RU2212257C2

RU2212257C2 - Device for stimulating gastrointestinal tract

Info

Publication number: RU2212257C2
Application number: RU2001100238/14A
Authority: RU
Inventors: Г.Ц. Дамбаев; В.Э. Гюнтер; В.Ф. Агафонников
Original assignee: Дамбаев Георгий Цыренович; Гюнтер Виктор Эдуардович; Агафонников Виктор Филиппович; Научно-производственное государственное малое предприятие "МИЦ"
Priority date: 2001-01-03
Filing date: 2001-01-03
Publication date: 2003-09-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has built-in bodies manufactured from permeable titanium nickelide reaching the autonomous electronic gastrointestinal tract stimulator device surface composed of two halves. External surface of the bodies is flush- mounted with the stimulator device surface. The bodies are used as medication depot of prolonged resorption. EFFECT: enhanced effectiveness of combined medication and electric stimulation treatment. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для восстановления или активизации ослабленных функций желудочно-кишечного тракта. The invention relates to medical equipment and is intended to restore or activate the weakened functions of the gastrointestinal tract.

Техника восстановления нарушенной моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) с помощью электрической стимуляции известна и развивалась с конца 19-го века. Например [1], для восстановления кишечной проходимости в прямую кишку вводили физиологический раствор поваренной соли и положительный электрод от источника постоянного тока силой до 69 мА. Отрицательный электрод помещали на брюшной стенке (монополярная электростимуляция). Пропускание тока в течение 25-30 мин с 2-3 кратной и непродолжительной коммутацией на противоположное направление приводило к положительным результатам. Физиологической основой методики является реакция кольцевой мускулатуры кишечника на электрическое воздействие. Она проявляется в стягивании гладких мышц в месте воздействия и распространения перистальтической волны дистальнее места воздействия. The technique of restoring impaired motor-evacuation function of the gastrointestinal tract (GIT) using electrical stimulation has been known and developed since the end of the 19th century. For example [1], to restore intestinal patency, physiological saline solution and a positive electrode from a direct current source of up to 69 mA were injected into the rectum. A negative electrode was placed on the abdominal wall (monopolar electrical stimulation). Passing current for 25-30 minutes with 2-3 times and short switching in the opposite direction led to positive results. The physiological basis of the technique is the reaction of the intestinal ring muscles to electrical exposure. It manifests itself in the contraction of smooth muscles at the site of exposure and propagation of the peristaltic wave distal to the site of exposure.

Известны более совершенные стимуляторы ЖКТ [2], использующие монополярное электровоздействие переменным и импульсным током, а также биполярную стимуляцию [3]. В последнем случае использован биполярный оливообразный зонд-электрод. При биполярной электростимуляции требуется в 1,5-2 раза меньше сила тока, не вызывающая болезненных ощущений у больных. More advanced gastrointestinal stimulants are known [2], using monopolar electric action by alternating and pulsed current, as well as bipolar stimulation [3]. In the latter case, a bipolar olive-shaped probe electrode was used. With bipolar electrical stimulation, a current of 1.5-2 times less is required, which does not cause pain in patients.

Недостатком перечисленных аналогов является неудобство использования из-за сложности введения в заданную зону кишечника, манипуляции стимулятора и эвакуации его. Как правило, воздействию (стимуляции) подвергают локализованные участки кишечника, что недостаточно при обширных нарушениях моторики кишечника. Передозировка длительности воздействия на один и тот же участок гладкой мускулатуры кишок (например, случайно) может вызвать вместо усиления моторики ее угнетение и даже повреждение тканей. The disadvantage of these analogues is the inconvenience of use due to the complexity of introducing into a given zone of the intestine, manipulating the stimulator and evacuating it. As a rule, localized intestinal tracts are exposed to (stimulation), which is not enough for extensive disorders of intestinal motility. An overdose of the duration of exposure to the same area of smooth muscle of the intestines (for example, by accident) can cause, instead of enhancing motility, its oppression and even tissue damage.

