3.2. Конструкции рН-зондов с внутриполостным хлорсеребряным
электродом сравнения
В Российской Федерации разработка современных безопасных рН-зондов была
начата в 1990-91г.г. инициативной группой сотрудников нескольких отделов ГНПП
«Исток» в составе Матафоновой Л.Ф., Цыкина А.В., Яковлева Г.А. под руководством
Калюжного В.Н. На рис.15 представлена конструкция трехэлектродного рН-зонда с
внутриполостным хлорсеребряным электродом сравнения. Такие рН-зонды были
разработаны, защищены патентом РФ № 2008035, рекомендованы Минздравом РФ к
серийному производству и применению в клинической практике, сертифицированы
Минздравом и Госстандартом РФ в 1995 г. и внедрены в клиническую практику.
Данный рН-зонд с наружным диаметром рабочей части около 3 мм состоит из
измерительных электродов в виде сурьмяных колец, закрепленных пайкой в средней
части тонкостенных металлических втулок, на свободных концах которых была
закреплена посредством полимерных клеев оболочка из полиэтиленовой
рентгеноконтрастной трубки. К внутренней поверхности металлических втулок
припаяны проводники из провода типа МГТФ, соединяющие сурьмяные электроды с
разъемом рН-зонда.
Рис.15 Конструкция рН-зонда с внутриполостным
хлорсеребряным электродом сравнения.
Хлорсеребряный электрод сравнения был расположен на конце рН-зонда рядом с
первым измерительным электродом. Хлорсеребряный электрод сравнения состоит из
пластмассового корпуса, в котором герметично был закреплен серебряный стержень с
нанесенным на него электролитическим способом достаточно толстым слоем
хлористого серебра, и герметично соединенной с корпусом керамической капсулы с
капиллярным отверстием на закругленном торце последней. Внутренняя рабочая
полость электрода сравнения заполнена капиллярно-пористым неметаллическим
материалом, пропитанным насыщенным раствором хлористого калия при избытке
твердых кристаллов последнего.
Именно разработка и применение в конструкции этих первых современных рН-зондов
миниатюрного (наружный диаметр корпуса 3 мм) хлорсеребряного электрода
сравнения, который не содержит токсических веществ, не требует утилизации,
полностью безопасен, экологически чист, было несомненно самым актуальным и
прогрессивным конструкционным решением в отечественной технике зондовой
рН-метрии 90-годов ΧΧ века.
Новая конструкция кольцевого сурьмяного электрода, закрепленного на
тонкостенной втулки, и технология крепления к нему полимерной оболочки
посредством полимерных клеев позволили не только уменьшить диаметр рабочей части
рН-зонда более, чем в 2 раза, но и значительно упростить конструкцию неразъемных
соединений сурьмяных электродов с оболочкой и снизить себестоимость рН-зонда.
Достоинством этих рН-зондов была также высокая химическая стойкость
полимерной оболочки к многократной (не менее 100 циклов) шестичасовой
стерилизации в 6%-ом растворе перекиси водорода. В тоже время резиновая оболочка
рН-зондов с ртутнокаломельным электродом сравнения начинала разрушаться уже
после 20 таких же циклов стерилизации.
Эти технически новые конструкционные решения выгодно отличали созданный нами
в 1991г. рН-зонд с внутрижелудочным хлорсеребряным электродом сравнения от
отечественных рН-зондов с ртутнокаломельным электродом сравнения и некоторых
зарубежных рН-зондов.
Так, рН-зонды с внутрижелудочным хлорсеребряным электродом сравнения «Zinetics
24 M» фирмы «Medronic» (по данным на 4.11.2000г.) имели два измерительных
электрода и были рассчитаны на обследование не более 3 - 5 пациентов.
Недостатком первых отечественных рН-зондов с внутрижелудочным хлорсеребряным
электродом сравнения [Яковлев Г.А., 1995г.] была низкая адгезия эпоксидного клея
к оболочке из полиэтиленовой рентгеноконтрастной трубки и отсутствие достаточно
простого способа нанесения на указанную оболочку устойчивых меток. Поэтому в
1995г. на предприятии НПП «Исток-Система» нами была проведена модернизация этих
рН-зондов [Яковлев Г.А., 2000г.].
