CS207182B1 - Způsob výroby jehlových mikroelektrod - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby jehlových mikroelektrod k měření tenze kyslíku v živých tkáních.

Stanovení úrovně parciálního tlaku kyslíku, PO₂, ve tkáních stává se v současné době velmi důležitým pomocným kritériem při hodnocení zdravotního stavu nemocných osob neb odolnosti osob při různých zátěžích, pracovních podmínkách aj. V současné době se měření PO₂ v nemocnicích provádí pomocí odběru krve a její analysy na krevní plyny. Z těchto hodnot se pak usuzuje na PO₂ ve tkáních.

Ovšem při některých vyšetřeních bylo by zapotřebí provádět dlouhodobé průběžné měření PO₂ přímo ve tkáni, např. na operačních sálech, jednot- ¹ kách intenzivní péče, koronárních jednotkách, odd. péče o předčasně narozené děti. Samostatnou skupinu pak představuje základní výzkum, např. cévních'. chorob a jejich terapie neb sledování kyslíkového režimu tkání za různých extrémních podmínek.

Pro měření PO₂ se v plné míře osvědčila amperometrická polarografická metoda používající tří základních typů elektrod, zhotovených z polarizovatelných kovů platiny nebo zlata. Jsou to například otevřené elektrody zhotovené z kovu isolovaného mimo aktivní část o délce 2 až 3 mm, nebo používající jen průřez použitého drátku. Nebo se používají zapuštěné elektrody, otevřené elektrody, elektrody zatavené ve skleněné trubičce tak, že jejich .aktivní plocha se nachází v dutině trubičky. Při použití shora uvedených elektrod je elektroda srovnávací umístěna odděleně od katody. Další používanou elektrodou je elektroda krytá membránou, takzvaná Clarkova elektroda. Uvnitř vnějšího obalu, nesoucího membránu jsou umístěny obě elektrody — katoda i anoda.

Každý typ těchto jmenovaných elektrod má své výhody i nevýhody a proto i zvláštní použití. Optimální elektrodou je elektroda krytá, která může měřit PO₂ v tekutém i plynném prostředí. Její rozměry jsou však velké pro praktické použití a v současné době se nevyrábí.

Vývoj měření tenze kyslíku ve tkáních směřuje od použití elektrod o velké aktivní ploše k elektrodám miniaturním, které zmenšují možnosti ovlivnění proudu elektrody pohybem tělních tekutin, tvoření komplexů elektroforézou nanesených na elektrodu bílkovin a také ovlivnění zásobení měřené oblasti tkáně kyslíkem v důsledku velké spotřeby kyslíku velkoplošnou elektrodou.

Miniaturizace elektrod vede k používání stále tenčích drátů, ovšem vyskytují se problémy s vhodným způsobem jejich izolace. Nejběžněji používaný způsob zatavení platinové elektrody do skla poskytuje dobrou izolaci, ovšem nemůže být použit u elektrod zhotovovaných ze zlata. Byla-li takto izolovaná elektroda používána samostatně nebo po umístění do kovové kanyly injekční jehly, dochází při případném ohybu k narušení izolace, popřípadě i přetržení vlastní elektrody. Izolace kovu polymeračními epoxidovými pryskyřicemi není trvalá a přilnavost pryskyřice k povrchu kovu není dokonalá. Po několikerém ohybu nebo při výbrusu elektrody často dochází k odpojení izolace od povrchu a tím i ke zvětšování proudu elektrody, které při delším namáčení v tekutině není kontrolovatelné.

Použití jako izolace mikroelektrod — v celé ploše - skla neb pryskyřice často proto mění definovanou aktivní plochu katody, což zkresluje výsledky měření a jejich reprodukovatelnost. Tento způsob izolace dále pak neumožňuje přesné řízení tloušťky izolace a poněvadž skleněná izolace na kovovém vlákně není pružná, neumožňuje výrobu elektrod z měkčího materiálu, např. zlata, které je z hlediska í chemicko-biologické reakce povrchu aktivní plochy elektrody a jeho polarografických vlastností podstatně stabilnější.

Tyto dosavadní shora uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby jehlových mikroelektrod podle vynálezu, jehož podstatou je, že na vodič, například platinový drát o průměru 10 až 50 pm, se nanese kataforeticky korundová izolační vrstva) a na ní se nanese polymerační nebo biologický lak,) případně skleněný povlak a takto upravený jeden, případně více vodičů se zasune do trubičky o průměru 100 až 500 pm například z nerezového kovu a trubička se zaleje polymerační epoxidovou prys- i kyřicí, načež se konec trubičky zabrousí šikmo do hrotu.