Известен стимулятор желудочно-кишечного тракта [4], являющийся прототипом предлагаемого изобретения. Его принципиальное отличие от вышеуказанных аналогов - автономность. Для этого он выполнен в виде капсулы с размерами, формой и состоянием поверхности, оптимальными для введения его путем проглатывания и самостоятельного передвижения в ЖКТ естественным образом. A known stimulator of the gastrointestinal tract [4], which is the prototype of the invention. Its fundamental difference from the above counterparts is autonomy. To do this, it is made in the form of a capsule with dimensions, shape and condition of the surface, optimal for its introduction by swallowing and independent movement in the gastrointestinal tract in a natural way.

Корпус стимулятора выполнен из двух проводящих половин, разделенных и герметизированных диэлектрической втулкой 2. Активный элемент стимулятора - полупроводниковый генератор прямоугольных видео или радиоимпульсов расположен в корпусе и соединен биполярно с половинами корпуса, являющимися электродами. Питание генератора осуществляется от встроенных в корпус гальванических элементов. Таким образом, устройство полностью автономно. The stimulator body is made of two conductive halves separated and sealed by a dielectric sleeve 2. The active element of the stimulator is a semiconductor generator of rectangular video or radio pulses located in the body and connected bipolar to the body halves, which are the electrodes. The generator is powered from the built-in galvanic cells. Thus, the device is completely autonomous.

Устройство начинает работать после его проглатывания и погружения в кислотно-щелочную среду желудочно-кишечного тракта. Межэлектродный промежуток изолируется проводимостью слизистой оболочки и содержимым кишки. Генератор переходит из ждущего режима в режим генерации импульсов. Импульсное электрическое поле межэлектродного пространства воздействует на стенку и вызывает ответную реакцию в виде волн перистальтики. Бегущая перистальтическая волна сокращений гладкой мускулатуры продвигает стимулятор вместе с содержимым кишечника в его дистальные отделы. Там на стенки кишки подается очередная серия импульсов и процесс повторяется на всем протяжении ЖКТ по мере продвижения устройства. На участках патологического сокращения просвета кишки (например, пареза) стимулятор автоматически замедляет движение, увеличивая время восстановительного воздействия. The device starts to work after it is swallowed and immersed in the acid-alkaline environment of the gastrointestinal tract. The interelectrode gap is isolated by the conductivity of the mucous membrane and the contents of the intestine. The generator goes from standby mode to pulse generation mode. The pulsed electric field of the interelectrode space acts on the wall and causes a response in the form of peristalsis waves. A running peristaltic wave of smooth muscle contractions promotes the stimulator along with the contents of the intestine into its distal parts. There, another series of pulses is fed to the intestinal wall and the process repeats throughout the gastrointestinal tract as the device advances. In areas of pathological reduction of the intestinal lumen (for example, paresis), the stimulator automatically slows down the movement, increasing the time of the recovery effect.

Устройство выводится из организма естественным путем. The device is excreted from the body naturally.

Стимулятор показан для лечения группы заболеваний внутренних органов (преимущественно ЖКТ), сертифицирован (Гос. лицензия 30-03/223 от 20 июня 1995 г.), внесен в Гос. реестр медицинских изделий под 85/58-1. При этом его действие основано исключительно на электрической стимуляции биоритмов организма, что в ряде случаев хронических, сочетанных и сложных заболеваний недостаточно для эффективного лечения. The stimulant is indicated for the treatment of a group of diseases of the internal organs (mainly the gastrointestinal tract), is certified (State license 30-03 / 223 dated June 20, 1995), and is listed in the State. Register of medical devices under 85 / 58-1. Moreover, its effect is based solely on electrical stimulation of the biorhythms of the body, which in some cases of chronic, combined and complex diseases is not enough for effective treatment.

