Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 37
Текст из файла (страница 37)
'.',.=''!.-;:.~тотему принято называть гетерогенной. в, и инфи фицирополя в М 3). ющими роцессы ием по- днород- услове раст- Такукь -:,-:::лекарственных веществ к инфицированным биологиче' ским тканям. Свойства озвучиваемой среды определяют условия "-'работы излучателя. В качестве объекта обработки прн 1;ультразвуковой обработке инфицированных ран в кли'-;инке могут быть как костные, так и мягкие ткани, имею- и-.::.щие весьма сложные строения, различия в которых обус,'ловлены видом ткани и зависят от пола, возраста паци:,'='.. ~~ецнта и ряда других факторов. Поверхность ткани прн на- ;,.;:;:кичин инфекции покрыта различного рода наслоениями ",;,:!;:,(йекротическне и фибринные налеты, гной, раненой дет'.-,,:,':;рит и т.
д.), которые представляют собой набухшую кол;,~,':!'",".'лондную пленку белкового происхождения. Поэтому при исследовании закономерностей развитигг .',,процесса проннкяовення лекарств биологические тканы '.!ф;;::рассматривалнсь как капиллярно-пористые тела. у кото- :ъ.рых поры и каналы пронизывают даже наиболее плот- ~::.:"":ные участки. В се пустоты в тканях заполнены жидкостью (кровь, " лвмфа, тканевые жидкости), которые являются водными. ':!,:. растворами молекул и ионов различных веществ.
к Поэтому в качестве физической модели биологнческо" ;,,т ани нами использовался открытопористый пенопласт, . пропитанный водой, со строго определенными размерами ';::,'пор и значениями пористости, соответствующими биоло;:,гическим тканям. о О ы О и Ви и О О и М О М й О О О ФО О О ОО ы в Ра. О О В Ю О О О и ЫО М Ф Оа О О О О О О О О » М и » ь» цанемь и похаем жвзаеиобми)п ияхапм обои 1 -ижбаиоз аиневн»паиабзц 1 ннеб9иаи анн -ьохапм езбаь ииебффип ноззапобп зинабомзп О аи к О О и О ОН О О ОО» Ю О О М С> Ф и О и О » ы О О О й Х и О О О ьб 3 5 ж Х 3 О ОО О О $3 О И О В » ИО О ~и ОО О и па О % О о О х О.
О З ОО О О. »» $ О О О нбопобмии в вазам» -ав хнннанхэбеман аииаз -онмннобп аонноиебффиц -а- нбопобмни в вазам» вЂ” -ав хнннзе»пбемае зинав -онминобп аонноиебффи)у "»- ннеб н»зонхбзноп м назем»зн хнннавхзбвмае — хнннабон»пвб эонабац ебовьзвб нззеи в пнхзвь хнннэбон»зеб зонзбз)) (зинзбовхзеб) им ~ -наев пбмапои аинапапевб аонпоп и випвхен шо» ~ Хмнапп н вьзхиб ~и-овьзеб аинавонмниобц ~»- янвб ихзонхбзноп н впахнбои»звб аонабад и- О.
О 3 и О%О О О О О 'П' х М $х Я и ОМО О ~О Ь», Н»О о" ОО ЯОО ЯО О О 2и~ ("., Н й Ю О О О » О»» и О и» » а ф » О,~ О »» Ю » О ОО О ОО а ОС О О »О пз Различные гетерогенные реакции складываются из трех стадий: перенос реагирующих частиц к поверхности, собственно физический или химический процесс и отвод реагирующих частиц от места реакции. Скорость процессов, происходящих в системе: биологические ткани — раствор лекарственного вещества, в значительной степени зависит от свойств самой системы, в частности от таких ее параметров, как размеры частиц (белковые молекулы поверхностных наслоений, молекулы лекарственных препаратов), участвующих в рассматриваемом процессе, их физико-химические свойства, величины обрабатываемой поверхности, от размеров пор и каналов в тканях, их количества в единице объема или на единицу площади и др.
Кинетика основных процессов, происходящих при озвучивании инфицированных биологических тканей, носит диффузионный характер, т. е. суммарная скорость процессов определяется диффузией, как наиболее медленной их стадией и подчиняется закову нестационарной диффузии, описываемой известным уравнением мс — + Ъ'р-аг)с=Р Ьс, лг (89) 230 где с — концентрация вещества; à — время; $' — скорость течения жидкости; Р— коэффициент диффузии. Роль ультразвуковых колебаний сводится к ускорению процессов диффузии, которые в обычных условиях протекают медленно.
