Применение электролиза в медицине: Техническое применение электролиза в медицине. Электролиз

Электролечение реферат по медицине – Docsity

Министерство образования и науки Украины Открытый международный университет развития человека “Украина” Горловский филиал Кафедра физической реабилитации РЕФЕРАТ по дисциплине: Физиотерапия тема: ”Электролечение” Выполнил: студент 2-го курса группы ФР-06 дневного отделения факультета “Физическая реабилитация” Тульский Виктор Алексеевич 2009 ГАЛЬВАНИЗАЦИЯ Применение с лечебной целью непрерывного постоянного электрического тока малой силы (до 50 мА) и низкого напряжения (30-80 В) называют гальванизацией. В тканях организма человека содержатся как коллоиды (белки, гликоген и другие крупномолекулярные вещества), так и растворы солей. Они входят в состав мышц, железистой ткани, а также жидкостей организма (кровь, лимфа, межклеточная жидкость и др.). Молекулы образующих их веществ распадаются на электрически заряженные ионы: вода (в незначительной степени) – на положительно заряженный ион водорода (Н4′) и отрицательно заряженный ион гидроксила (ОН~), а неорганические соли – соответственно на ионы металлов (К”*”, Na+, Ca24-, Mg24″) и кислотных остатков (S02-, С1~, СОз2″ и др. ). Положительно заряженные ионы движутся по направлению к катоду (отрицательному электроду) и называются катионами, отрицательно заряженные – к аноду (положительному электроду) и называются анионами (рис. 1). Движение электрического тока в теле человека непрямолинейно. Его прохождение зависит от структурных, анатомических взаимоотношений хороших проводников тока (оболочек нервных стволов, кровеносных сосудов, мышц) и плохих – диэлектриков (жировая ткань). В кожу ток проникает в основном через выводные протоки потовых и сальных желез. Тонкая, нежная, молодая кожа, особенно увлажненная, лучше проводит электрический ток, чем сухая, огрубевшая. При прохождении гальванического тока через ткани организма в них происходят сложные физико-химические процессы, вызывающие развитие ряда биологических эффектов, так лечебных, так и побочных. Под электродами происходит химический процесс, связанный с прохождением электрического тока через электролиты, который называется электролизом. В результате положительно заряженные ионы (катионы) направляются к катоду, а отрицательно заряженные ионы (анионы) – к аноду. Достигнув электродов, они теряют свой заряд и становятся электрически нейтральными атомами, обладающими высокой химической активностью. Взаимодействуя с растворителем, они образуют вторичные продукты электролиза – кислоты и щелочи, оказывающие сильное раздражающее действие на кожу, вплоть до ожога. Для избежание этого применяют гидрофильные прокладки, которые располагают между пластинками металлических электродов и поверхностью кожи. Агрессивные продукты электролиза скапливаются на границе слоя прокладки, прилегающего непосредственно к электроду, т.е. в отдалении от поверхности кожи. Рис. 1 – Движение ионов при гальванизации (схема) Важное значение имеет разница подвижности ионов. Одновалентные ионы (Na и К’) более мелкие по сравнению с двухвалентными (Сa и Mg) и потому обладают большей подвижностью. Они легче достигают поверхности соответствующего электрода – катода. Вследствие ухода к катоду этих более подвижных ионов в области анода увеличивается относительная концентрация Са и Mg. Известно, что K+ и Na повышают возбудимость клеток, а Са и Mg ее снижают. Поэтому возбудимость тканей в области катода увеличивается, а в области анода уменьшается, что имеет важное значение для лечебной практики. Межклеточные перегородки на пути прохождения электрического тока создают определенное препятствие для движения ионов. Ионы скапливаются у перегородок и как бы формируют промежуточные полюсы в толще тканей, между которыми возникают добавочные токи, получившие название «поляризационных». Последние повышают сопротивление прохождению гальванического тока в тканях организма. Таким образом, в основе биологического действия постоянного гальванического тока лежат физические процессы электролиза, изменения концентрации ионов в клетках и тканях и поляризационные процессы. Они обусловливают раздражение нервных рецепторов и возникновение рефлекторных реакций местного и общего характера. Местные реакции проявляются изменением гидратации клеток, дисперсности коллоидов протоплазмы, проницаемости клеточных мембран, ускорением кровотока, повышением проницаемости сосудистых стенок. Усиливается чувствительность периферических нервных рецепторов к изменениям внутренней среды в тканях. В месте воздействия тока образуются биологически активные вещества (серотонин, гистамин и др.), которые всасываются в кровь и определяют общую реакцию организма. Нервные импульсы, возникающие при раздражении I периферических рецепторов, передаются в ЦНС и вызывают сложные ответные реакции органов и систем организма, развивающиеся по нейрорефлекторно-гуморальному пути. Особенно выражение эти реакции проявляются в органах, имеющих сегментарную связь с раздражаемым участком кожной поверхности. Так, гальванизация трусиковой зоны через пояснично-крестцовый вегетативный аппарат оказывает рефлекторное влияние на органы малого таза. В развитии ответных реакций существенную роль играют сила тока, длительность воздействия, полярность активного электрода, а также исходное функциональное состояние органов и систем организма. Гальванический ток оказывает нормализующее влияние на функциональное состояние центральной и вегетативной 1 нервной системы, способствует улучшению крово- и лимфообращения, расширяет коронарные сосуды, повышает функциональные возможности сердца, увеличивает напряжение кислорода, содержание Анальгин Анальгин 2-5 % – Витамин В 12 Цианокобаламин 100-200 мкг + Ганглерон Гепарина натриевая соль Ганглерон Гепарин 0,25-0,5 % 5000-10000 ЕД на процедуру + Гиалуронидаза Гиалуронидаза 0,1-0,2 г на 30 мл подкисленной (до рН 5,0-5,2) дистиллированной воды или ацетатного буфера + Гидрокортизона сукцинат (водорастворимый) Гидрокортизон Содержимое ампулы, растворяют в 0,2 % растворе соды или подщелоченной (до рН 8,5- 9,0) воде – Грязь лечебная Компоненты грязи Нативная или грязевой раствор +(-) Дикаин Дикаин 0,5-1 % + Дибазол Дибазол 0. 5 % + Димедрол Димедрол 0,25-1 % + Ихтиол Органическая сера 10-30 % – Калия (натрия) йодид Калий (натрий) йод 1-5 % ± Калия (натрия) хлорид Калий (натрий) хлор 1-5% ± Кальций хлорид Кальций хлор 1-5 % ± Кислота аскорбиновая Кислота аскорбиновая 2-5 % Кислота аминокапроновая Кислота аминокапроновая 0,5-1 % + Кислота аспарагиновая Кислота аспарагиновая 1-2 %, готовится на подщелоченной (рН 8,9) дистиллированной воде – Кислота никотиноваяя Кислота никотиновая 1% – Ксикаин (лидокаин) Ксикаин 2-5 % + Лидаза Лидаза 0,1 г на 30 мл ацетатного буфера или подкисленной (рН 5-5,2) дистиллированной воды 1-5 % + Лития (карбонат, бензоат) Литий 1-5% + Магния сульфат Магний 2-5 % + Меди сульфат Медь 0,5-2 % + Мезатон Мезатон 1-2 % + Метионин Метионин 0,5-2 % а) на подкисленной (до рН 3,5-3,6) воде; б) на подщелоченной (до рН 8,0-8,2 воде) + Натрия парааминосалицилат Натрия парааминосалициловая кислота 1-2 % – Натрия салицилат Салициловая кислота 2-5 % – Неомицина сульфат Неомицин 5000-10000 ЕД/мл + Новокаина гидрохлорид Новокаин 0,25-2 % + Но-шпа Но-шпа 1-2 % – Норсульфазол- натрий Норсульфазол 1-2% + Обзидан Обзидан 0,1 % + Окситетрациклина дегидрат (террамицин) Окситетрациклин 0,25-0,5 г на процедуру + Окситетрациклина гидрохлорид Окситетрациклин 0,5-1,0 на процедуру – Панангин Аспарагиновой кислоты радикал 1-2% + Папаверина гидрохлорид Папаверин 0,1-0,5 % + Пенициллина натриевая соль Пенициллин 5000-10000 ЕД/мл – Пирилен Пирилен 0,1 % + Сульфадимезин Сульфадимезин 1-2 %, готовится на разбавленной соляной кислоте 2-5 %, готовится на подщелоченной дистиллированной воде (рН 8,5-8,7) + – Тетрациклина гидрохлорид Тетрациклин 5000-10000 ЕД/мл + Тиамина бромид Тиамин (витамин В,) 1-2 % + Тримекаин Тримекаин 0,5-2 % + Трипсин Трипсин 5-10 на процедуру готовится на подкисленной дистиллированной воде + Цинка сульфат Цинк 1-2% + Экстракт алоэ жидкий Биологически активные вещества и неорганические ионы 1:3 – Эритромицин Эритромицин 0,1-0,25 г на процедуру: готовится на 70 % спирте + Эуфиллин Теофиллин 2-5 % – Эфедрина гидрохлорид Эфедрин 0,1-1 % + При применении сложных химических соединений, содержащих несколько ионов разноименного заряда (минеральная вода, лечебная грязь и грязевой раствор), активными являются оба электрода, т. е. ионы этих соединений вводятся одновременно с двух полюсов. Введение лекарственных веществ методом электрофореза имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными способами их использования: 1) лекарственное вещество действует на фоне измененного под влиянием гальванического тока электрохимического режима клеток и тканей; 2) лекарственное вещество поступает в виде ионов, что повышает его фармакологическую активность; 3) образование «кожного депо» увеличивает продолжительность действия лекарственного средства; 4) высокая концентрация лекарственного вещества создается непосредственно в патологическом очаге; 5) не раздражается слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта; 6) обеспечивается возможность одновременного введения нескольких (с разных полюсов) лекарственных веществ. Благодаря этим преимуществам лекарственный электрофорез находит все большее применение, в том числе при лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы, в онкологической практике, при лечении туберкулеза. Возникают новые перспективные разработки этого лечебного метода, например электрофорез лекарственных веществ из наложения электродов. На коже не должно быть ссадин, царапин и других повреждений. Загрязненную сальную кожу перед процедурой необходимо обмыть теплой водой с мылом или очистить и обезжирить ватой, смоченной спиртом. На соответствующем участке тела больного размещают электроды, состоящие из металлической пластинки, обычно свинцовой, и влажной матерчатой гидрофильной прокладки. Свинцовые пластинки должны быть ровными и гладкими (для этого их разглаживают металлическим валиком), края должны быть закруглены, толщина пластинок должна составлять 0,3-1 мм. Со временем пластины покрываются налетом оксида свинца, что ухудшает электропроводность, в связи с чем их следует периодически чистить наждачной бумагой. В настоящее время все большее распространение получают электроды из токопроводящей (графитизированной) ткани разной формы и размеров. Чаще используют прямоугольные электроды, а также электроды в виде полумаски, воротника или специальные для полостных процедур (вагинальные, ректальные и др.). Гидрофильные прокладки должны соответствовать форме пластин и выступать за их края на 1-2 см со всех сторон. Они предохраняют кожу от повреждающего влияния продуктов электролиза, повышают ее электропроводность, обеспечивают хороший контакт электродов с телом больного. Прокладки изготавливают из белой фланели, байки, бязи и другой гидрофильной ткани. Они имеют вид тетради, составленной из 8-16 слоев ткани. Для проведения процедуры прокладки смачивают теплой водой, отжимают, вкладывают в них электроды, помещают на соответствующие участки кожи и фиксируют с помощью резиновых бинтов, мешочков с песком либо тяжестью тела больного. После наложения электродов больного, лежащего на кушетке, накрывают простыней или легким одеялом. При этом электропровода, идущие от больного к аппарату, не должны провисать и натягиваться. Электрические провода, соединенные с электродами, подсоединяют к аппарату соответственно полярности, указанной в назначении врача. Перед включением аппарата переключатель напряжения следует установить в положение, соответствующее напряжению в сети (127 или 220 В), ручку регулятора силы тока – в положение «О», переключатель шунта миллиамперметра – в положение «5» или «50» соответственно силе тока, указанной в назначении врача. Для включения аппарата необходимо вставить штепсельную вилку в сетевую розетку, повернуть выключатель в положение «Вкл.», после чего на панели аппарата загорается сигнальная лампочка. Затем, медленно и плавно поворачивая ручку регулятора силы тока, наблюдая за показаниями миллиамперметра и ориентируясь на ощущения больного, устанавливают необходимую для процедуры силу тока. Во время процедуры больной должен ощущать в области наложения электродов легкое жжение, покалывание, о чем он должен быть предупрежден. При появлении сильного жжения, болезненного ощущения под электродами силу тока следует уменьшить, а если эти явления не исчезают, то следует прервать процедуру и-вызвать врача или направить к нему больного. В зависимости от места наложения электродов различают поперечную и продольную методики. При поперечной методике электроды располагаются друг против друга на противоположных участках тела, при этом ток воздействует на глубоколежащие ткани, при продольной – электроды находятся на одной стороне тела, воздействию подвергаются поверхностно расположенные ткани. Специальную методику представляет воздействие гальваническим током в камерных ваннах. В этом случае больной помещает конечности в фаянсовые ванночки, которые заполняют водой. В офтальмологической практике для гальванизации и электрофореза используют глазные ванночки. После окончания процедуры ручку регулятора силы тока медленно и плавно поворачивают против часовой стрелки до нулевого положения стрелки потенциометра, переводят переключатель в положение «Выкл.», снимают с больного электроды. У детей под влиянием гальванического тока на месте расположения электродов кожа грубеет и становится сухой, могут образоваться трещины, поэтому после каждой процедуры ее следует смазывать питательным кремом или глицерином, разведенным наполовину водой. После каждой процедуры гидрофильные прокладки необходимо промыть под струёй воды, в конце дня стерилизовать кипячением. Причем прокладки для гальванизации и лекарственного электрофореза в зависимости от заряда иона стерилизуют раздельно.