Монофункциональность, малую эффективность лечебного воздействия можно отнести к недостатку устройства. Monofunctionality, low effectiveness of therapeutic effects can be attributed to the lack of a device.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение эффективности устройства за счет расширения функций лечебного воздействия. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the device by expanding the functions of the therapeutic effect.

Указанный технический результат достигается тем, что стимулятор желудочно-кишечного тракта, содержащий проводящий капсулообразный корпус, разделенный на две половины диэлектрической втулкой, и расположенный в корпусе автономный генератор электрических импульсов, выход которого подключен биполярно к половинам корпуса, дополнительно снабжен объемными элементами из проницаемого пористого сплава на основе никелида титана, расположенным заподлицо на поверхности стимулятора. The specified technical result is achieved by the fact that the stimulator of the gastrointestinal tract, containing a conductive capsule-shaped housing divided into two halves by a dielectric sleeve, and an autonomous electric pulse generator located in the housing, the output of which is connected bipolar to the halves of the housing, is additionally equipped with volumetric elements from a permeable porous alloy based on titanium nickelide, flush with the surface of the stimulator.

Предпочтительна расположенность объемных элементов цилиндрической формы в адекватных углублениях, выполненных в диэлектрической втулке. The preferred arrangement of the volumetric elements of a cylindrical shape in adequate recesses made in a dielectric sleeve.

Предпочтительна расположенность объемных элементов разрозненно в углублениях корпуса. The preferred arrangement of the volumetric elements is scattered in the recesses of the housing.

Предпочтительно выполнение объемных элементов в виде сплошных покрытий половин корпуса. Preferably, the implementation of volumetric elements in the form of continuous coatings of the halves of the housing.

Предпочтительно полированное состояние внешней поверхности объемных элементов. Preferably, the polished state of the outer surface of the bulk elements

Проницаемо-пористые объемы сплава на основе никелида титана, расположенные на поверхности стимулятора, т.е. в местах его контакта с окружающей средой желудочно-кишечного тракта, используются в устройстве в качестве депо лекарственных препаратов длительной резорбции. Для этого перед использованием устройства его пористые объемы пропитывают показанным для заболевания лекарственным препаратом в состоянии вязкости, необходимым для постепенной и полной его резорбции в течение всего времени пребывания в ЖКТ. Особенности такого медикаментозного действия состоят в следующем:
1. Распределенное воздействие лекарства во время его продвижения в ЖКТ.Permeable-porous volumes of an alloy based on titanium nickelide located on the surface of the stimulator, i.e. in places of its contact with the environment of the gastrointestinal tract, are used in the device as a depot of drugs with long-term resorption. To do this, before using the device, its porous volumes are impregnated with the drug indicated for the disease in the viscosity state necessary for its gradual and complete resorption during the entire stay in the digestive tract. Features of such a drug action are as follows:
1. The distributed effect of the drug during its advancement in the digestive tract.

2. Транспортировка препарата непосредственно к патологическим участкам кишечника, минуя агрессивные среды объемов участков ЖКТ с естественным или патологическим замедлением движения содержимого. 2. Transportation of the drug directly to the pathological sections of the intestine, bypassing the aggressive environment of the volumes of the gastrointestinal tract with a natural or pathological slowdown of the contents.

3. Действие препарата при наличии электростимуляции моторики кишечника. 3. The effect of the drug in the presence of electrical stimulation of intestinal motility.

Перечисленные особенности обуславливают сверхсуммарный лечебный эффект сочетания медикаментозного и физиотерапевтического воздействия. Экспериментальная клиническая апробация предлагаемого стимулятора показала повышение терапевтической эффективности как при лечении внутренних болезней по традиционной медикаментозной методике, так и усиление непосредственной реакции на стимулирующее действие устройства. The listed features determine the over-total therapeutic effect of a combination of medication and physiotherapy. Experimental clinical testing of the proposed stimulator showed an increase in therapeutic efficacy both in the treatment of internal diseases according to the traditional medication technique, and an increase in the direct reaction to the stimulating effect of the device.