Způsob umožňuje dosáhnout přesného výrobního postupu a řízení definované tloušťky korundové izolace, která je po nasycení lakem ohebná, pružná, mechanicky pevná, nedrolivá s velmi dobrou adhezí k povrchu kovové katody a s velmi dobrou dielektrickou konstantou, která se podstatně nemění ani při skladování ve vodném prostředí. Při výbrusu definované špičky katody a dále při provozu elektrody se izolace neláme, nepraská a neodlupuje se, čímž sě zachovává původní plocha i elektrody a její elektrická stabilita. Ovšem ekonomický význam způsobu výroby elektrody podle tohoto postupu spočívá ve vysoké výtěžnosti elektrod a nízké zmetkovitosti pří montáži do ocelových trubiček, poněvadž pružnost izolace vyrobené podle tohoto způsobu snižuje možnost jejího praskání a lámání katodových přívodů při zavádění katody do ocelového pouzdra, a taktéž i při jejich zalévání nebo při jejich praktickém využívání. Přesné řízení tloušťky izolace a velmi dobré homogenní elektrické izolační vlastnosti, tj. 500 V/l pA při 30 pm, umožňují snižovat vnější průměr elektrody např. na 0,4 mm, což má další význam pro téměř bezbolestnou aplikaci při vpichování do živých tkání.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde na obr. 1 až 4 je schematicky naznačen postup, na obr. 5 a 6 je naznačeno zabroušení drátů.

Konstrukční stavba elektrody podle vynálezu je patrna na obr. 1 až 4. Vodič 1 jé nejprve obalen korundovou izolací 2 a po té náňosem polymeračημη lakem 3. Na konci se vodič 1 opatří kapkou skla 4. Na obr. 5 a 6 jsou znázorněné vodiče v ocelové trubičce 5 zalité epoxidovou pryskyřicí

6.

Dále bude popsán příklad nového způsobu výroby izolace systému nekryté mikro-vpichové elektrody, znázorněné na obr. I. Vodiče 1, napříi klad platinové drátky o 0 10 až 50 pm a délce 60 mm, se na závěsu vloží do metyl-koloidové : suspenze korundového prášku o zrnitosti 0 2 až 5 pm a při napětí cca 30 V se za 5 vteřin na jejich povrch kataforeticky nanese souvislá homogenní i vrstva korundové izolace 2 s koloidem o tloušťce 50 pm. Vodiče 1 s korundovou izolací 2 s koloidem se uloží do molybdenového nebo křemenného zásobníku a vyžíhají se na teplotu 450 až 1650 °C po dobu 10 až 30 min., dle druhu elektrodového : materiálu. Při nižších teplotách se provádí spálení koloidového pojidla a při teplotách okolo 1650 °C se provádí síntrace korundové vrstvy. Vodiče 1 po i vypálení s korundovou vrstvou 2 bez koloidového pojidla se namáčejí do vypalovacího nebo polyme; račního laku 3, který se nechá vytvrdit vypálením ! nebo polymerací.

j Tímto uvedeným postupem se připraví souvislá pružná izolační vrstva na vodiči 1, která se podrobí kontrole a elektrickému měření izolačních vlastností. Takto upravený vodič se pod montážní lupou : zasune do ocelové trubičky 5 o průměru 100 až ί 500 pm, například injekční jehly a zalije se polyí merační epoxidovou pryskyřicí 6. Po polymeraci se vybrousí a vyleští hrot elektrody a po napájení a zalití elektrických vývodů nebo konektoru se provedou další potřebná elektrická měření a cejchování elektrody.

Podobným způsobem se provádí výroba systémů elektrod s korundovou izolací znázorněných na obr. 2, 3, 4. Změna technologie výroby spočívá v tom, že po zhotovení příslušné tloušťky korundové izolace se katodový drátek nebo jen jeho část (obr. 3 a 4) ponoří do roztaveného skla nebo se protáhne přes kapku roztaveného bezolovnatého skla.

Elektrody s korundovou izolací podle tohotp postupu jsou určeny k měření parciálního tlaku kyslíku v živých tkáních.

Claims (1)

1. PREDMET

   Způsob výroby jehlových mikroelektrod k měření tenze kyslíku v živých tkáních, vyznačený tím, že na vodič, například platinový drát o průměru 10 až 50 pm, se nanese kataforeticky korundová izolační vrstva a na ni se nanese polymerační nebo biologický lak, případně skleněný povlak a takto

   VYNALEZU upravený jeden, případně více vodičů, se zasune do trubičky o průměru 100 až 500 pm, například z nerezového kovu, a trubička se zaleje polymerační epoxidovou pryskyřici, načež se konec trubičky zabrousí šikmo do hrotu.