ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОР

Настоящая полезная модель относится к медицине, именно, к стоматологии.
Известно устройство для лечения заболеваний пародонта и слизистой оболочки полости рта, содержащее корпус, с размещенным внутри гальваническим элементом, электроды и резистор, соединенный с одним из электродов [1. Патент РФ №2200505, МПК 7 A61N 1/30, опубл. 2003.03.20].
Данное устройство взято нами за прототип.
Недостатками известного устройства являются:
1. Конструктивное исполнение устройства в виде капсулы, приводящее к сужению сфер его клинического применения, например, невозможность использования его в ортодонтий для лечения аномалии положения зубов [2. Шустова В.А. Лечение аномалий положения зубов ортодоптическими аппаратами с эффектом памяти формы в сочетании с автономной электростимуляцией: дисс...канд. мед. наук: 14.00.21/В.А.Шустова. - Томск, 1996. - 81 с.].
+2
+2
2. Наличие наружных колпачков-электродов, выполненных из металлов с различными электрохимическими эквивалентами, создающих в среде ротовой полости химический источник тока. Проведенные расчеты показывают, что ЭДС (электродвижущая сила), например, для систем: Zn/Fe, Zn/Fe может составлять соответственно 0,3 и 1,5 В, а для систем Cr/Fe, Cr/Fe от 0,015 до 1,195 В, что приведет к протеканию токов между электродами устройства от 0,4 до 100 мА. Данные значения тока значительно превышают нормы электробезопасности [3. ГОСТ Р 50267.0-92. Изделия медицинские электрические. Часть 1. Общие требования безопасности. Введен впервые. Введ. С 01.07.93. - М.; Изд-во стандартов, 1993. - 210 с.]
Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков.
Поставленная задача достигается тем, что электростимулятор, содержащий корпус, с размещенным внутри гальваническим элементом, электроды и резистор, соединенный с одним из электродов, согласно полезной модели внутри корпуса содержит источник питания, соединенный с микроконтроллером, два выхода которого соединены через резисторы с одним съемным электродом, а третий выход соединен с другим съемным электродом, причем электроды выполнены пластичными армированием металлической сетки мягким изолятором, причем с одной стороны каждого электрода выполнено окно в изоляторе, являющееся контактной поверхностью электрода.
Известно, что в настоящее время широко используется электростимуляция остеорепарации (ЭСО). Данный вид стимуляции основан на известной гипотезе механизма формирования кости. В соответствии с этой гипотезой на рост костной ткани оказывает влияние пьезоэлектрический эффект, зависящий от распределения механических напряжений (при этом, возникновение электрических зарядов в коллагеновых волокнах связывают с поворотом диполей пептидных участков молекулы коллагена [4. Чепель В.Ф. Исследование пьезоэлектричества кости при воздействии ультразвуком // Биофизика, 1977. - В5. - С.936]). Наиболее часто применяется смешанная стимуляция остеорепарации с постоянным током не более 25 мкА, контролирующим процессы минерализации растущей костной ткани, и с импульсным током той же величины с частотой не выше 40 Гц, отвечающего за рост костной ткани.
С другой стороны, воздействие импульсного электрического тока на соединительную мягкую ткань приводит к ускорению разрастания последней, активизируя при этом микроциркулярный кровоток и улучшая трофику новообразующей ткани [5. В.В.Пекарский В.В., Дамбаев Г.Ц., Шпилевой П.К., Дерюгина М.С., Глущук С.Ф. Разработка методики электростимуляции соединительной ткани при грыжесечениии // Реконструктивная хирургия: Тез. докл. коференции хирургов. -Ростов-на-Дону, 26-27 сентября 1990. - С.128-129]. Установлено, что стимуляция импульсным током 0,6...0,8 мА и частотой следования импульсов 25...40 Гц приводит к образованию соединительно-тканного, хорошо васкуляризированного регенерата (о чем свидетельствуют данные морфологического и спектроскопического анализов). При этом оптимальный срок стимуляции составлял 14 суток.