Условиями работоспособности устройства являются:
1. Объемность элементов - для депонирования необходимого количества препарата.The health conditions of the device are:
1. Volume of elements - for depositing the required amount of the drug.

2. Проницаемая пористость материала - для функционирования объемов в качестве депо при их пропитывании. 2. Permeable porosity of the material - for the functioning of volumes as a depot when they are impregnated.

3. Расположенность объемов на поверхности стимулятора для обеспечения резорбции препарата в полости кишечника. 3. The location of volumes on the surface of the stimulator to ensure the resorption of the drug in the intestinal cavity.

4. Сопряженность наружной поверхности объемов заподлицо с поверхностью стимулятора для придания обтекаемой формы устройства. 4. The conjugation of the outer surface of the volumes flush with the surface of the stimulator to give a streamlined shape of the device.

Топография расположенности объемных элементов на поверхности стимулятора малопринципиальна для работоспособности. Выбор конкретного варианта в теле диэлектрической втулки в локальных, например кольцевых, углублениях половин корпуса, в сплошном покрытии диктуется технологическими возможностями при производстве устройства. The topography of the location of volumetric elements on the surface of the stimulator is unprincipled for performance. The choice of a specific option in the body of the dielectric sleeve in local, for example, annular, recesses of the halves of the housing, in a continuous coating is dictated by technological capabilities in the manufacture of the device.

Современные технологические возможности обработки поверхности пористого сплава на основе никелида титана позволяют снижать шероховатость до состояния полировки без заметного изменения гигроскопических качеств материала. Полированная поверхность стимулятора способствует свободному травмобезопасному перемещению его по ЖКТ. Modern technological capabilities of surface treatment of a porous alloy based on titanium nickelide can reduce roughness to a polishing state without noticeable changes in the hygroscopic qualities of the material. The polished surface of the stimulator contributes to the free injury-free movement of it along the digestive tract.

На иллюстрациях представлено:
фиг. 1 - стимулятор желудочно-кишечного тракта с автономным импульсным генератором;
фиг.2. - стимулятор желудочно-кишечного тракта по формуле изобретения; 4 - объем пористого сплава на основе никелида титана;
фиг.3. - стимулятор желудочно-кишечного тракта по формуле изобретения;
фиг.4 -стимулятор желудочно-кишечного тракта по формуле изобретения; 6 - объемные покрытия из пористого сплава на основе никелида титана;
фиг.5. - внешний вид стимулятора.The illustrations show:
FIG. 1 - a stimulator of the gastrointestinal tract with an autonomous pulsed generator;
figure 2. - a stimulator of the gastrointestinal tract according to the claims; 4 - volume of a porous alloy based on titanium nickelide;
figure 3. - a stimulator of the gastrointestinal tract according to the claims;
4 is a gastrointestinal tract stimulator according to the claims; 6 - bulk coatings of a porous alloy based on titanium nickelide;
figure 5. - the appearance of the stimulator.

Устройство содержит проводящий капсулообразный корпус 1 (фиг.1-4), состоящий из двух половин, разделенных диэлектрической втулкой 2. Расположенный внутри автономный генератор 3 электрических стимулирующих импульсов подключен биполярно к половинам корпуса. Таким образом, зазор между половинами корпуса, заполненный диэлектриком 2, является конструктивным конденсатором с разделенной емкостью и формирует в этой области с выходом вне корпуса электрическое поле, стимулирующее деятельность ЖКТ. The device comprises a conductive capsule-shaped housing 1 (Figs. 1-4), consisting of two halves separated by a dielectric sleeve 2. An autonomous generator of electrical stimulating pulses 3 located inside is connected bipolar to the halves of the housing. Thus, the gap between the halves of the body, filled with a dielectric 2, is a structural capacitor with a divided capacitance and forms an electric field in this area with the output outside the body, stimulating the activity of the gastrointestinal tract.

