Московский Государственный технический университет
им. Н.Э. Баумана
Лабораторная работа
по курсу «Основы медицинской акустики»
«Изучение различий в механизмах электрофореза и фонофореза»
Москва, 2017
Цель работы: экспериментально определить различие в механизмах электрофореза и фонофореза веществ в биологическую ткань.
Задачи работы: 1) изучить теоретический материал по действию ультразвука на биологическую ткань; 2) ввести экспериментально электрофоретически и фонофоретически йодистый калий в модельную ткань (клубень картофеля); 3) измерить глубину проникновения вводимомого вещества в ткань; 4) построить графики зависимости глубины проникновения вводимого вещества в ткань от параметров используемых электрического тока и ультразвука; 5) проанализировать полученные в процессе лабораторной работы результаты и сделать выводы.
1. Теоретическая часть
(Материал теоретической части построен на материалах источников литературы [1-10], рекомендуемых для изучения по программе Медицинская акустика»).
Электрофорез и фонофорез занимают промежуточное положение между физиотерапией и фармакотерапией, так как при этих процедурах физические факторы - электрический ток или ультразвук, сами по себе обладающие лечебным действием, обеспечивают еще и доставку лекарственных веществ в организм через неповрежденную кожу и слизистые оболочки.
Скорость транспортировки и концентрирования лекарственных веществ в очаги поражения часто лимитируется не током крови или диффузией в межклеточной жидкости, но пониженной проницаемостью клеточных мембран по отношению к тем или иным веществам. Клетки занимают в мягких тканях не менее 9/10 всего объема, и поэтому доступной для веществ, не проникающих через клеточные мембраны, оказывается примерно лишь 1/10 часть всего объема ткани. Различия в механизмах электрофореза и фонофореза позволяют вводить в организм разные по своей природе вещества, как в межклеточную жидкость, так и в саму клетку, что существенно расширяет возможности врача, назначающего лечение.
Электрофорез применяется для введения электрически заряженных частиц, тогда, как фонофорез может быть использован как для введения заряженных частиц, например, положительных или отрицательных ионов, так и электронейтральных молекул.
При фонофорезе на ткани действуют ультразвуком и вводимыми с его помощью лечебными веществами. Введение веществ под действием ультразвука обусловлено повышением проницаемости эпидермиса и кожных желез, клеточных мембран и стенок сосудов для веществ с небольшой молекулярной массой.
Различие в механизмах электро- и фонофореза удобно исследовать на модели - ткани клубня картофеля. Эта ткань имеет биологическую природу и клеточное строение, а отсутствие рефлекторных и сосудистых реакций существенно упрощает анализ получаемых результатов. В клетках (и только в клетках) клубня картофеля содержится крахмал, который можно использовать как естественный внутриклеточный индикатор на йод. Однако при исследовании влияния ультразвука на ионную проницаемость, в клетку могут попасть лишь ионы йода, которые не дают в комплексе с крахмалом характерной сине-фиолетовой окраски. Окрашивание наступает при "проявлении" образцов в 0,5 -2% растворе перекиси водорода. Механизм проявления сводится к тому, что ионы йода, окисляясь, переходят в атомарный йод, который при взаимодействии с крахмалом, находящимся в пластидах внутри клеток, дает характерную яркую сине-фиолетовую окраску.
Использование ткани клубня картофеля позволяет определить некоторые закономерности процессов электрофореза ионов йода в ткань, а также исследовать различия между процессами электро- и фонофореза.
ЗАДАНИЕ: