CS245558B1 - Jehlová mikroelektroda - Google Patents

Abstract

Anodu mikroelektrody tvoří kovová kapilára, například injekční jehla, kterou prochází izolovaně katoda. Podstatou mikroelektrody je, že konec anody je postříbřen a pokryt semipermeabilní membránou, například z 5% polystyrenu rozpuštěného v toluenu. Mikroelektroda je určena zejména k měření kyslíku ve tkáních živých objektů.

Description

Vynález se týká jehlové elektrody, určené k měření parciálního tlaku kyslíku ve tkáních biologických objektů a vodných roztocích elektrolytů.

Sledování úrovně parciálního tlaku kyslíku ve tkáních je jedním z důležitých pomocných kritérií při hodnocení zdravotního stavu osob a jejich odolnosti při různých zátěžích.

Tento ukazatel kyslíkového režimu organismu může významně pomoci při zjištění latentních forem selhání oběhového systému a plicní ventilace. V současné době se parciální tlak kyslíku v klinické praxi stanovuje pomocí odběru krve a její analýzy na krevní plyny.

Významným pomocníkem je stanovení tenze kyslíku v kapilární krvi, která se provádí pomocí povrchových transkutánních elektrod. Stanovení krevních plynů a také metoda transkutánního měření kyslíku v kapilární krvi nám však neukazují přímo na úroveň tenze kyslíku ve tkáni, kterou můžeme stanovit pouze při zavedení do tkáně kyslíkové jehlové elektrody. Při některých vyšetřeních ve zdravotnictví by bylo zapotřebí provádět průběžné měření tenze kyslíku přímo ve tkáni, například na operačních sálech, jednotkách intenzívní péče, koronárních jednotkách, na odd. péče o předčasně narozené děti. Samostatnou skupinu představuje využití měření parciálního tlaku kyslíku ve tkáních ve výzkumu v rámci kliniky i experimentu, například cévní choroby a jejich terapie nebo sledování kyslíkového režimu ve tkáních za různých extrémních podmínek, po aplikaci léků aj. Pro měření parciálního tlaku kyslíku se osvědčuje ampérometrická polarografická metoda používající polarizovatelných elektrod, katod ze zlata nebo platiny a elektrodu nepolarizovatelnou, anodu zhotovenou ze stříbra pokrytého chloridem nebo kysličníkem stříbrným.

Podle způsobu aplikace elektrody dělíme metody na dvě základní skupiny: invazivní, kdy elektrodu zavádíme do tkání a neinvazivní, kdy elektrody přikládáme na tkáň. Neinvazivní metoda využívá typu kryté vyhřívané elektrody podle Clarka. Anoda i katoda jsou ponořeny do elektrolytu a od vnějšího prostředí izolovány membránou propustnou pro parciální tlak kyslíku. Teplo elektrody vyvolává lokální rozšíření kapilární sítě v kůži a kyslík může difundovat z kapilár k povrchu elektrody přes membránu. Jeho hodnota je mírně snížena spotřebou kyslíku mitochondriemi buněk kůže a podkoží. Elektrody umožňují dlouhodobé monitorování tenze kyslíku, ovšem jen v kapilární krvi povrchových tkání. Metoda invazivní používá mikroelektrody, které jsou zapichovány do tkání a anoda je oddělena od katody.

Katoda může být přímo ve styku se tkání nebo v typu zapuštěných elektrod se aktivní plocha katody nachází v dutině trubičky, která je vyplněna hmotou propustnou pro kyslík a brání prostupu molekul bílkovin k elektrodě. Oba typy katod měří kyslík ve spojení s anodou, která je umístěna odděleně od katody. Při styku katody s tkání elektrody rychle reagují na změny tenze kyslíku ve tkáni, ovšem nevýhodou je, že katoda může být znečištěna elektroforetickou absorpcí bílkovinných částic. Při použití zapuštěných elektrod elektroda reaguje na změny v tenzi kyslíku ve tkáni se značným zpožděním. Při měření oběma invazivními elektrodami je anoda umístěna odděleně od katody, což je začasté zdrojem mnoha poruch a nestálosti měření.

Tyto dosavadní nevýhody dosavadních metod odstraňuje jehlová mikroelektroda pro měření parciálního tlaku kyslíku ve tkáních a vodných roztocích elektrolytů, jejíž anodu tvoří kovová kapilára, například injekční jehla, jejímž středem prochází izolovaně katoda a jejíž podstatou je, že konec anody je postříbřen a pokryt semípermeabilní membránou, například z 5% polystyrenu rozpuštěného v toluenu.

Mikroelektroda zachovává výhody použití miniaturní katody, což je rychlá polarizace elektrody, malá spotřeba kyslíku elektrodou a nízká úroveň zbytkového proudu. Anoda se nachází ve stále stejné vzdálenosti od katody a semípermeabilní membránou je chráněna před stykem se tkání. Pokud je membrána nasáklá elektrolytem, může elektroda měřit p0₂ také v plynném prostředí. Elektrodu je možno sterilizovat etylendioxidem nebo zářením gama paprsků.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na kterém je v osovém řezu naznačena jehlová mikroelektroda.

Katoda je zhotovena z platinového drátku, izolovaná korundem a zatmelena v kapiláře 2, která je zabroušena do hrotu a tvoří anodu 3_. Horní část anody _3 je elektricky izolována lakem 4 a dolní část anody 2 j^e pokryta stříbrem _5 s následným elektrolytickým pokrytím chloridem stříbrným. Anoda _3 a katoda 1. je pokryta semipermeabilní membránou j>. Držadlo elektrody Ί_ je tvarováno tak, aby elektrodu bylo možno lehce zavést do tkáně. Na horním konci držadla elektrody Ί_ jsou elektrické vývody 8 a 9 pro napojení katody _1 a anody 2 na měřicí přístroj, například oxymetr L.

Semipermeabilní membrána, propustná pro nízkomolekulární ionty a kyslík a nepropustná pro makromolekuly se vytvoří takto: Sestavená mikroelektroda, chemicky čistá, tvořená anodou _3 a katodou se ponoří do předem připraveného 5 až 10 % disperzního roztoku kopolymeru, který po zaschnutí vytvoří semipermeabilní membránu. Ionty elektrolytu procházející přes membránu vytvářejí vodivé prostředí pro uzavření elektrického obvodu a po naložení polarizujícího potenciálu cca 600 ml dochází k polarizaci katody 1_ a mikroelektroda je připravena pro měření tenze kyslíku. Mikroelektroda umožňuje měření parciálního tlaku kyslíku ve tkáních a také tenze kyslíku ve vodných roztocích a po kalibraci lze naměřené hodnoty vyjadřovat v absolutních hodnotách.

Mikroelektroda je určena zejména k měření kyslíku ve tkáních živých objektů.

Claims (1)

1. Jehlová mikroelektroda pro měření parciálního tlaku kyslíku ve tkáních a vodných roztocích elektrolytů, jejíž anodu tvoří kovová kapilára, například injekční jehla, jejímž středem prochází izolovaně katoda, vyznačená tím, že konec anody (3) je postříbřen (5) a pokryt semipermeabilní membránou (6), například z 5% polystyrenu rospuštěného v toluenu.