активированного угля.
Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1, где: 1 - вакуумная камера, 2 - емкость с решетчатым дном, заполненная колотым льдом 7,2, емкость с порошком активированного угля 3, 4 - вакуумный вентиль, 5 - насос (средство вакуумной откачки камеры), 6 - вакуумпровод.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
-3
В вакуумную камеру 1 помещают емкость 2 с колотым льдом 7 и емкость 3 с активированным углем, затем откачивают камеру 1 насосом 5 до давления 10 Тор. После откачки камеры 1 перекрывают вакуумный вентиль 4, расположенный в вакуумпроводе 6, соединяющем насос 5 с откачиваемой камерой 1. В результате интенсивного таяния льда в вакуумной камере в емкости 2 со льдом 7 образуется вода, попадающая в емкость 3 с активированным углем, и происходит быстрое заполнение водой мезопор в частицах активированного угля 3.
Как показали исследования, эффективность ударно-волнового воздействия с использованием частиц активированного угля, мезопоры которого заполнены несвязанной водой, полученных в предлагаемом устройстве, оказалась выше на 30% по сравнению с частицами, полученными в процессе кипячения, и идентична эффективности при насыщении частиц вакуумированием с последующим напуском воды.