Предназначена для врачей различных специальностей, а также для специалистов других областей науки и техники. В книге представлены материалы исследований и клинических испытаний электретных материалов, разработанных научно-производственной фирмой “ЭЛМЕТ”, Санкт-Петербургским Государственным Электротехническим Университетом, Военно-медицинской Академией им. Кирова.

Введение

• Что же такое электрет?
• ПОЛИМЕДЭЛ - ПОЛИмерный МЕДицинский ЭЛектрет
• Использование Электретов в медицине
• Применение электретных пленочных покрытий в хирургии

Введение

Электреты - электрические аналоги постоянных магнитов - в настоящее время нашли широкое применение. Диапазон их использования простирается от бытовой техники (широко известны высококачественные электретные микрофоны) до техники специального назначения (например, электретные дозиметры, электретные гидрофоны и т.п.) и медицины.

Практическая потребность получения электретов с заданными свойствами стимулировала и продолжает стимулировать физические исследования достаточно сложных явлений, лежащих в основе так называемого электретного состояния диэлектриков.

Свидетельством повышенного интереса у научного сообщества к исследованию электретов является регулярное проведение международных симпозиумов по электретам (последний, девятый симпозиум состоялся в сентябре 1996 года в Шанхае).

Ю. А. ГОРОХОВАТСКИЙ
профессор
Российский государственный педагогический
университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург

Что же такое электрет?

Положительные свойства электретов были известны еще в далекой древности. Лечебные свойства янтаря, являющегося природным электретом, широко использовались в лечебной практике. Считалось, что янтарь помогает при многих заболеваниях и охраняет от злых духов. Из янтаря делали не только украшения, но и различные амулеты и обереги, а многие врачеватели добавляли толченый янтарь в лекарственные препараты. Что же такое электрет?

Под электретом понимают диэлектрик, длительно сохраняющий электрические заряды разного или одного знака. Существует много способов электризации электретов, при которых определенные диэлектрики сохраняют электрические заряды от нескольких суток до нескольких десятков лет. Впервые электреты были исследованы японским физиком Егути в 1919 году. К настоящему времени они хорошо изучены и нашли широкое применение в технике.

Они используются не только, как изоляционные материалы, но и для изготовления высококачественных профессиональных микрофонов и телефонов, измерительных приборов, средств контроля, диагностики и т.д. На сегодняшний день очень широкое применение в технике нашли полимерные электреты, представляющие собой тонкие электризованные полимерные пленки толщиной 3-50 микрометров.

Так, например, большинство микрофонов в современной аудиотехнике и телефонных аппаратах изготовлено на основе полимерных электретов. Эбонит, используемый в электротехнике в качестве изолятора, оказался достаточно хорошим электретом, и очень быстро вошел в нетрадиционную медицинскую практику. То там, то тут вспыхивали повальные увлечения эбонитовыми дисками, палочками, четками и т.п.

Но как это часто бывает, увлечения приходят и уходят и скоро забыли и об эбоните. Одни, вылечившиеся, другие считающие эбонит чем-то недостойным своей персоны. Пошла мода на дорогие лекарства, чаше всего зарубежного производства. Тем не менее, научные исследования в области применения электретов продолжались.

Исследования биологических свойств электретов начались примерно с 60-х годов. Во многих биологических структурах были обнаружены электретные свойства, играющие существенную роль в их функционировании. Обнаружено также влияние постоянных электрических полей создаваемых электретами на биологические структуры. Особое место занимают электреты в биологии и медицине, та область в которой электреты не нашли еще широкого прикладного применения, несмотря на то, что электретный эффект обнаружен в настоящее время во многих биологических структурах.

Важность электретного эффекта в биологических структурах обусловлена важной ролью в ряде фундаментальных биофизических явлений. Электреты используются при изготовлении материалов с антитромбогенными свойствами поверхности. Проводились работы по применению электретов для ускорения срастания мягких тканей с костью, стимуляции регенерации мягких тканей и свежих переломов и некоторые другие работы показывающие возможность эффективного использования электретов в медицине. Несмотря на это, электреты находили в медицине очень ограниченное применение, что связано с некоторыми трудностями получения электретов с нужными характеристиками и долговременной стабильностью.

Начиная с1970-х годов, начались активные исследования медицинских свойств электретов в нашей стране. В военно-медицинской академии им. Кирова и ЦНИИ травматологии и ортопедии проводились работы по применению электретной керамики при сращивании переломов и восстановлении утерянных участков кости. Использовались стержни, пластины и чашки, изготавливаемые из электретной керамики. Разработанные методы стали активно внедряться в медицинскую практику. Но подобные изделия из керамики оказались дорогостоящими и сложными в изготовлении и поэтому нашли лишь ограниченное применение.

В 80-е годы группа специалистов кафедры электроакустики электротехнического института им. Ульянова-Ленина приступила к исследованиям свойств полимерных электретов применительно к различным областям науки и техники, в том числе и медицине. Наилучшими электретными свойствами по результатам работ оказались такие полимеры, как полипропилен, фторопласт и лавсан. Выбор пал на фторопласт, являющийся к тому же и медицинским материалом.

Из него изготавливают искусственные сосуды, сердечные клапаны, мембраны и т.д. Трудности состояли в том, что неясен был вид конечного изделия, хотя о пользе фторопласта в лечебных целях никто не сомневался. Способ внесения заряда в продукт тоже стоял под вопросом (в процессе исследований выяснили, что наилучшими лечебными свойствами обладает электрет с плотностью поверхностного заряда порядка 10 -4-10 -6Кл/см отрицательного знака). В экспериментах было отмечено, что чем меньше размеры материала, тем более качественный электрет получается. Таким образом, в экспериментах родилась идея создания электретных полимерных пленок.

В настоящее время разработаны методы получения тонких (толщиной 10-50 мкм) электретных пленок удобных для применения в качестве аппликаторов и сохраняющих свои параметры в течение длительного времени. Разработала технологию и освоила производство таких пленок в 1991 года научно-производственная фирма "ЭЛМЕТ" (Санкт-Петербург).

Электретный аппликатор "Полимедэл" выпускаемый этой фирмой прошел аттестацию ВНИИИИМТ Минздрава РФ и клинические испытания на базе кафедры внутренних болезней второго лечебного факультета Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова, в Российском научном центре реабилитации и физиотерапии, в 1-й Градской больнице (Москва) и в Московском стоматологическом институте им. Семашко.

При применении аппликатора наблюдался клинический аналгетический эффект т.е. существенное уменьшение интенсивности боли вплоть до полного ее исчезновения, причем примерно в 50% случаев он сохранялся и после снятия аппликатора. В первом столбце таблицы приведен процент случаев, в которых наблюдался клинический анальгезирующий эффект при приложении аппликатора, а во втором - процент случаев, в которых аналгетический эффект сохранялся после его снятия.

Данные клинических испытаний:

Следует отметить отсутствие побочных реакций при применении аппликатора.