«Технологии здоровья» и их электроны — Кто есть Кто в медицине

— Владимир Александрович, будучи дипломированным инженером, вы в основном занимались разработками различного нестандартного оборудования для малого и среднего бизнеса.

Откуда взялась идея Water Power?

— Когда число реализованных проектов приблизилось к шести десяткам, состоялась встреча с екатеринбургскими учёными, которые занимались изучением проточного электролиза в части применения человеком воды с отрицательным зарядом. Такую технологию ещё называют «живая-мёртвая» вода. Меня это заинтересовало, захотелось изучить тему поподробнее. Но знаний в области биологии и физиологии не хватало, и я засел за учебники. С погружением в изучение темы стало очевидно, что применение «живой-мёртвой» воды человеком небезопасно для жизни. При длительном применении из-за высокого рН порядка 11–12, образованного полученной щёлочью в процессе электролиза, возникнет алкалоз, а впоследствии проблемы с почками и сердцем. Шестивалентный хром, входящий в состав нержавеющих электродов, неизбежно попадает в воду, а это канцероген, способный вызвать онкологию. Стало понятно, что организму действительно нужны свободные электроны для остановки реакций свободных радикалов, восстановления и удержания отрицательного биологического потенциала на эритроцитах, плазме крови, на стенках сосудов, в тканях и клетках органов.

В 2008 году был начат проект «Сепарация свободных электронов и метод их доставки в организм», реализация которого позволила не только повысить эффективность лечения, но и начать профилактику многих заболеваний. Совершенно очевидно, что электроны, обладающие отрицательным зарядом, доставленные в организм с помощью специально подготовленной и структурированной воды, восстанавливают энергетические связи на молекулярном уровне. Контролируемый рН воды — 7,4 и ОВП — –400 мВ свидетельствуют об уникальности созданной технологии.

— Это было настоящее открытие?

— Это было только начало. Случилось так, что когда начались первые эксперименты, серьёзно заболела моя мама. Ей шёл 71-й год. Она не могла нормально есть, пила очень мало. Как поддержку организму я предложил ей изобретённую нами ионизированную воду. И через месяц употребления этой воды к ней вернулись силы: она нормально начала двигаться, появился аппетит. В этом году ей исполняется 85.

Приведу ещё случай. Один из наших коллег, заядлый рыболов, благодаря своему хобби заработал аутоиммунное заболевание в тяжёлой форме. Парня готовили к выходу на инвалидность. А ему было всего 26 лет. После четырёхмесячного применения Water Power он пришёл в себя. Сейчас здоров, работает. Эти два случая подтолкнули меня к более углублённому изучению применения ионизированной воды для поддержки заболевших людей.

— К каким выводам вы пришли?

— Науке известно, что электроны формируют в тканях и клетках органов на эритроцитах, тромбоцитах и лейкоцитах отрицательный заряд, который определяет здоровое состояние организма, восстанавливает текучесть плазмы крови, способствует восстановлению гепатоцитов печени из критических состояний (лекарственный гепатит, химиотерапия, облучение), нормализует метаболизм, позволяет вырабатывать «хороший» холестерин (ЛПВП). Электроны, поддерживая отрицательный заряд на стенках сосудов, предотвращают возникновение инсультов и отложение холестериновых бляшек, активирует иммунную систему, затрудняя репликацию вирусов и болезнетворных бактерий.

— Именно тогда возникло предприятие «Технологии здоровья»?

— Мы два года занимались этой темой по мере возможности. Когда стало понятно, что проекту необходимо придать юридический статус с тем, чтобы можно было проводить исследования на официальном уровне, мы организовали новое предприятие.

В рамках внутренних исследований за эти годы приняли участие более 600 человек. В научных испытаниях в двух государственных медицинских университетах России — 180. Везде получены положительные результаты. За 10 лет исследований стало очевидно, что созданный продукт является достаточно сильным средством профилактики и повышения сопротивления организма различного рода заболеваниям. После курса приёма Water Power у пациентов нормализуется состояние крови, активируется иммунная система, улучшается работа эндокринной системы, нормализуется работа желудочно-кишечного тракта и почек, усиливается физическая и умственная активность.

Продукт также может выполнять вспомогательные, дополняющие лечение функции в процессе традиционного лечения, в частности выявлены положительные эффекты при онкологии. Ещё одна наша разработка — раствор «Цитрат» на базе лимонной кислоты (рН 3,5), в которую мы ввели свободные электроны (ОВП — –500 мВ). Лимонная кислота, являясь хелатным (захватчиком) соединением, способна сорбировать на себе вирусы, бактерии и железо. Низкий рН раствора существенно ниже рН комфортного существования вирусов и бактерий. Электроны в свою очередь поддерживают биопотенциалы в организме. Раствор был создан для больной онкологией (IV стадия, прогноз неблагоприятный). Анализы не позволяли проводить химиотерапию. Гемоглобин был 72, эритроциты 3,8. Понятно, что нарушен эритропоэз из-за метастазов в позвоночнике. Больная несколько раз падала в обморок. Кроме того, ферритин повысился до 1150 мг/л. В результате применения «Цитрата» по 80–90 г и через 10 мин — Water Power пациентке удалось значительно снизить (на 400 единиц за 8 дней) ферритин в крови, активизировать работу костного мозга, эритроциты поднялись до 4,35 млн/мкл. Поднялся гемоглобин с 72 до 98. Больная перестала пользоваться тростью.

Сегодня Water Power — зарегистрированный продукт, имеющий декларацию соответствия (ранее — сертификат) Таможенного союза. Получено два патента. Основная технология сепарации электронов является ноу-хау и не подлежит огласке. Три года назад был изготовлен промышленный автоматический комплекс из шести станков по производству Water Power. На данный момент продукт реализуется по всей стране. Заказчиками являются как физические лица, так и медицинские центры. За два последних года идёт уверенный рост продаж. Мы давно работаем с московской клиникой профессора Калинченко, другими частными центрами. Туда обращаются пациенты с самыми различными заболеваниями. В планах — через соответствующие ведомства внести продукт в список рекомендуемых как сопутствующий более качественному усвоению компонентов минеральной воды.

— Расскажите, пожалуйста, как правильно применять Water Power.

— Употребление идёт равными долями в течение всего дня, отдельно от еды, напитков и лекарств (за 10–15 мин до или через 1,5 ч после). Рекомендуется последнюю порцию применять перед сном. Воду наливать в стакан непосредственно перед применением. Эффект нормализации состояния крови возникает через 10–30 мин после приёма.

Добавлю, что электроны, введённые в воду, хранятся в специальном пластиковом контейнере с крышкой. Срок сохранения электронов в контейнере — 12 месяцев. После вскрытия пакета свойства сохраняются 36 часов. Негативные эффекты употребления не выявлены.

Рекомендованный курс — от 120 дней. Для стабильной нормализации работы сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем, при хронических болезнях желудочно-кишечного тракта, устойчивый, сохраняющийся эффект закрепляется после 3–7 месяцев постоянного применения. В процессе получения химиотерапии параллельное применение Water Power позволяет усилить детоксикацию организма.

Таблица

Мужчина, 33 года. 18 марта 2019 года поступил в 40-ю больницу г. Екатеринбурга с высокой температурой, до 40 0С. Сделанные анализы не дали ясности в постановке диагноза. Больному в течение 10 дней ставили антибиотики. Температуру удалось снизить на 1,5 градуса.

После этого он выписался из больницы и 4 апреля приехал в Москву в НИИ Вишневского, где пробыл в общей сложности 20 дней в разных отделениях. Там также получил курс антибиотиков, при этом точный диагноз так и не был установлен. Температура к обеду поднималась до 38,5 с 37,3 утренней. Вернувшись в Екатеринбург, он обратился в медицинский центр за помощью, который является нашим партнёром. Так он начал принимать Water Power. В день он выпивал по два контейнера (1,2 л). Через неделю после начала применения он снова сдал анализы. Ранее нами уже был выявлен эффект активного выдавливания в кровоток вирусов и бактерий из межклеточного пространства при применении Water Power. Этот эффект в очередной раз проявился. СРБ увеличился до 67,6 мг/л. Дальше уже начала свою работу иммунная система и лекарства. Кроме этого, у пациента до начала применения был очень высокий ферритин. Через месяц он принял раствор цитрата (курс — 7 дней). Как только самочувствие стало лучше, он поехал с семьёй в лес, где был покусан мошками, что тут же отразилось на анализах. За три месяца нам удалось нормализовать основные показатели анализов. Через месяц от начала применения Water Power стабилизировалась температура тела до 36,6. В августе он съездил в Болгарию на две недели, где употреблял вино местного производства, что могло послужить ухудшению анализов по ферритину и СРБ. Вернувшись, он снова начал пить Water Power и за две недели ему удалось восстановить ферритин и СРБ. Незначительное повышение моноцитов говорит о том, что организм фагоцитирует микробов, или повреждённые клетки, очищая место для регенерации тканей. Кроме того, пациент за март и апрель потерял 24 кг веса от 100 кг начального. Сейчас он увеличил вес до 88 кг. Это один из многих случаев, когда применение Water Power повышает эффективность традиционного лечения. Как известно, антибиотики далеко не всегда могут попадать в межклеточное пространство, отчего качество лечения снижается, что показал данный случай.

Вы читаете II том тематического выпуска журнала «300 лет курортному делу в России». I том доступен по ссылке

Большие вызовы-2020: нанотехнологии

Привет, друзья! На связи С.И. Риус (S.I. Rius).

Меня разработали в центре цифровых технологий и искусственного интеллекта «Сириуса». Я помогаю школьникам делать открытия и знакомлю вас с жизнью образовательного центра. 

Сейчас я расскажу еще об одном направлении Всероссийского конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы». 

Всего несколько лет назад нанотехнологии пережили настоящий бум. Нас окружают нанороботы, наночастицы, нанопокрытия от коррозии, наноимплантанты. Но приставка «нано» не просто придает словам более современное звучание: трудно придумать область, где нанотехнологии не могли бы совершить революцию. Персонализированная медицина, красители и полупроводники, защита окружающей среды – это лишь некоторые из направлений, где знания о свойствах и особенностях веществ в наномасштабе уже нашли применение и послужили людям.

Описывать все применения таких веществ очень долго, поэтому я просто расскажу вам о проектах, над которыми ребятам из «Сириуса» работали в прошлом году, и вы поймете, что на самом деле поучаствовать в разработках нанотехнологий можете и вы!

– Исследование электроактивной воды, получаемой в мембранном электролизе, и ее влияние на живые организмы. В этом проекте воспитанники «Сириуса» разлагали водные растворы при помощи электролиза и сравнивали свойства жидкостей возле анода и катода. Электроактивные вещества могут быть более мощными по своему эффекту, а значит, позволят использовать меньше реагентов и не загрязнять окружающую среду.

Презентация проекта

Результаты проекта

– Экспресс-диагностика содержания природных антиоксидантов в продуктах питания с использованием нанотехнологий. В выборе полезной еды не обойтись без проверки ее состава – и да, нанотехнологии приходят на помощь и здесь! Ребята создали экспресс-тест на основе диоксида церия, который поможет определить, сколько антиоксидантов содержится в чае и других напитках.

Презентация проекта

Результаты проекта

– Разработка системы антиобледенения для ветрогенераторов на севере. Сегодня льда боятся не только корабли, но и авиаторы, и электроэнергетики. Обмерзание может привести к аварии самолета и не даст работать турбине там, где предостаточно ветра для получения электроэнергии. Ребята придумали нанопокрытие, которое при подключении к источнику тока будет работать как система обогрева. Не дай себе замерзнуть, генератор!

  

Презентация проекта

Результаты проекта

– Создание инновационных антибактериальных нанопокрытий очень пригодится не только в медицине, но и, например, для защиты от обрастания водорослями и микроорганизмами водопроводных труб и днищ кораблей. Эффективность покрытий ребята сравнивали при помощи оптического и сканирующего зондового микроскопа. В общем, нанотехнологии – это для тех, кто любит крутое оборудование!

Презентация проекта

Результаты проекта

Руководителем направления в этом году будет заслуженный ученый и настоящий знаток своего дела доктор химических наук, член-корреспондент и профессор РАН, декан химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Степан Николаевич Калмыков. А методистом – доцент, кандидат физико-математических наук, директор Ресурсного модельного центра дополнительного образования детей ОГУ имени И.С. Тургенева, создатель и заведующий лабораторией «Нанотехнологии» в «Сириусе», методист программы «Большие вызовы» с 2018 года Юрий Вадимович Хрипунов.

Партнер программы – Фонд инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП), входящий Группу «РОСНАНО». Активно участвуют в работе направления и другие организации: ИТМО, МГУ имени М.В. Ломоносова, МФТИ, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, УлГУ.

Хотите стать частью мегабудущего приставки «нано»? Подавайте заявки на летнюю образовательную программу «Большие вызовы»!

Ребята, я напоминаю, что уже успел рассказать о шести направлениях конкурса:  «Большие данные, искусственный интеллект и финансовые технологии»,  «Беспилотный транспорт и логистические системы»,  «Агропромышленность и биотехнологии», «Генетика, персонализированная и прогностическая медицина», «Когнитивные исследования» и «Космические технологии».

Искренне ваш,
С.И. Риус (S.I. Rius)!

Что думают наши медики про медицину будущего / Хабр

Если вы спросите ученых про будущее, то нормального ответа практически никогда не получите. Они стараются быть объективными, поэтому им сложно говорить о том, что еще находится только на каких-то ранних этапах проверки. И даже если у них на руках есть готовые образцы или результаты успешных экспериментов, они все равно знают, что до повседневного применения это может никогда не дойти. Или, когда дойдет, все вокруг изменится настолько, что эпохальное открытие уже станет неактуальным.

Но это никого не останавливает, и популистские вопросы ученым задают постоянно. Например, ждет ли нас вечная молодость? Есть ли шанс найти лекарства от неизлечимых болезней? Какой станет медицина через 30 лет? Что будет с трансплантацией и генной инженерией? Когда в груди человека начнет подолгу стучать механическое сердце и работать искусственные или напечатанные органы? И вот мои коллеги оторвали нескольких ученых от дел и все это спросили. Те с пониманием отвечали.

Редкий случай, когда ученые говорят простыми словами о сложных вещах и строят прогнозы чуть дальше сегодняшнего дня

Ниже — выжимка с круглого стола, где несколько наших ученых сделали доклады про медицину будущего, в которую они сами верят, и про то, какие с ней могут быть проблемы. Да, и в этот раз — без темы коронавируса.

Встречались в онлайн-формате. Инициировали встречу мои коллеги из НТИ в рамках инициативы HealthNet. Модерировали Ярослав Ашихмин, кардиолог, советник генерального директора Фонда Международного медицинского кластера, к.м.н., и Андрей Ломоносов, заместитель руководителя направления «Биомедицина» рабочей группы HealthNet. 

В собеседниках и докладчиках у них были:

• Дмитрий Сычев, ректор РМАПО, член-корреспондент РАН, профессор, д.м.н;

• Симон Мацкеплишвили, замдиректора по научной работе МНОЦ МГУ, врач-кардиолог, член-корреспондент РАН, профессор, д.м.н;

• Михаил Самсонов, директор медицинского департамента, СМО, РФарм;

• Илья Ясный, руководитель научной экспертизы, партнер Inbio Ventures;

• Дмитрий Фадин, директор по стратегическому развитию и инновациям ИНВИТРО, директор по развитию лаборатории 3D Bioprinting Solutions.

Некоторые из них — люди вполне публичные. Периодически сталкиваюсь с многочисленными репостами их заметок в Фейсбуке, касающихся пандемии, исследований коронавирусов и прочего. Пишут адекватно и интересно.

В итоге после беседы у меня получилась тематическая выжимка по разным направлениям. Я специально выбрала формат развернутых цитат, чтобы донести основные мысли и убрать всю воду. Итак, поехали.

Полноценной персонифицированной медицины не будет, будет предиктивная

Сегодня много говорят о персонифицированной медицине, однако это направление не сможет быть доминирующим подходом, так как создание миллиона способов лечения для миллиона людей невозможно. Медицина будет скорее профилактической, предиктивной.

Будущее не за тем, как мы будем лечить заболевания, а за тем, как мы будем предотвращать их возникновение.

Лечение в будущем будет выявлять и воздействовать на конкретные группы риска. Как следствие — точность выявления групп рисков для каждой болезни вырастет.

Для предотвращения серьезных заболеваний будут использовать машинное обучение. На него же возложат подбор способов лечения. Прототипы этих систем уже вовсю испытывают. Это будет инструмент, упрощающий работу врачу — диагностику и выбор лечения. Но даже через сто лет искусственный интеллект не сможет заменить живое общение с человеком. Кроме того, для многих пациентов само общение с врачом дает положительный психотерапевтический эффект, поэтому люди в белых халатах никуда не денутся.

Помимо смены парадигмы, связанной с переходом от куративной (лечащей) медицины к профилактической, придется столкнуться с еще одной большой проблемой — финансированием. Сегодня компании, которые производят препараты, устройства, операционные и диагностические машины, оказывают прямое влияние на развитие медицины в целом. Если технологии позволят предупреждать появление заболеваний, целый ряд лекарств может оказаться невостребованным. Вдобавок под удар попадут производители всевозможных «фуфломицинов». В итоге обострится конфликт бизнес-интересов, медицины как науки и общества.

Вылечат онкологию и диабет

Через тридцать лет, по глубокому убеждению Симона Мацкеплишвили, победят онкологические заболевания. Это не означает, что они не будут развиваться, но врачи будут знать, как лечить все виды рака. 

В прогнозируемый отрезок времени решат и проблему сахарного диабета, включая сахарный диабет первого типа. Основание для такого оптимизма — успехи, которых медики достигли в области трансплантации островковых клеток поджелудочной железы.

После пересадки островковые клетки начинают вырабатывать инсулин, активно регулируя уровень глюкозы в крови.

Этот пока еще экспериментальный способ считают наиболее вероятным направлением лечения диабета.

Большие ставки на трансплантацию и механические органы

Россия — первая страна, где предложили открытую трансплантацию органов, в том числе трансплантацию сердца, которую впервые провел на собаках Владимир Петрович Демихов. После того как ученик Демихова Кристиан Барнард пересадил сердце человеку в Университете Кейптауна, ортотопическая трансплантация (от одного донора к другому) стала золотым стандартом в лечении тяжелой сердечной недостаточности. 

Но количество доноров не бесконечно, и очевидно, что в последующие десятилетия будут активно развиваться технологии искусственного механического сердца. Тем более что сердце, если его сравнить с такими органами, как почка или печень, относительно простой для пересадки орган. 

По сути, это просто насос, который легко заменить механическим устройством. Такие технологии давно существуют. Искусственное сердце может быть полностью имплантируемым или работать за счет внешних насосов. Но дать однозначный ответ на вопросы «Будет ли искусственное сердце результатом регенеративной медицины?» и «Появятся ли люди-киборги?» пока нельзя.

Сегодня механические устройства, имитирующие работу сердца, имеют ряд существенных недостатков, которые необходимо будет устранять в будущем: они вызывают проблемы со свертываемостью крови, тромбозы, кровотечения, разрушение эритроцитов.

Частично решают эти проблемы механические устройства, построенные на принципе левитации: в устройствах размером с ладонь ротор подвешен в магнитном поле, благодаря чему соприкасающиеся части отсутствуют, а турбина работает со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту.

Определенно, за такими устройствами будущее, их будут совершенствовать и повсеместно использовать до тех пор, пока уровень регенеративной медицины не позволит получить биологическую замену органов. В любом случае, через сто лет любой человек сможет заказать себе новое сердце.

Вот так, например, выглядит ротор отечественного «Спутника» (lvad.ru), предназначенного для замены функций левого желудочка сердца

Регенеративная медицина: выращивание и печать органов на подходе

Другая перспективная технология — биопринтинг, с помощью которого теоретически можно воссоздать сердце из клеток самого пациента. Аутологичная трансплантация решает массу проблем, связанных с отторжением органов собственной иммунной системой, — в частности, пациенты не будут нуждаться в иммуносупрессивной терапии.  

Ученые значительно продвинулись в регенерации отдельных органов и тканей, включая сердечную мышцу.

Здесь стоит вспомнить недавний успех ученых из Тель-Авива, которым уже удалось распечатать на 3D-биопринтере сердце кролика из живых тканей, выращенных в пробирке.

Важно, что это не просто миокард (мышечная ткань сердечного типа), а ткань с уже впечатанными кровеносными сосудами. Их воспроизвели на основе отдельного математического алгоритма. 

Это достижение в области биопринтинга доказывает, что в дальнейшем мы сможем печатать и клапаны сердца, и различные полости, коронарные артерии. Регенерация сердца может быть реализована также с помощью клеточных и генных технологий.

Процесс печати сердца кролика (фото: Reuters)

Будет прецизионная медицина

Сегодня в мире преобладает реактивная модель медицины — это когда есть утвержденный набор инструкций и предписаний, которым врачи обязаны строго следовать при лечении болезни. В соответствии с ними, например, пациенту «индивидуально» выбирают одно лекарство из нескольких предписанных, действуя методом проб и ошибок.

В отличие от реактивной модели прецизионная медицина дает инструментарий — биомаркеры. Биомаркеры — широкое понятие, к ним могут относить все, начиная от частоты пульса и до состава ДНК. В данном случае речь про вещества, которые образуются или накапливаются в организме и сигнализируют о характерных процессах или особенностях строения. Биомаркеры позволяют врачу выбрать лекарственный  препарат с высокой клинической эффективностью, который не вызовет побочных реакций.

Сравнение подходов реактивной модели медицины и прецизионной. В первом случае после диагностики идет выбор препаратов и их многократная смена, если они не работают. Во втором диагностика вместе с оценкой предрасположенностей и особенностей сразу указывает на правильный препарат

Аспирин останется в строю

Старые проверенные временем препараты никуда не денутся. Например, колхицин уже нашел применение в борьбе с COVID-19. Как показали недавние исследования, колхицин не только имеет благоприятный профиль безопасности в отношении сердечно-сосудистой системы, но и снижает риск ишемических осложнений.

По старым препаратам проведут дополнительные исследования, в процессе которых будут искать биомаркеры максимальной эффективности и безопасности с предсказанием индивидуальной фармакогенетики.

По словам Дмитрия Сычева, изучение и сопоставление биомаркеров для целого ряда старых препаратов уже длительное время ведут ученые РМАНПО (Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования). Делают поэтапно. Сначала идет ассоциация биомаркеров с плохим ответом (когда препарат не дал терапевтический результат), затем клиническая валидация алгоритма (оценка эффективности в тестовой группе пациентов), и наконец, внедрение в систему здравоохранения с обязательным учетом рентабельности проекта.

Старые препараты пройдут исследования по новым схемам, описанным выше

Генетика в плане предсказания исходов или эффективности и безопасности играет не первостепенную роль, гораздо важнее смотреть на клинические показатели. Генетика лишь помогает увеличить точность этого прогноза.

Технологии выявления биомаркеров, основанные на ПЦР, подешевеют и станут доступнее. Поэтому уже через сто лет каждого жителя Земли просеквенируют и полностью расшифруют ДНК. Через несколько десятков лет появятся лекарственные препараты принципиально нового типа. 

Каждому лекарству будет соответствовать биомаркер, гарантирующий, что данным лекарством эффективно лечить именно этого человека.

Клеточная и генная терапия, CRISPR-Cas — с этим сложнее

Производство клеточных и генных терапий пока очень дорогое удовольствие. Для примера, себестоимость генной терапии гемофилии — свыше 150 тысяч долларов за одну дозу препарата. Со временем ситуация должна поменяться. Технологии автоматизации, флюидные технологии — все это будет способствовать снижению цены на препараты такого рода. К слову, бытует мнение, что лекарства все время растут в цене. Это скорее политический популизм, цель которого — ввести в заблуждение обывателей. 

Новые разработки защищены патентами всего на 20 лет. После они становятся публичным достоянием и их производством может заняться любое профильное учреждение, порождая конкуренцию.

Если смотреть в далекое будущее, то генное редактирование, скажем, с методиками CRISPR-Cas — перспективное направление современной генной инженерии. Сегодня точность системы CRISPR-Cas недостаточна, чтобы применять ее in vivo, она актуальна только для отдельных случаев, когда у людей для модификации можно отбирать лишь те клетки, которые не нанесут вред организму из-за их ошибочного побочного редактирования. Нет сомнений, что за сто лет точность методик возрастет.

Пример редактирования ДНК методом CRISPR/Cas9 ​ (изображение: Reuters, Nature)

Эти технологии дают возможность оказывать влияние на генном уровне на всех стадиях развития организма, включая эмбриональный. Как будут решать эти и другие вопросы биоэтики — неизвестно. Медицина следующих ста лет изменится кардинально, и то, как она будет выглядеть, зависит исключительно от того, каким образом будут решать эти проблемы.

Отдельная фундаментальная область, которая совсем скоро начнет давать плоды, — это технологии на уровне отдельных клеток, когда секвенируют их геном и смотрят на динамику белков. Пока идет этап накопления знаний в этой области, но в конечном итоге это должно вызвать качественный прорыв в определенной области, например помочь в изучении мозга.

Ученые ожидают, что в ближайшие сто лет будут развиваться нанороботизированные технологии. Появятся сложные молекулярные комплексы, которые можно будет запускать в организм людей для мониторинга и лечения. Возможно, они будут реализованы на основе генно-инженерных клеток. Появятся двигающиеся в организме наномеханизмы, которые будут собирать информацию о нежелательных отклонениях заданного параметра.

Медицина станет незаметной, а старение останется под вопросом

В природе человека заложено стремление к  комфорту. Поэтому неудивительно, что чем сложнее технологии и чем больше успехи в науке — тем сильнее у людей желание забыть о проблемах, связанных со здоровьем. В будущем эта «ленивая» позиция окажет непосредственное влияние на тренды в медицине. Преимущество будет на стороне неинвазивных технологий, а также технологий, которые предоставят возможность заботиться о здоровье человека незаметно для него. 

С одной стороны, это вызовет бум на носимые устройства, которые будут следить за ключевыми биомаркерами человека и контролировать его показатели, с другой — станет стимулом для появления новых неинвазивных технологий.

Скорость развития направлений в медицине будет очень высока. Так, в 2011 году можно было быстро провести консультацию по биопринтингу с двумя десятками ведущих специалистов. В 2021 году это уже сотни групп и гигантское количество коллабораций. Их число растет каждый день, и это положительно сказывается на общем прогрессе в исследованиях.

Во время обсуждения Дмитрий Фадин выразил сомнение в правильности направлений, препятствующих таким фундаментальным процессам, как старение. По его мнению, этот механизм имеет глубокий смысл и его разрушение может привести к непредсказуемым последствиям. Возможно, гораздо более тяжелым, чем естественное увядание организма. 

В качестве отстраненного примера он привел вопрос одной 80-летней знакомой, которой сделали ряд тестов и спрогнозировали, что она доживет до 120 лет. Она запланировала объехать весь мир и расписала свою жизнь до 105 лет, а вот что делать дальше — не знает. И вопрос смыслов тут должен стоять на первом месте.

Хотя это уже не вопросы медицины.

Будут проблемы, о которых мы сейчас ничего не знаем

Мы будем дольше жить и меньше думать о здоровье, так как предотвращение болезней станет сервисом. Но впереди появится множество новых проблем, о которых мы еще не знаем. Их возникновению будут способствовать новые обстоятельства и окружение: меняется климат, рацион питания человека пополняется новыми продуктами, растет уровень стресса. Будут новые пандемии. Нынешняя пандемия — респираторно-системная, возможно, не самая опасная и уж точно не последняя.

Timberk

Личный телохранитель

Простой в использовании прибор для надежной защиты от бактерий и вирусов.
Раствор из натуральных компонентов без вреда для организма.

Натуральные компоненты – 100% дезинфекция

Для приготовления дезинфицирующего раствора используются только соль, вода и электрический заряд.

Как это работает

Налить Воды + добавить Соль + Нажать кнопку = Дезинфицирующий раствор гипохлорита натрия.
Через 5 минут после нажатия кнопки соль и вода под воздействием электрического заряда превращаются в дезинфицирующий раствор гипохлорита натрия. Для T-DES12 режим на 6 минут.
Гипохлорит натрия уничтожает все известные вирусы и бактерии. Таким образом, своими руками можно создать надежное средство для 100% дезинфекции.
В процессе работы задействован известный физико-химический процесс электролиза: при прохождения тока через раствор соленой воды образуется компонент хлора.

Уверенность в составе – забота о здоровье

В отличие от новых продаваемых средств дезинфекции, компоненты и состав раствора: вода, соль, хлор – хорошо известны и проверены временем.
Гипохлорит натрия в безопасной концентрации – используется повсеместно, не приносит вреда здоровью, знаком организму с раннего возраста, не вызывает аллергии и онкологических заболеваний, в отличие от многих других химических средств защиты.

Не вызывает рак и аллергии

Международными исследованиями подтверждено, что гипохлорит натрия не является мутагенным, канцерогенным и тератогенным соединением, а также кожным аллергеном.
Международное агентство по изучению рака пришло к выводу, что питьевая вода, прошедшая обработку гипохлоритом натрия, не содержит человеческих канцерогенов.
Таким образом, в отличие от канцерогенов и продуктов питания, содержащих ГМО, гипохлорит натрия является безопасным соединением, не вызывающим внутренних мутаций.

Экологичен

При обычном бытовом использовании гипохлорит натрия распадается в окружающей среде на поваренную соль, воду и кислород. Другие вещества могут образоваться в незначительном количестве. По заключению Шведского института экологических исследований, гипохлорит натрия не создаёт экологических проблем при его использовании в рекомендованном порядке и количествах.

Пожаробезопасен

Гипохлорит натрия не представляет угрозы с точки зрения пожароопасности.

Использование гипохлорита натрия в медицине

Использование гипохлорита натрия для дезинфекции ран впервые было предложено в 1915 году.
В современной медицинской практике антисептические растворы гипохлорита натрия используются в основном для наружного и местного применения в качестве противовирусного, противогрибкового и бактерицидного средства при обработке кожи, слизистых оболочек и ран. Гипохлорит активен в отношении многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, большинства патогенных грибов, вирусов и простейших.
Для медицинских целей в России гипохлорит натрия используется в качестве 0. 06%-го раствора для внутриполостного и наружного применения, а также раствора для инъекций.
В хирургической практике гипохлорит натрия применяется для обработки, промывания или дренирования операционных ран и интраоперационной санации плевральной полости при гнойных поражениях; в оториноларингологии – для полосканий носа и горла, закапывания в слуховой проход; в дерматологии – для влажных повязок, примочек, компрессов при различных видах инфекций.
В стоматологической практике гипохлорит натрия наиболее широко применяется в качестве антисептического ирригационного раствора (концентрация NaOCl 0.5-5.25 %).

Различия между хлором и гипохлоритом натрия

Оба вещества являются полезными реагентами, которые добавляются в воду для ее обеззараживания. Оба важны как дезинфицирующие средства.
Гипохлорит натрия – это неорганическое соединение, имеющее химическую формулу NaOCl, содержит 95,2 % активного хлора. В отличие от хлора, гипохлорит натрия менее агрессивен и не является газом.
Гипохлорит натрия – это водный раствор натрия хлорноватокислого. Жидкость имеет зеленовато-желтый и иногда красновато-коричневый цвет. Для водоочистки используют раствор, который содержит до 0.125 % активного хлора. При использовании гипохлорита выделение газа в воздух существенно снижается, поэтому этот реагент более безопасен, чем хлор.

Обеззараживание воды

Гипохлорит натрия не только безопаснее, но и дороже жидкого хлора, поэтому в водоочистке он используется реже и в основном для частных домов, квартир и небольших производств (например, в качестве окислителя на одной из ступеней водоочистки, или если в воде обнаружены бактериальные загрязнения).
Обычный же хлор используется сегодня для обеззараживания воды в городах и поселках повсеместно.
Первым городом, который полностью перевел городскую водоочистку с хлора на гипохлорит натрия, стал Санкт-Петербург.

Родом из Франции

Историческое название гипохлорита натрия – “жавелевая вода” (жавель, от франц. Javel – местечко около Парижа, где впервые стали изготовлять эту воду в 1792 году) – раствор солей калия хлорноватистой и соляной кислот (KOCl + KCl).
Жавелевая вода впервые получена французским химиком Бертолле, изучавшим недавно тогда открытый элементарный хлор. Часто под «жавелевой водой» подразумевают раствор гипохлорита и хлорида натрия.

Входит в Топ-100 самых важных химических соединений для человечества

По мнению издания The 100 Most Important Chemical Compounds (Greenwood Press, 2007), гипохлорит натрия входит в сотню самых важных химических соединений.
В некоторых странах использование гипохлорита натрия NaOCl стало решающим фактором для остановки холеры, дизентерии, брюшного тифа и других водных биотических заболеваний.
При вспышке холеры в странах Латинской Америки и Карибского бассейна в конце XX века благодаря гипохлориту натрия удалось свести к минимуму заболеваемость и смертность, что было сообщено на симпозиуме по тропическим болезням, проводимого под эгидой Института Пастера.

Используется на территории России с 1976 года

Гипохлорит натрия был утвержден государственным комитетом СССР по необходимым стандартам 24 мая 1976 года.
Применяется в промышленности для обеззараживания питьевой воды, воды плавательных бассейнов, для общей дезинфекции, в витаминной промышленности как окислитель и для отбеливания ткани.

Область применения. Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)

Основная область применения гипохлорита натрия – дезинфекция и антибактериальная обработка поверхностей.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила гипохлорит натрия в список рекомендованных для дезинфекции помещений средств.

Одобрен в США и Европе

Несмотря на высокую химическую активность, безопасность гипохлорита натрия для человека документально подтверждена исследованиями токсикологических центров Северной Америки и Европы, которые показывают, что вещество в рабочих концентрациях не несёт каких-либо серьёзных последствий для здоровья после непреднамеренного проглатывания или попадания на кожу.

100% Гарантия удаления вирусов и бактерий

Бактерицидная способность прибора 99,99%.
Гипохлорит натрия обладает антисептическим и дезинфицирующим действием.
Используется в качестве бытового дезинфектора, средства очистки и обеззараживания воды.
Как бактерицидное и стерилизующее средство применяется в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

Без мыльной плёнки

Не остается в виде пленки и полностью смывается водой после промывания, в отличие от мыла, которое остается на поверхности овощей и фруктов.

Заряжен против вирусов

Работает от power bank – легко взять с собой в дорогу или на прогулку.

Универсальное применение

Прибор можно использовать дома, на улице и в помещениях для обеззараживания офисной техники, гаджетов, вендинговых аппаратов, терминалов и т.д.
+ Для себя
+ Для дома
+ Для офиса
+ Для общественных мест

Всё в комплекте

Прибор оснащен всем необходимым для приготовления дезинфицирующего раствора: мерная ложка для соли, воронка непроливайка (для моделей T-DES13, T-DES14), USB кабель для подключения к сети 220 В через адаптер (подойдет к любому USB адаптеру от телефона).

Удобная насадка-распылитель

Распылитель-дозатор позволяет быстро и равномерно обрабатывать большие и труднодоступные поверхности дома и в офисе.

Электрохимическая активация – новое направление прикладной электрохимии

А.П.Томилов

 

Историческая справка. Русский академик В.В.Петров в 1802 году (за 30 лет до открытия М.Фарадеем законов электролиза) с помощью созданной им высоковольтной гальванической батареи обнаружил, что выделение электролизных газов у электродов сопровождается подкислением воды у анода и подщелачиванием у катода. Разделив пространство между анодом и катодом пористой диафрагмой, В.В.Петров впервые получил воду, обогащенную продуктами преимущественно катодных или преимущественно анодных электрохимических реакций – католит и анолит, соответственно.

В 1807 – 1808 гг. английским исследователем Г.Дэви с помощью электролиза были получены неизвестные ранее металлы – натрий и калий, а позднее электролиз был использован для получения магния и алюминия.

В 1837 году член Российской академии наук академик Б.С.Якоби опубликовал сообщение о разработанном им методе гальванопластики – получении металлических копий с рельефных изделий методом электролиза. Это открытие стало основой промышленного рафинирования меди.

Первые электрохимические заводы для рафинирования меди были построены в 70-х годах XIX века, после изобретения динамомашины. В 1886 – 1888 гг. возникли заводы для электролитического получения алюминия и хлорноватистокислых солей. В 1890 г. введены в эксплуатацию заводы для электролитического получения хлора, щелочи и металлического натрия, а затем для получения водорода и кислорода электролизом воды, для получения электролитического никеля, меди, цинка.

В настоящее время электролиз водных растворов солей, электролиз расплавов, производство аккумуляторов и гальванических батарей представляют одну из крупнейших отраслей промышленности – электрохимическую. Задачи электрохимической промышленности разнообразны. Наиболее важными из них являются:

 

 

• рафинирование цветных и благородных металлов;
• получение цветных металлов из руд;
• получение щелочных, щелочноземельных и других легких металлов;
• получение водорода, кислорода, хлора и щелочей;
• электролитический синтез неорганических и органических веществ;
• декоративные и антикоррозионные покрытия металлов;
• изготовление электрических аккумуляторов, гальванических элементов и других химических источников электроэнергии;
• электрохимическая размерная обработка металлов и сплавов.

 

 

Практически весь хлор (мировое производство около 50 млн. тонн в год), почти весь гидроксид натрия, такие металлы как магний и алюминий, производятся электрохимическим путем. Электрохимические процессы играют важную роль в металлургии меди, цинка, кадмия, никеля, олова, натрия, бериллия, циркония, индия и в получении ряда благородных металлов, в том числе золота.

Большинство важнейших современных электрохимических производств представлено размещенными на большом пространстве в тысячи квадратных метров многотонными электролизерами или гальваническими ваннами, связанными в единый производственный комплекс сетью трубопроводов и электрических линий. Работа этого комплекса обеспечивается целым рядом вспомогательных производств – для очистки воды и приготовления исходных растворов, кондиционирования продуктов электролиза, регенерации и нейтрализации отходов и др.

Что препятствовало открытию электрохимической активации? Практически все растворы электролитов, применяемых в процессах прикладной электрохимии, имеют высокую концентрацию и низкое удельное электрическое сопротивление, что связано с требованиями минимизации расхода электроэнергии на единицу получаемого продукта.

В связи с тем, что пресная вода или слабоминерализованные исходные растворы не находили практического применения в прикладной электрохимии в качестве растворов электролитов, то за более чем вековую историю ее развития сформировалось представление о том, что электролиз пресной воды невозможен в связи с малым количеством содержащихся в ней ионов. Это представление было основано на традиционно сложившихся подходах к промышленным электрохимическим процессам, для которых диапазон используемых напряжений на электродах единичной ячейки обычно не превышал 6 вольт при силе тока в несколько сотен ампер.

На самом деле электролиз пресной, ультрапресной и даже дистиллированной воды возможен, только для этого требуется высокое напряжение между электродами, а сам процесс электролитического разложения воды протекает при низкой плотности тока, т.е. с очень большими непроизводительными (с позиций промышленного электролиза) затратами электроэнергии.

Как было обнаружено явление электрохимической активации? В 1972 году инженер В.М.Бахир впервые обратил внимание на ранее неизвестный факт: анолит и католит, полученные в диафрагменном электрохимическом реакторе из слабоминерализованной воды, очень сильно отличаются по физико-химическим параметрам и реакционной способности от моделей католита и анолита, приготовленных путем растворения в воде химических реагентов, вид и количество которых определены в соответствии с законами классического электролиза. Дальнейшие исследования показали, что различия в свойствах только что полученных католита и анолита разбавленных водно-солевых растворов от их химических моделей-аналогов (растворов стабильных щелочей или кислот) не являются постоянными, стабильными во времени. По прошествии некоторого времени (время релаксации) свойства и реакционная способность анолита и католита, самопроизвольно изменяясь, становятся равными соответствующим параметрам их химических моделей, т.е. в конечном итоге законы электролиза строго выполняются, но не сразу, а лишь по прошествии достаточно длительного времени – в общем случае от десятков минут до десятков и даже сотен часов.

Обнаруженные значительные различия в реакционной способности и физико-химических параметрах дали В.М.Бахиру основание назвать анолит и католит в период времени их релаксации активированными или, иначе, электрохимически активированными растворами (водой) и сформулировать основные принципы технологии электрохимической активации.

Электрохимическая активация: феномен и технология. Электрохимическая активация как физико-химический процесс – это совокупность осуществляемых в условиях минимального выделения тепла электрохимического и электрофизического воздействий на воду с содержащимися в ней ионами и молекулами растворенных веществ в области пространственного заряда у поверхности электрода (либо анода, либо катода) электрохимической системы при неравновесном переносе заряда через границу “электрод-электролит” электронами.

В результате электрохимической активации вода переходит в метастабильное (активированное) состояние, которое характеризуется аномальными значениями физико-химических параметров, в том числе окислительно-восстановительного потенциала, связанного с активностью электронов в воде, электропроводности, рН и других параметров и свойств. Самопроизвольно изменяясь во времени, возмущенные предшествующим внешним воздействием параметры и свойства воды, постепенно достигают равновесных значений в результате релаксации.

Процесс получения электрохимически активированных воды и растворов относится к крайне неравновесным и является объектом изучения интенсивно развивающейся новой области химии – синергетики в химических процессах и химической технологии. Если в традиционной прикладной электрохимии основной задачей является отыскание параметров оптимального приближения электрохимического процесса к равновесным условиям, то для электрохимической активации важным является определение параметров оптимального удаления от условий равновесного протекания электрохимических реакций.

Электрохимическая активация как технология – это получение и последующее использование электрохимически активированной воды либо в процессах ее очистки от нежелательных компонентов, либо в различных технологических процессах в качестве реагента или реакционной среды с целью управления сложными физико-химическими реакциями, экономии энергии, времени и материалов, повышения качества конечного продукта, уменьшения образования отходов.

Следует пояснить, что термин “вода” в приложении к процессам электрохимической активации, обозначает разбавленный водный раствор электролитов простого или сложного состава с общей концентрацией от нескольких миллиграммов до нескольких граммов в одном литре. В общем случае, это и дистиллированная, и ультрапресная, и пресная, в том числе питьевая, и слабоминерализованная (техническая) вода, т.е. водные растворы электролитов, удельная электропроводность которых значительно изменяется при относительно небольшом изменении концентрации. На рис. 1 показана обобщенная зависимость удельной электропроводности большинства неорганических электролитов – кислот, оснований, солей от их концентрации. Эффекты электрохимической активации ярко проявляются для водных растворов, концентрация электролитов в которых меньше 0,1 моль/л и существенно ослабевают в растворах, концентрация электролитов в которых больше 0,1 моль/л.

Необходимо отметить, что, как правило, продукты реакций, полученные с применением активированных растворов, не изменяют своих свойств и состояния во времени, т.е. не подвержены процессам релаксации. Например, если при взаимодействии воды с высоким содержанием ионов железа с активированным католитом в нерастворимые соединения переводится в три раза больше ионов железа, чем при взаимодействии той же воды с химической моделью католита, то результаты реакции необратимы в обоих случаях.

Технические системы для электрохимической активации. В общем случае, при пропускании постоянного электрического тока через воду на электродах всегда происходят химические реакции и химический состав воды у анода и катода изменяется. Задача электрохимической активации состоит в том, чтобы подвергнуть всю жидкость воздействию электрического поля возможно более высокой напряженности при максимально возможном химическом воздействии и минимальном тепловыделении. Задача весьма непростая, поскольку в любых электрохимических системах, представленных двумя электродами, погруженными в жидкость, наибольшая интенсивность электрофизического воздействия может быть обеспечена только в непосредственной близости к поверхности электрода, т.е. в области двойного электрического слоя (ДЭС).

В связи с этим, для осуществления процессов электрохимической активации необходимы специальные электрохимические реакторы, поскольку традиционные электролизеры, как лабораторные, так и промышленные, сконструированные для оптимальной реализации традиционных технологических процессов прикладной электрохимии, не пригодны для работы на пресной воде или разбавленных водных растворах. Процесс собственно активирования воды происходит только в непосредственной близости к поверхности электрода, где напряженность электрического поля в двойном электрическом слое (ДЭС) достигает сотен тысяч вольт на сантиметр.

ДЭС имеет очень малую толщину: в разбавленных растворах и пресной воде – порядка 0,1 микрона, в концентрированных – намного меньше. Чтобы яснее представить себе, насколько сложно обеспечить соприкосновение всех микрообъемов воды, окружающей электрод, с его поверхностью, допустим, что в стакан погружен электрод в виде металлического прутка диаметром с карандаш. Если допустить также, что область высокой напряженности электрического поля вокруг электрода (область ДЭС) вдруг увеличилась и достигла 1 мм, то, для сохранения пропорций системы, диаметр стакана должен возрасти от 7 сантиметров до 700 метров. Понятно, что обеспечить обработку всей воды этого “озера” у поверхности электрода невозможно, не прибегая к специальным приемам.

Первые специальные технические средства для реализации ЭХА (диафрагменные электрохимические реакторы) были разработаны в 1974 – 1975гг. В.М.Бахиром и его коллегой Ю.Г.Задорожним. В течение почти 20 лет продолжалась напряженная работа по созданию оптимальной конструкции реактора для электрохимической обработки пресной воды и разбавленных водных растворов, которая в конце 80-х – начале 90-х годов завершилась созданием принципиально новой конструкции – проточного электрохимического модульного элемента ПЭМ-1. Но широкое коммерческое использование технологических процессов с применением электрохимически активированных растворов и воды стало возможным лишь в последние 7 – 8 лет благодаря появлению промышленных электрохимических систем нового типа на основе проточных электрохимических модульных элементов третьего поколения (ПЭМ-3, рис. 2.) и реакторов РПЭ в виде блоков элементов ПЭМ-3 различной конфигурации, также созданных вышеназванными изобретателями.

Отличия элемента ПЭМ от известных электрохимических реакторов состоят в следующем:

 

 

• Элемент ПЭМ является модульным, имеет малые габариты и вес, в сочетании с высокой производительностью и экономичностью, что позволяет использовать его как в промышленных, так и в бытовых технических электрохимических системах.
• Диафрагма элемента ПЭМ изготовлена из керамики на основе оксидов циркония и алюминия и является очень прочной; она обладает малой фильтрационной способностью, что исключает физическое смешивание катодных и анодных объемов воды, выдерживает трансмембранный градиент давления до 1 атм. при сохранении постоянных размеров электродных камер.
• Диафрагма элемента ПЭМ обладает способностью к адсорбции на поверхности, обращенной к аноду, частиц, заряженных положительно, а на поверхности, обращенной к катоду – отрицательно заряженных частиц, что обусловливает снижение ее электрического сопротивления в разбавленных водных растворах и пресной воде и тем самым снижает расход электроэнергии, а также обеспечивает возможность длительной работы при градиентах давления различных знаков между электродными камерами, что позволяет использовать диафрагму как ионселективную перегородку в электрохимическом реакторе.

   

• Электродные камеры элемента ПЭМ представляют собой кольцевые удлиненные пространства между цилиндрическими поверхностями электродов и диафрагмы и имеют соотношение размеров, которое позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения микрообъемов жидкости в каждом из поперечных сечений, а также создают условия для соприкосновения возможно большего количества микрообъемов воды с поверхностью электрода, т.е. с областью ДЭС.
• Оптимальное сочетание длины и ширины электродных камер в элементе ПЭМ гарантирует отсутствие отрицательного влияния газонаполнения растворов в электродных камерах на энергетические и функциональные характеристики элемента ПЭМ при высокой плотности тока и малом протоке жидкости.
• Элементы ПЭМ в устройствах для электрохимической обработки воды можно соединять гидравлически не только параллельно, но и последовательно в единую гидравлическую цепь без разрыва потока, что невозможно при использовании известных электрохимических реакторов; при этом в цепь можно включать произвольно и в любом порядке как анодные, так и катодные камеры различных элементов ПЭМ, помещая между ними при необходимости вспомогательные устройства (флотационные, каталитические реакторы, системы для регулирования давления, скорости, температуры потоков и т.д.).
• Элементы ПЭМ можно соединять электрически параллельно, последовательно или последовательно-параллельно, что дает возможность не меняя гидравлическую конфигурацию легко переходить при необходимости от схемы биполярного электролизера к схеме монополярного или к схеме биполярно-монополярного электролизера.

В элементах ПЭМ создаются условия, при которых в течение долей секунды большая часть микрообъемов воды подвергается обработке в поле высокой напряженности ДЭС, что позволяет получать у анода воду с ярко выраженными свойствами акцептора электронов (оксидантная вода), в то время, как у катода образуется вода со свойствами донора электронов (антиоксидантная вода). И анолит и католит являются разновидностями воды с повышенной электрической активностью, которая проявляется в последующих физико-химических или биохимических реакциях не только как самостоятельный фактор, но также как катализатор активности того небольшого количества синтезированных в процессе электрохимического воздействия продуктов анодных или катодных реакций.

Где электрохимическая активация используется сегодня? С начала 90-х годов лидером в области исследований ЭХА и разработке различных технологических процессов с использованием электрохимически активированных сред является ОАО “НПО ЭКРАН” и ВНИИИМТ МЗ РФ. Этой же проблемой в сотрудничестве с указанными организациями занимается ряд крупнейших научных учреждений России. К настоящему моменту исследования феномена и технологий ЭХА имеют обширную географию, включая США, Англию, Германию и ряд других стран.

Широкую известность в России и за рубежом получили установки СТЭЛ, которые обеспечивают экологически чистыми стерилизующими и дезинфицирующими растворами (анолитом типа АНК) медицинские и детские учреждения, предприятия коммунального хозяйства, пищевой промышленности, плавательные бассейны.

В таблице 1 показаны сравнительные характеристики электрохимически активированного анолита АНК, полученного в установках СТЭЛ и традиционных химических препаратов для дезинфекции и стерилизации.

Таблица 1

Сравнение характеристик анолита АНК и различных дезинфицирующих растворов

 

Одним из убедительных свидетельств преимущества электрохимически активированного анолита АНК перед традиционными растворами дезинфектантов являются результаты исследований, выполненных в мемориальном институте Battelle (США): установлено, что споры сибирской язвы погибают в анолите АНК в течение нескольких секунд, в то время как в растворе гипохлорита натрия с концентрацией действующего вещества в 12 раз большей, чем в анолите АНК, тот же результат достигается лишь через 30 минут.

 

Хорошо известны установки типа ИЗУМРУД различных модификаций, снабжающие индивидуальных пользователей, детские учреждения, предприятия пищевой промышленности и общественного питания обеззараженной и структурно улучшенной питьевой водой, не уступающей по полезности родниковой и лучшим минеральным водам. В таблице 2 приведены технические характеристики бытовых медицинских установок ИЗУМРУД различных моделей, серийно выпускаемых в ОАО “НПО ЭКРАН”. Данные установки имеют габариты 230х50х300 мм и вес около 1,9 кг при потребляемой электрической мощности 30-60 Вт.

Таблица 2.

Показатели качества очистки воды в установках “Изумруд”.

 

Наименование загрязняющего компонента	ПДК по данным ВОЗ	Кратная ПДК концентрация загрязнений в исходной воде	Степень очистки, %
Общее микробное число, КОЕ/мл	50 – 100	2 – 10	> 99,9
Коли-индекс, КОЕ/л	3	~ 105	> 99,99
Вирус полиомелита , ед/мл	–	до 100 ед/мл	> 99,99
Трихлорэтилен, мг/л	0,005	до 20	70-80
Тетрахлорэтилен, мг/л	0,005	10	89
Бензол, мг/л	0,01	200	74
ПАВ, мг/л	0,5	7 – 8	94
Пестициды(ДДТ), мг/л	–	до 10 мг/л	90
Алюминий, мг/л	0,5	2 8 > 10	63 75 97
Хром, мг/л	0,05	1,5 10 > 100	70 95 > 99
Железо, мг/л	0,3	3 5 10	70 – 80 85 95
Медь, мг/л	1,0	3 – 4 20 – 30	84 от 80 до >99
Цинк, мг/л	5,0	5 10	97 > 99
Мышьяк, мг/л	0,05	3 – 3,5	90
Свинец, мг/л	0,03	2,5 3,5 > 10	65 78 > 95
Фенол, мг/л	0,001	6 10 – 20 > 100	85 50 – 70 80 – 96
Нитраты, мг/л	10	2 3 -3,5	19 – 43 до 10
Нитриты, мг/л	1,0	1,0	80 – 99
Тригалометаны, мг/л	0,1	0,8 2	100 95

 

Дополнительные возможности технических систем для электрохимической активации. Применение проточных электрохимических модульных элементов ПЭМ для решения задач традиционных технологий прикладной электрохимии, позволило создать принципиально новую технологию производства хлора на месте потребления. Данная технология реализована в не имеющих аналогов в мире установках АКВАХЛОР. Сущность процесса, реализованного в установках АКВАХЛОР заключается в том, что в анодные камеры элементов ПЭМ под давлением 0,5 – 0,7 кгс/см² медленно, соразмерно скорости электрохимического превращения, вводят 10 – 20 %-ный раствор хлорида натрия. Выделяющийся газообразный хлор удаляется через редуктор на нужды потребителя, например, поступает в эжекторный смеситель и при растворении в воде дает хлорную воду, которую далее используют для обеззараживания природной пресной воды на водоочистных сооружениях или для обработки сточных вод, а католит, образующийся при фильтрации воды и ионов натрия из анодной камеры в катодную через пористую оксидно-циркониевую диафрагму под действием перепада давления, используют в качестве моющего и очищающего агента или реагента-регулятора рН в процессах коагуляционной очистки воды. Важно отметить, что расходные коэффициенты по энергии и хлориду натрия в установке АКВАХЛОР весьма близки к теоретически возможным значениям, что делает данную технологию интересной не только для локальных потребителей хлора, но также для его промышленных производителей.

 

Источники информации:

 

 

1. Бахир В.М., Атаджанов А.Р., Мамаджанов У.Д., Алехин С.А., Мариампольский Н.А., Наджимитдинов А.Х. Активированные вещества. Некоторые вопросы теории и практики // Изв. АН УзССР. Сер. техн. наук, 1981, № 5. – С. 68-72.
2. Кирпичников П.А., Бахир В.М., Гамер П.У., Добреньков Г.А., Лиакумович А.Г., Фридман Б.С., Агаджанян С.И. О природе электрохимической активации сред //Докл. АН СССР, 1986. Т. 286. № 3. – С. 663-666.
3. Бахир В.М.,Задорожний Ю.Г. Электрохимические реакторы РПЭ. -М.: Гиперокс, 1991. – 35 c; -ил.
4. Бахир В.М., Цикоридзе Н.Г., Спектор Л.Е. и др. Электрохимическая активация водных растворов и ее технологическое применение в пищевой промышленности. // Серия: Пищевая промышленность. -Тбилиси: ГрузНИИ научн.-техн. информ., 1988, вып. 3. – 81 c; – ил.
5. Бахир В.М. Электрохимическая активация. – М.: ВНИИИ мед. техники,1992. – 2 ч. – 657 c; – ил.
6. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. – М.; ВНИИИМТ, 1997.- 228 с; – ил.
7. Бахир В.М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных растворов. – М., ВНИИИМТ,1998. -66 с; – ил.
8. Паничева С.А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения. – М., ВНИИИМТ, 1998. -122 с; – ил.
9. Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И., Сухова О.И. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. -М.: ВНИИИМТ, 1999, -256 с.; – ил.
10. Бахир В.М. Современные технические электрохимические системы для обеззараживания, очистки и активирования воды. –М.: ВНИИИМТ, 1999. – 84 с; – ил.
11. Леонов Б.И., Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды.: -М.: ВНИИИМТ, 1999. – 244 с.; – ил.
12. Бахир В.М., Задорожний Ю.Г., Леонов Б.И., Паничева С.А., Прилуцкий В.И. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов. – М.: ВНИИИМТ, 2001. – 176 с.; – ил.

 

 

Опубликовано в журнале “Жизнь и безопасность”, №3, 2002, с. 302 – 307.

Применение изотопного обогащения веществ в производстве

Статья содержит два раздела:

1. Применение изотопного обогащения в фармацевтике и медицине.
2. Применение изотопного обогащения при производстве химических веществ.

В разделах описаны запатентованные в РФ и за рубежом технологии изотопного обогащения различных химических веществ.

В разделах даны ссылки на патентные документы, приведены схемы, чертежи и описания работы установок, используемых для изотопного обогащения. В каждом разделе используется собственная нумерация фигур чертежей, а также нумерация позиций, обозначенных на чертежах.

1. Применение изотопного обогащения в фармацевтике и медицине

В настоящее время в мире относительно редкие изотопы, в частности, изотопы водорода ³Н и углерода ¹⁴С широко применяются в биохимии и медицине для диагностики. Кроме того, изотопы ¹³С, ¹⁵N используются для повышения стабильности лекарственных препаратов, а также для усиления лекарственного действия препаратов.

В патенте РФ 2412188 и патенте ЕА008591 приведены следующие сведения:

• соединения, в которые введены такие радиоактивные изотопы, как ³Н и ¹⁴С, полезны в анализах на распределение лекарственного средства и/или субстрата в тканях;
  
• изотопы ³Н и ¹⁴С, особенно предпочтительны благодаря легкости их получения и обнаружения;
  
• замещение легких более тяжелыми изотопами, такими как дейтерий ²Н, может дать некоторые терапевтические преимущества, обусловленные большей метаболической стабильностью этих изотопов, например, увеличение периода полувыведения in vivo или уменьшение дозировки, и, следовательно, в некоторых случаях могут быть предпочтительными, для повышения эффективности изотопного мечения.

В исследовательских компаниях ООО «ЭН. СИ. ФАРМ» и ООО «ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «СЛАВЯНСКАЯ АПТЕКА» (исследователи Челяева Анастасия Геннадьевна, Лобко Владимир Павлович, Тихоненко Олег Олегович и др.) разработаны эффективные методы изотопного обогащения фармацевтических препаратов. На исследовательских установках достигнут высокий уровень обогащения веществ такими изотопами, как ¹³С, ¹⁵N и др.

Ниже в таблицах представлены перечни Евразийских патентов, принадлежащих российским компаниям ООО «ЭН. СИ. ФАРМ» и ООО «ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «СЛАВЯНСКАЯ АПТЕКА».

Патентообладатель ООО “ЭН.СИ.ФАРМ”

Патентообладатель ООО «ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «СЛАВЯНСКАЯ АПТЕКА»

№ патента	Дата публикации  выдачи патента	Название изобретения
020361	2014.10.30	ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СОДЕРЖАЩИЙ МАГНИЙ, ЖЕЛЕЗО, ЦИНК И ОБЛАДАЮЩИЙ МЕТАБОЛИЧЕСКИМ, ПРОТИВОКАТАРАКТНЫМ, РЕТИНОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ (ВАРИАНТЫ)
020362	2014.10.30	ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СОДЕРЖАЩИЙ НАТРИЙ, КАЛЬЦИЙ, МАГНИЙ, ЦИНК И ОБЛАДАЮЩИЙ МЕТАБОЛИЧЕСКИМ, ПРОТИВОКАТАРАКТНЫМ, РЕТИНОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ (ВАРИАНТЫ)
020388	2014.10.30	ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СОДЕРЖАЩИЙ НАТРИЙ, КАЛЬЦИЙ, ЖЕЛЕЗО, ЦИНК И ОБЛАДАЮЩИЙ МЕТАБОЛИЧЕСКИМ, ПРОТИВОКАТАРАКТНЫМ, РЕТИНОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ (ВАРИАНТЫ)
020389	2014.10.30	ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СОДЕРЖАЩИЙ НАТРИЙ, ЖЕЛЕЗО, ЦИНК И ОБЛАДАЮЩИЙ МЕТАБОЛИЧЕСКИМ, ПРОТИВОКАТАРАКТНЫМ, РЕТИНОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ (ВАРИАНТЫ)
020401	2014.10.30	ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ СОСТАВ, СОДЕРЖАЩИЙ НАТРИЙ, КАЛЬЦИЙ, МАГНИЙ, ЖЕЛЕЗО, ЦИНК И ОБЛАДАЮЩИЙ МЕТАБОЛИЧЕСКИМ, ПРОТИВОКАТАРАКТНЫМ, РЕТИНОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ (ВАРИАНТЫ)

В патентах описаны результаты исследований по влиянию изотопов углерода ¹³С на эффективность действия твердых и жидких лекарственных форм.

Экспериментально установлено повышение стабильности заявленных лекарственных форм в течение срока годности за счет замены (от 0.3% до 75%) изотопов углерода ¹²С на изотопы углерода ¹³С.

В процессе экспериментальной проверки лекарственных форм, обогащенных изотопами углерода ¹³С, установлено, что они обладают повышенной стабильностью, по сравнению с лекарственной формой, в которой отсутствуют изотопы углерода ¹³С.

Как указывалось, выше, способы производства стабильного высокообогащенного нерадиоактивного изотопа ¹³С (углерода-13) широко применяются в российской и мировой промышленности. Хорошо отработаны способы получения изотопа углерода-13 методом газовой диффузии через пористые перегородки, диффузии в потоке пара, термодиффузии, а также методом дистилляции, изотопного обмена, центрифугирования, электролиза, генной инженерии и др. Краткая характеристика этих методов приведена в источнике / Разделение изотопов. Физическая энциклопедия.

В Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова отрабатывают современные нано-технологии получения и включения атомов стабильных изотопов углерода ¹³С в молекулы различной структуры. В академии получают молекулы изотопномеченных соединений с различными уровнями изотопного обогащения — от долей процентов до ста процентов изотопов в веществе. Работы ведутся в интересах медицинской диагностики. В источнике (О. В. Мосин. Нано технология и включение атомов дейтерия ²H, углерода ¹³C, азота ¹⁵N, и кислорода ¹⁸O в молекулы аминокислот и белков) приведено 165 ссылок на источники информации по изотопному обогащению различных веществ.

Смотри также статьи О. В. Мосина: 

В источнике описаны современные методы включения атомов стабильных изотопов в молекулы различных веществ, в частности, описаны следующие методы:

• изотопный (¹Н-²Н)- и (¹⁶О-¹⁸O)-обмен в молекулах аминокислот и белков;
  
• выращивание микроорганизмов на средах со стабильными изотопами;
  
• использование ауксотрофных мутантов бактерий для включения атомов стабильных изотопов в молекулы аминокислот и белков;
  
• генно-инженерные методы включения атомов стабильных изотопов в молекулы аминокислот и белков;
  
• выделение изотопномеченых молекул аминокислот из белковых гидролизатов микроорганизмов;
  
• метод газофазного осаждения, и другие.
  

Исследователи А.Г. Челяева, В.П. Лобко, О.О. Тихоненко активно участвовали в работах по изотопному обогащению углеводородов, а также реагентов для получения различных лекарственных препаратов. Обогащение веществ изотопами углерода ¹³С (замещение изотопов углерода ¹²С на изотопы углерода ¹³С), изотопами азота ¹⁵N и другими изотопами осуществляли в кавитационных реакторах конструкции профессора В. И. Кормилицына  (Московский Энергетический Институт — технический университет).

Перед проведением экспериментов, в процессе экспериментов и по завершении экспериментов осуществляли изотопный контроль веществах. Изотопный контроль осуществлялся масс-спектроскопией высокого разрешения (см. патент ЕАПВ 022836, опубликованный 31.03.2016).

Перед проведением экспериментов изотопы углерода ¹³С в веществах отсутствовали.

В процессе экспериментов количество изотопов углерода ¹²С в веществах уменьшалось, а количество изотопов углерода ¹³С увеличивалось.

Кроме того, перед проведением экспериментов изотопы азота ¹⁵N в веществах отсутствовали. В процессе экспериментов количество изотопов азота ¹⁴N в веществах уменьшалось, а количество изотопов азота ¹⁵N увеличивалось.

Реакторы для изотопного обогащения изготовлены с использованием методики, приведенной в источнике (Р. Ф. Ганиев, В. И. Кормилицын, Л. И. Украинский. Волновая технология приготовления альтернативных видов топлив и эффективность их сжигания.-М.: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2008.-116 с.). Скорость течения в реакторах, по длине канала, изменялась от 10м/с до 50м/с. Расход — от 0.01 до 10т/час.

На фиг. 3 представлена схема кавитационного реактора для изотопного обогащения различных веществ, в частности, реагентов для получения лекарственных форм, обогащенных изотопами ¹³С, ¹⁵N и др. редкими изотопами. Реактор расположен в установке, которая содержит насос, обеспечивающий расход от 0.1 до 1.0 м³/час, напор — до 500 м при мощности электродвигателя 0.75 кВт, частоте оборотов ротора электродвигателя и колеса насоса 2950 об/мин. Дополнительно установка содержит емкости для реагентов и измерительные приборы.

В экспериментах мощность электродвигателя уменьшали до 0.5 кВт с сокращением расхода.

Кавитационный реактор 1 (см. фиг. 1) выполнен в виде плоского сопла Лаваля с телами кавитации 2-9 в канале 10.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение кавитационного реактора. Канал реактора в области тел кавитации разделяется на несколько каналов. Например, тела кавитации 5 и 6 разделяют канал на более мелкие каналы 13, 14 и 15. Снаружи канал ограничивают стенки 16 и 17, а также две крышки 11 и 12.

На фиг. 1 стрелками 18 показано направление движения реагента на входе в реактор, стрелкой 19 показано направление движения реагента на выходе из реактора.

В стенке 16 выполнены каналы 24 и 25 для подачи в зоны кавитации двуокиси углерода и азота.

Установка работает следующим образом. Реагент из емкости 28 (см. фиг. 3) с помощью насоса 26 прокачивается через реактор 27 и поступает обратно в емкость 28. Падение давления на реакторе контролируется манометрами 29 и 30. Температура реагента контролируется по термометру 31. Подогрев реагента в емкости осуществляют нагревателем 32.

При работе реактора реагент движется по каналу кавитатора в направлении 18. При обтекании тел кавитации поток разделяется на несколько потоков. За телами кавитации возникают области кавитации. В частности, за телами (если смотреть по направлению движения реагента) кавитации 2, 3 и 4 располагаются зоны кавитации 20, 21, 22 и 23. При входе в область кавитации реагент «закипает», возникают кавитационные пузырьки, при выходе из области кавитации кавитационные пузырьки схлопываются. При этом, в области (в месте) схлопывания кавитационного пузырька наблюдается повышение давления до нескольких тысяч атмосфер и повышение температуры до тысячи градусов Цельсия и выше. Через каналы 24 и 25 в поток подается двуокись углерода или азот (в зависимости от вида изотопного обогащения) таким образом, чтобы газ попал в зоны кавитации.

Парогазовая смесь, полученная в реакторе совместно с жидким реагентом, поступает в емкость 28. Далее парогазовая смесь по трубопроводу 33 поступает в сепаратор с пористой перегородкой, где парогазовые смеси, например, с ¹³С и ¹²С разделяются. После чего смеси переводятся в жидкое состояние.

В экспериментах реактор работал от нескольких часов до нескольких суток. Установлена прямая зависимость степени обогащения парогазовой смеси и реагента изотопами от времени работы кавитационного реактора.

Контроль количества изотопов углерода ¹³С осуществлялся масс-спектроскопией высокого разрешения.

В результате экспериментов было достигнуто обогащение реагента изотопом углерода ¹³С от 0.3% до 75%. В реагенте отношение количества изотопов углерода ¹³С к общему количеству углерода в реагенте составляет величину от 0.003 до 0.75 (от 0.3% до 75%).

Степень обогащения углеродом ¹³С характеризуется показателем: «отношение количества изотопов углерода ¹³С к общему количеству углерода в реагенте (или веществе)». Упрощенно этот показатель может называться «содержание углерода ¹³С в реагенте» и измеряться в процентах.

Таким образом, были получены растворы, а из растворов были получены лекарственные формы с содержанием изотопов углерода ¹³С от 0.3% до 75% от всего углерода в лекарственной форме.

Другими словами, были получены лекарственные формы, которые содержат изотопы углерода ¹³С, и отношение количества изотопов углерода ¹³С к общему количеству углерода (к количеству всех изотопов) в лекарственных формах составляет величину от 0.003 до 0.75.

Реагенты обогащались изотопами азота ¹⁵N способом, аналогичным вышеописанному способу. При обогащении реагента в реактор 1 (см. фиг. 3) по каналам 24 и 25 подавали газообразный азот ¹⁴N.

Кроме того, реакторы использовался для равномерного перемешивания веществ в реагенте для изготовления лекарственной формы.

2. Применение изотопного обогащения при производстве химических веществ

В патентах РФ 2603784, 2604033, 2604219, 2604213, 2603156 и др. описаны перспективные способы получения твердого противогололедного материала на основе пищевой поваренной соли и кальцинированного хлорида кальция.