Объемные элементы 4 (фиг.2, 3, 4) из проницаемого пористого сплава на основе никелида титана, расположенные на поверхности стимулятора, т.е. в местах его контакта со стенками и окружающей средой желудочно-кишечного тракта, используются в качестве депо лекарственных препаратов. Для этого перед использованием устройства указанные элементы пропитывают путем окунания всего стимулятора в показанный для данного заболевания жидкий лекарственный препарат. Устройство будучи проглоченным продвигается по ЖКТ естественным образом. При этом лекарственный препарат выделяется (резорбируется) в окружающую среду. Скорость выделения в соответствии с законами капиллярности зависит от структуры пористости, распределения пор по их размеру, смачиваемости, вязкости жидкости и задается изначально таким образом, чтобы запасенного объема лекарства хватало на всю длительность пребывания стимулятора в ЖКТ. Volumetric elements 4 (FIGS. 2, 3, 4) of a permeable porous alloy based on titanium nickelide, located on the surface of the stimulator, i.e. in places of its contact with the walls and the environment of the gastrointestinal tract, are used as a depot of drugs. To do this, before using the device, these elements are impregnated by dipping the entire stimulant into the liquid drug indicated for the given disease. The device, being swallowed, moves along the gastrointestinal tract in a natural way. In this case, the drug is released (absorbed) into the environment. The rate of release in accordance with the laws of capillarity depends on the structure of porosity, pore size distribution, wettability, fluid viscosity and is initially set so that the stored volume of the drug is sufficient for the entire duration of the stimulator in the digestive tract.

Выделение лекарства из перфоративных отверстий контейнера устройства-прототипа подчиняется законам сообщающихся сосудов и необходимой длительности, т.е. должной эффективности не имеет. The selection of drugs from the perforated openings of the container of the prototype device is subject to the laws of communicating vessels and the required duration, i.e. does not have proper efficiency.

По окончании работы, т.е. прохождении всего ЖКТ, устройство эвакуируется естественным путем. At the end of work, i.e. passing the entire digestive tract, the device is evacuated naturally.

Расположенность объемных элементов 4 на поверхности стимулятора обусловлена необходимостью их механического контакта со средой ЖКТ. Сопряжение поверхностей объемных элементов и стимулятора, полировка их служит для беспрепятственного продвижения в условиях перистальтики кишечника. Полировка поверхности объемных элементов приводит к небольшому уменьшению сечения выходных пор и, следовательно, гигроскопичности, что учитывается при задании размеров пор в производстве материала. The location of the volumetric elements 4 on the surface of the stimulator is due to the need for their mechanical contact with the gastrointestinal tract. The conjugation of the surfaces of the volumetric elements and the stimulator, their polishing serves for unimpeded progress in conditions of intestinal motility. Polishing the surface of volumetric elements leads to a slight decrease in the cross section of the output pores and, therefore, hygroscopicity, which is taken into account when setting the pore sizes in the production of the material.

Достижимость технического результата предлагаемого изобретения подтверждена экспериментально конкретными примерами лечения внутренних органов. Achievability of the technical result of the invention is confirmed experimentally by specific examples of treatment of internal organs.

Пример 1
Большая К. , 47 лет. Диагноз заболевания: хронический панкреатит, сопровождаемый постоянными болями в животе, вздутием кишечника, постоянным снижением функции поджелудочной железы.Example 1
Big K., 47 years old. Diagnosis of the disease: chronic pancreatitis, accompanied by persistent abdominal pain, bloating, a constant decrease in pancreatic function.

Для лечения использован стимулятор желудочно-кишечного тракта (фиг.2). Объемные элементы 4 из пористого сплава ТН-10 цилиндрической формы с размерами 4х4 мм в количестве 8 штук внедрены в цилиндрические выемки в теле диэлектрической втулки 2 равномерно по ее периметру. Основа устройства - автономный электростимулятор АЭС ЖКТ-01. For treatment, a gastrointestinal tract stimulator was used (FIG. 2). Volumetric elements 4 of a TN-10 porous alloy of a cylindrical shape with a size of 4x4 mm in an amount of 8 pieces are embedded in cylindrical recesses in the body of the dielectric sleeve 2 uniformly around its perimeter. The basis of the device is an autonomous electrical stimulator of the ZhKT-01 NPP.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Продезинфицированный и высушенный стимулятор пропитывают 2%-ным раствором новокаина путем окунания и выдерживания его в растворе в течение 10-15 с. Без предварительной подготовки больного капсулу проглатывают, запивая небольшим количеством воды. Действие устройства проявляется уже через 15-30 мин исчезновением болей и признаками функционирования кишечника. Регистрируется перистальтика. Через 2-3 часа исчезает вздутие. Через сутки исчезает вся клиника хронического панкреатита. Устройство покидает организм естественным путем. The disinfected and dried stimulant is impregnated with a 2% solution of novocaine by dipping and keeping it in solution for 10-15 seconds. Without preliminary preparation of the patient, the capsule is swallowed with a small amount of water. The action of the device manifests itself after 15-30 minutes the disappearance of pain and signs of intestinal functioning. Peristalsis is recorded. After 2-3 hours, bloating disappears. After a day, the entire clinic of chronic pancreatitis disappears. The device leaves the body naturally.

Пример 2
Больной С., 50 лет. Диагноз заболевания: синдром раздраженного кишечника, систематические боли в кишечнике, метеоризм.Example 2
Patient S., 50 years old. Diagnosis of the disease: irritable bowel syndrome, systematic pain in the intestine, flatulence.

Для лечения использован стимулятор ЖКТ с характеристиками и по методике примера 1. Результаты лечения аналогичные. For treatment, a gastrointestinal stimulator with the characteristics and method of Example 1 was used. The treatment results are similar.

Источники информации
1. Глухов В. Ф. "Электростимуляция кишечника постоянным током...", автореферат диссерт. к.м.н., г. Куйбышев, 1973 г.Sources of information
1. Glukhov V. F. "Electrostimulation of the intestine with direct current ...", abstract of thesis. Ph.D., Kuibyshev, 1973

2. Вишневский А.А., Ливинец А.В., Вилянский М.П. Электростимуляция желудочно-кишечного тракта. - М.: Медицина, 1978 г. 2. Vishnevsky A.A., Livinets A.V., Vilyansky M.P. Gastrointestinal electrical stimulation. - M .: Medicine, 1978

3. Орешенков М.М. "Электрическая стимуляция ЖКТ и ее применение при послеоперационных нарезах..." автореф. диссерт. к.м.н., М., 1969 г. 3. Oreshenkov M.M. "Electrical stimulation of the gastrointestinal tract and its use in postoperative rifling ..." thesis. Candidate of Medical Sciences, M., 1969

4. Свидетельство на полезную модель 9741 "Стимулятор желудочно-кишечного тракта", приоритет 06.07.98, зарегистр. 16.05.99 (прототип). 4. Certificate for utility model 9741 "Stimulator of the gastrointestinal tract", priority 06.07.98, register. 05/16/99 (prototype).

Claims

1. The stimulator of the gastrointestinal tract, containing a conductive capsule-shaped body, consisting of two halves separated by a dielectric sleeve, connected bipolar to an autonomous electric pulse generator, and volumetric elements configured to deposit a drug, characterized in that the volumetric elements are made of permeable porous alloy based on titanium nickelide and installed with the possibility of pairing their outer surface flush with the surface of the stimulator.

2. The stimulator according to claim 1, characterized in that the volumetric elements are made in the form of cylindrical bodies and placed in the recesses of the dielectric sleeve.

3. The stimulator according to claim 1, characterized in that the volumetric elements are scattered in the recesses of the housing.

4. The stimulator according to claim 1, characterized in that the volumetric elements are made in the form of continuous coatings of the halves of the housing.

5. The stimulator according to claim 1, characterized in that the outer surface of the volumetric elements is polished.