Из уравнения видно, что принципиальное ускорение диффузионных процессов можно получить, увеличивая градиент концентрации диффундирующего вещества и коэффициент диффузии, а также обеспечивая турбулентный режим движения жидкой фазы. приводящий к интенсивному перемешиванию жидкости. С учетом того, что коэффициент диффузии в свободной среде и при воздействии ультразвуковых колебаний практически не меняется, то интенсифицирующее влияние ультразвука может проявиться в воздействии на градиент концентрации диффундирующего вещества и гидродинамические условия протекания исследуемых процессов 141. Рассмотрим закономерности протекания процессов, лежащих в основе способа ультразвуковой обработки !' (91) Тогда: 6 (92) где: 6 величина диффузионного пограничного слоя, в котором концентрация растворенных белковых веществ, составляющих наслоения на поверхности инфицированных биологических тканей, меняется от величины с— на поверхности пленки, соответствующей концентрации насыщения, до величины с, — концентрации растворенных веществ пленки в основной массе раствора лекарственного препарата, которая в начальный период процесса практически равна нулю.
231 (1:,'':: ';: инфицированных тканей, а также влияние на них важнейших акустических факторов. Очистка поверхности инфицированной биологической ,:!„'!:;;-",:: 'ткани, представляющая собой водорастворимый белковый гель, практически сводится к растворению ее. Процесс происходит путем образовании сольватов, т. е. обо лочек из молекул растворителя на поверхности частиц растворяемого вещества, и последующего переноса их в растиор.
Скорость очистки инфицированных биологических ~:.:":.-:~;::-:,:„' 'тканей определяется скоростью диффузии молекул растворяемой пленки наслоений, покрывающих поверхность раны, возникающей вследствие разности концентрации раствора вещества пленки в слое жидкости, непосредственно прилегающем к раненой поверхности и в толще раствора лекарственного вещества. Качественную картину процесса описывает уравнение, предложенное А. Н.
Шукаревым [391. Я=А(с„— с,) Р, (90) где Я вЂ” количество вещества, растворяющегося вединицу времени; Р— величина поверхности обрабатываемых инфицированных биологических тканей; с„ — концентрация насыщенного раствора удаляемых наслоений; с,— фактическая концетрация удаляемых наслоений в растворе в данный момент времени; я — коэффициент пропорциональности (коэффициент массоотдачи) и он пропорционален коэффициенту диффузии вещества в жидкости— Рм Ультразвуковые колебания, вызывающие в лекарственном растворе акустические течения, способны увеличить скорость растворения наслоений, покрывающих поверхность инфицированной ткани, прежде всего из-за непрерывной подачи свежего растворителя к поверхности контакта г'.
Изменения пограничного слоя в ультразвуковом поле обеспечивают изменения диффузионного слоя б, что приведет к возрастанию градиента концентрации вещества в переходной зоне или увеличению коэффициента массо- отдачи. Действие ультразвука проявляется также в увеличении суммарной поверхности контакта наслоений, покрывающих биологические ткани, с лекарственным раствором г. Под действием импульсов переменного звукового давления на границе раздела фаз возникают локальные мгновенные силовые воздействия, приводящие к разбрызгиванию частиц пленки.
Таким образом, совместные действия различных акустических факторов приводят к быстрой очистке поверхности инфицированных биологических тканей. Внедрение лекарственных веществ в биологические ткани сводятся к диффузионному проникновению молекул вводимого препарата в пористое пространство тканей и представляет собой сложный процесс массообмена. В этом случае перенос лекарственного вещества происходит из раствора в толщу биологических тканей через поверхность раздела (процесс массопередачи). Массо- передача состоит из двух процессов массоотдачи: перенос вещества в пределах одной фазы к поверхности раздела, т. е. перенос молекул лекарственного препарата к поверхности биологических тканей и одновременно перенос в пределах другой фазы от поверхности раздела, т.
е. диффузии их в глубину биологических тканей. Диффузионное проникновение лекарственных препаратов в капиллярно-пористые биологические ткани при воздействии ультразвука обладает рядом особенностей по сравнению с массоперепосом в свободном пространстве. Так же как и при очистке поверхности инфицированных тканей, воздействие ультразвуковых колебаний на процесс диффузии лекарственного вещества в обрабатываемые биологические ткани проявляется в изменении 232 ";условий транспортировки вещества как в объеме раство- 'уа„так и в диффузионном пограничном слое, т. е. в уско- ,;:ренин переноса растворенных лекарственных веществ в !'. ':,-:::, границе биологических тканей вследствие увеличения 3::.".,:градиента концентрации вещества в этой зоне, являюше:;;,е-::,;-;.'.-:."':.тося движущей силой процесса диффузии.
Вместе с тем .,-'~;,':",':~:,Механизм ультразвукового воздействия на процесс внед- "" ~~::':,:::уения лекарственных веществ в ткани имеет по сравне):,: '";!::,:,:;:.: нию с очисткой существенную особенность. Ультразвук может влиять в этом случае на процессы '-;,=";;.:-',::::;':;, переноса внутри биологических тканей, имеющих капил-'~Ф~.;'.:::,'лярно-пористую структуру и заполненных жидкостью. Анализ показывает, что при диффузии лекарственно- ..'~~~«','„:,.'., ы вещества в участке тканей, имеющих микропоры, оп- "'!37';~!-;: ределяющим будет воздеиствие ультразвуковой колеба- ~„,~~~~~',"..,.,'-',тельной энергии на пограничный днффузиониый слой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
