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.