Обобщая результаты электростимуляции остеорепарации и мягкой соединительной ткани, можно сделать предварительный вывод о времени оптимальной экспозиции заряда в область стимуляции, так как в обоих случаях скорость роста тканого регенерата находится в прямой зависимости от силы стимулирующего тока. Учитывая численные данные по временам экспозиции заряда, и беря за основу параметры для электрической стимуляции остеорепарации и мягких тканей, строится алгоритм работы микроконтроллера.
На Фиг.1 представлена структурная схема электростимулятора.
Электростимулятор содержит корпус 1, внутри которого помещены микроконтроллер 2 (МК) и источник питания 3 (ИП) для него. Два выхода микроконтроллера 2 (МК) соединены через резисторы 4 и 5 посредством разъема 6 с электродом 7, а третий выход микроконтроллера 2 (МК) соединен через разъем 8 с электродом 9. Электроды 7 и 9 имеют контактные поверхности 10.
Электроды 7, 9 выполнены пластичными и могут отдельно дезинфицироваться и стерилизоваться.
В качестве микроконтроллера 2 (МК) можно использовать микросхемы PIC16C71 фирмы Microchip или 87С196КВ фирмы Intel.
В качестве источника питания 3 (ИП) можно использовать серебряно-цинковые элементы типа СЦ-21.
Пластичность электродов 7 и 9 достигается армированием сетки из нержавеющей стали (например, 12Х18Н9) латексной резиной [6. ТУ 38.103.212-76. Смесь резиновая 52 - 336/4. - 1980. - 16 с.]
Причем с одной стороны электродов 7 и 9 выполняются окна, открывающие доступ к металлической сетке - контактной поверхности 10. Наличие окна также ограничивает зону стимуляции, устраняя нежелательное действие электрического тока на здоровую ткань.
Электроды 7, 9 устанавливаются контактными поверхностями 10 к зоне подвижки зуба с обеих сторон десны. Напряжение на микроконтроллер 2 (МК) поступает от источника питания 3 (ИП). В микроконтроллере 2 (МК) формируются серии импульсов с параметрами для последовательной электрической стимуляции мягких и костных тканей (величина стимулирующего тока при этом определяется резисторами 4 и 5), которые поступают на электроды 7 и 9 и воздействуют через контактные поверхности 10 на зону подвижки зуба, ускоряя процессы формирования мягких и костных тканей. Для сохранения соотношения времен экспозиции для роста мягкой и костной тканей, в алгоритме работы микроконтроллера 2 (МК) заданы соответствующие временные интервалы. Время стимуляции и количество сеансов определяется лечащим врачом.
Результаты исследований, проведенные разными авторами [7. Калам - каров Х.А. Клиника и лечение зубочелюстных аномалий у детей. - Ташкент, Медицина - 1978. - 2 68 с.5., 8. Калвелис Д.А. Влияние ортодонтических мероприятий на состояние пародонта // тез. докл. 4-го республиканского съезда стоматологов. Укр. ССР Киев. - 1970. - С.476-478] показывают, что в околозубных тканях на одной и той же стороне (после подвижки зуба) одновременно происходят процессы разрушения и новообразования тканей. Электростимуляция околозубной зоны после подвижки зуба с помощью предлагаемого электростимулятора приводит к ускорению репаративных процессов соединительной ткани (как мягкой, так и костной) и сокращению сроков ортодонтического лечения.
Технический результат - наряду с показаниями к применению известного устройства, решаются проблемы повышения клинической эффективности исправления зубочелюстных аномалий применением предлагаемого электростимулятора. Электростимулятор позволяет проводить стимуляцию железистого аппарата полости рта, а также одновременную стимуляцию мягких и костных тканей, ускоряя процессы регенерации последних. В тоже время у предлагаемого электростимулятора устранена возможность образования химического источника тока его электродами (электроды изготовлены из однотипного материала), а протекающий между электродами ток определяется резисторами, подключенными к выходам микроконтроллера.
Предлагаемый электростимулятор относится к разряду наружных аппаратов.