Полиэтиленовая оболочка была заменена оболочкой из медицинского
поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, на которую достаточно легко наносятся
химически устойчивые кольцевые метки с цифровым обозначением, облегчающие
установку рН-зонда с необходимым расположением измерительных электродов в
отделах ЖКТ.
Такие рН-зонды с оболочкой из ПВХ-пластиката, имеющей наружный диаметр 3-4
мм, обладали высокой стойкостью в растворах, применяемых для стерилизации,
например, в 6%-ом растворе перекиси водорода. Они выдерживали не менее 100
двухчасовых циклов измерений и шестичасовых циклов стерилизации. Эластичная
оболочка, выполненная из ПВХ-пластиката, имела достаточную упругость и гибкость,
что обеспечивало легкость введения рН-зонда в желудок [Бордин Д.С., 1999г.].
Следует отметить, что, несмотря на то, что рН-зонды с внутриполостным
электродом сравнения, закрепленным на конце рН-зонда, применялись в Российской
Федерации для исследования внутрижелудочного рН на протяжении около 30 лет (с
1969 до 1999-2000г), некоторые их конструкционные недостатки препятствовали
дальнейшему развитию и внедрению новых методов внутрижелудочной рН-метрии.
К недостаткам рН-зондов с внутрижелудочным электродом сравнения,
расположенным на конце рН-зонда рядом с первым измерительным электродом
сравнения, можно отнести следующие:
- невозможность стерилизации полости внутрижелудочного электрода сравнения
через отверстие диаметром 0,1 мм в его корпусе;
- необходимость длительного размачивания электрода сравнения в насыщенном
растворе хлористого калия непосредственно перед измерением рН;
- возможность засорения (закупорки) капиллярного отверстия при эксплуатации
рН-зондов.
Но главным недостатком рН-зондов с внутриполостным электродом сравнения
является снижение точности измерения внутрижелудочного рН, например, базального
рН в теле желудка, в случаях одновременного измерения рН в двух и более отделах
ЖКТ с различной кислотностью, например, при следующих стандартных положениях
измерительных электродов: пилороантральный отдел – тело желудка,
дуоденум-пилороантральный отдел – тело желудка.
В 1995 году нами было впервые установлено, что при использовании
двухэлектродного рН-зонда с внутрижелудочным электродом сравнения может
значительно снижаться точность измерения базального рН в теле желудка вторым
сурьмяным электродом, если электрод сравнения вместе с первым сурьмяным
электродом находится в двенадцатиперстной кишке или пилороантральном отделе.
Этот недостаток данных рН-зондов был обусловлен тем, что при разработке
рН-зондов с внутрижелудочным электродом сравнения не были учтены
анатомо-физиологические особенности пищеварительного тракта, а именно:
скачкообразные изменения потенциалов слизистой оболочки на границах между
соседними отделами ЖКТ (пищевод - желудок, желудок – двенадцатиперстная кишка) и
значительные различия величин рН в этих отделах. Между различными частями внутри
самих отделов также имеются скачки потенциалов и перепады величин рН, например,
в желудке между телом желудка и его пилороантральном отделом.
Поэтому при измерении рН одновременно в двух и более отделах ЖКТ более
перспективными являются конструкции рН-зондов с двумя и более измерительными
электродами, у которых электрод сравнения находится не внутри
желудочно-кишечного тракта, а снаружи и контактирует с кожей, например, запястья
руки обследуемого [Яковлев Г.А., 1995г.].
Для этого хлорсеребряный электрод сравнения должен быть выполнен в автономном
корпусе и соединен отдельным проводником с разъемом рН-зонда (рис.16). Для
обеспечения электрического контакта накожного электрода сравнения рН-зонда с
кожей обследуемого обычно применяется электродная паста, обладающая хорошей
электрической проводимостью. |