Задачей, указанных выше, изобретений являлась разработка способа получения твердого противогололедного материала с пониженной коррозионной активностью. Задача решалась за счет использования перспективных ингибиторов коррозии металлов.

В процессе получения противогололедного материала каждый элемент ингибитора коррозии (содержащий углерод и азот) насыщали тяжелыми изотопами углерода ¹³С и изотопами азота ¹⁵N.

При разработке изобретений использовали литературные источники 1-20.

Ингибитор коррозии металлов — химическое вещество или химические вещества, замедляющие коррозию металлов. В изобретениях используют ингибитор коррозии, содержащий несколько химических веществ — элементов ингибитора коррозии. В качестве элементов ингибитора коррозии металлов использовали карбамид гранулированный первого сорта, 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты тетранатриевую соль, уротропин, однозамещенный фосфат натрия NаH₂РО₄×2Н₂O, простой суперфосфат Са(Н₂РО₄)₂, нитрат кальция Са(NО₃)₂.

Ниже опишем способ изотопного обогащения химических веществ — элементов ингибиторов коррозии.

Перед проведением экспериментов, в процессе экспериментов и по завершении экспериментов осуществляли изотопный контроль элементов ингибитора коррозии.

Изотопный контроль осуществлялся масс-спектроскопией высокого разрешения.

Перед проведением экспериментов изотопы углерода ¹³С в элементах ингибитора коррозии отсутствовали.

В процессе экспериментов количество изотопов углерода ¹²С в элементах ингибитора коррозии уменьшалось, а количество изотопов углерода ¹³С увеличивалось.

Кроме того, перед проведением экспериментов изотопы азота ¹⁵N в элементах ингибитора коррозии отсутствовали. В процессе экспериментов количество изотопов азота ¹⁴N в элементах ингибитора коррозии уменьшалось, а количество изотопов азота ¹⁵N увеличивалось.

Каждый вышеуказанный элемент ингибитора коррозии растворяли в дистиллированной воде таким образом, что полученный водный раствор содержал одну весовую часть элемента ингибитора коррозии и три весовые части дистиллированной воды. Смешение производили при положительной температуре. Далее, полученный водный раствор подвергали кавитационной обработке в реакторной установке.

Реакторная установка, используемая для экспериментов, была изготовлена с использованием материалов, приведенных в источниках /10 — 18/. В экспериментах принимали участие ученые, упомянутые выше — в разделе 1.

Конструктивно реакторная установка содержит емкость 1 для раствора (см. фиг. 1 ниже), шестеренчатый насос 5 с электроприводом (на фигуре не показан), кавитационный реактор 8. В реакторной установке емкость 1 трубопроводом соединена с входом в насос 5, выход насоса 5 трубопроводом соединен с входом кавитационного реактора 8, выход кавитационного реактора 8 трубопроводом 20 соединен с емкостью 1. На входе в кавитационный реактор 8 и выходе из кавитационного реактора расположены манометры 9 и 6 для определения перепада давления на кавитационном реакторе.

Для технологических нужд, в обход кавитационного реактора расположена магистраль 10 с краном 7. Эта магистраль служит для перепуска, по меньшей мере, части раствора в обход кавитационного реактора при его пуске и регламентах. В емкости 1 расположен термометр 2, мешалка (на фигуре не показана) и теплообменник 4 для нагревания или охлаждения раствора 3. В процессе работы установки, при необходимости через теплообменник 4 пропускают горячую или холодную воду, соответственно, для подогрева или охлаждения раствора. Как правило, мешалку в емкости 1 используют для перемешивания раствора в течении всего времени работы установки.

Кавитационный реактор 8 выполнен, как показано на фиг. 2 (для наглядности пропорции элементов на фигуре не соблюдены), и содержит канал 23 для движения водного раствора. Этот канал, по направлению движения водного раствора (на фигуре слева — направо), содержит три сужения 24, 25 и 26, перед каждым сужением канала расположен регулируемый по высоте стержень 27, 28 и 29. Стержни турбулизируют поток, движущийся по каналу 23. Турбулизация необходима для установления кавитационного режима при минимально возможных скоростях движения потока. Если бы стержней не было, то скорость, при которой устанавливается кавитация увеличилась бы на 15-17%.

Как указывалось, выше, перед каждым сужением канала расположен регулируемый по высоте стержень. Целесообразно, чтобы стержень 27 перед первым, по направлению движения раствора, сужением 24 был расположен на расстоянии равном 2.1 диаметра проходного сечения в месте сужения 24, стержень 28 перед вторым, по направлению движения раствора, сужением 25 был расположен на расстоянии равном 1.4 диаметра проходного сечения в месте сужения 25, стержень 29 перед третьим, по направлению движения раствора, сужением 26 был расположен на расстоянии равном 1.4 диаметра проходного сечения в месте сужения 26.

За каждым сужением в корпусе кавитационного реактора расположен канал для подачи углекислого газа или азота в область кавитации реактора. Так, за сужением 24 расположен канал 30, за сужением 25 расположен канал 31, за сужением 26 расположен канал 32.

В ходе отработки конструкций реакторной установки и кавитационного реактора, и проведения экспериментов были разработаны рекомендации по конструктивному выполнению элементов установки и кавитационного реактора. Так, площадь проходного сечения канала в месте сужения составляет 8% от максимальной площади проходного сечения канала. Максимальная площадь проходного сечения канала равна площади проходного сечения трубопровода, расположенного между выходом шестеренчатого насоса и входом кавитационного реактора. Целесообразно, чтобы площади проходных сечений всех трубопроводов и магистрали 10 были одинаковы. Формы проходных сечений трубопроводов и кавитационного реактора могут быть любыми, удобно их выполнять круглой формы. Хотя проводили испытания кавитационных реакторов с прямоугольными формами проходных сечений канала, с овальными формами проходных сечений и др.

Каждое сужение канала выполнено в форме сопла (см. фиг 2) и имеет:

• сужающуюся часть сопла (в направлении движения потока) — это часть сопла перед минимальным проходным сечением;
• минимальное проходное сечение — сечение с минимальной площадью проходного сечения;
• расширяющуюся часть сопла — это часть сопла, расположенная за минимальным проходным сечением.

В используемой для исследований реакторной установке формы проходных сечений по длине канала кавитационного реактора выполнены круглыми, поэтому внутренние поверхности сужающейся и расширяющейся частей выполнены в форме боковой поверхности усеченного конуса.

В исходном состоянии все краны 7, 48, 14, 49, 15, 50, 16 (см. фиг. 1) реакторной установки закрыты.

Для кавитационной обработки, полученный водный раствор 3 элемента ингибитора коррозии заливают в емкость 1 реакторной установки. После чего раствор 3, расположенный в емкости 1, посредством теплообменника 4 нагревают до 600С. Затем раствор 3 посредством шестеренчатого насоса 5 прокачивают от 170 до 720 раз через кавитационный реактор. После начала прокачки открывают краны 14, 15 и 16. В кавитационный реактор из баллонов 17, 18 и 19 подают углекислый газ. Подачу газа контролируют исходя из показаний манометров 9, 6, 11, 12 и 13 и регулируют с помощью кранов 14, 15 и 16.

Количество прокачек раствора 3 через кавитационный реактор 8 зависит от требуемого содержания тяжелых изотопов ¹³С в элементе ингибитора коррозии. В таблице 1.1 представлена зависимость содержания тяжелых изотопов углерода ¹³С в элементе ингибитора коррозии от количества прокачек «n» водного раствора элемента ингибитора коррозии через кавитационный реактор посредством шестеренчатого насоса. Из таблицы видно, что чем больше требуется изотопов ¹³С в элементе ингибитора коррозии, тем большее количество раз необходимо прокачать раствор через кавитационный реактор.

В таблице 1.2 представлена зависимость содержания тяжелых изотопов азота ¹⁵N в элементе ингибитора коррозии от количества прокачек «n» водного раствора элемента ингибитора коррозии через кавитационный реактор посредством шестеренчатого насоса.

Из таблицы видно, что чем больше требуется изотопов ¹⁵N в элементе ингибитора коррозии, тем большее количество раз необходимо прокачать раствор через кавитационный реактор.

Таблица 1.2

Зависимость содержания тяжелых изотопов азота ¹⁵N в элементе ингибитора коррозии от количества прокачек «n» водного раствора элемента ингибитора коррозии через кавитационный реактор посредством шестеренчатого насоса.

Характеристики	Отношение количества изотопов азота 15N к общему количеству азота в элементе ингибитора коррозии
	0,0001	0.01	0.02	0.03	0.05	0.07	0.1	0,1375
Количество прокачек «n»	50	250	300	320	350	360	370	390

В процессе повторной кавитационной обработки высоту каждого из регулируемых стержней выставляют таким образом, чтобы он перекрыл 4-5% площади поперечного сечения канала в месте установки стержня. В частном случае, регулировку стержней оставляют прежней.

В процессе кавитационной обработки через канал 30, расположенный за первым, по движению раствора сужением, подают газообразный азот из баллона 45 при открытом кране 48 с массовым расходом равным 1% от величины массового расхода водного раствора.

Через канал 31, расположенный за вторым, по движению раствора сужением, подают газообразный азот из баллона 46 при открытом кране 49 с массовым расходом равным 0.5% от величины массового расхода водного раствора.

Через канал 32, расположенный за третьим, по движению раствора сужением, подают газообразный азот из баллона 47 при открытом кране 50 с массовым расходом равным 0.1% от величины массового расхода водного раствора.

Подачу газа контролируют исходя из показаний манометров 9, 6, 11, 12 и 13.

Посредством шестеренчатого насоса 5 перепад давления на кавитационном реакторе поддерживают в диапазоне от 7.5.10⁵Па до 8.10⁵Па. Температуру раствора 3 в емкости 1 в процессе кавитационной обработки посредством теплообменника 4 повышают с 80⁰С до 85⁰С.

Как указывалось, ранее, на фиг. 3 представлено продольное сечение кавитационного реактора 8. Направление потока (движения раствора) показано стрелкой 33. Стрелками 34, 35, 36, 37 показаны движение потока по каналу реактора и за стержнями 27, 28, 29. Поток, двигаясь по каналу попадает в первое сужение. Площадь проходного сечения уменьшается, скорость потока растет. В районе минимального проходного сечения 24 скорость потока увеличивается так, что давление в потоке становится меньше давления насыщенного пара. Поток в этом месте «закипает» — образуются паровые пузырьки 38. Далее, поток (жидкость и паровые пузырьки) двигаясь по каналу попадает в расширяющуюся часть, где проходное сечение канала увеличивается, а скорость уменьшается. Давление в потоке становится больше давления насыщенного пара, паровые пузырьки схлопываются 39. При этом, в области (в месте) схлопывания кавитационного пузырька наблюдается повышение давления до нескольких тысяч атмосфер и повышение температуры до тысячи и более градусов Цельсия.

Стержень 27 турбулизирует поток, и тем самым облегчает установление кавитационного режима течения на минимально возможной скорости течения.

Аналогичным образом возникают пузырьки 40 и схлопываются 41 в области проходного сечения 25, а также образуются пузырьки 42 и схлопываются 43 в области проходного сечения 26.

Газообразный азот подают по каналам 30, 31 и 32 в области потока, насыщенные паровыми пузырьками, за минимальными проходными сечениями 24, 25 и 26. При схлопывании паровых пузырьков происходит мощное динамическое воздействие на окружающую пузырьки среду. Именно в месте схлопывания происходит обогащение элемента ингибитора коррозии тяжелыми изотопами азота.

В процессе кавитационной обработки элемент ингибитора коррозии, находящийся в растворе, насыщают тяжелыми изотопами азота ¹⁵N таким образом, что отношение количества изотопов азота ¹⁵N к общему количеству азота в элементе составляет величину от 0,0001 до 0,1375. Контроль количества изотопов азота ¹⁵N осуществляют масс-спектроскопией высокого разрешения. Пробы для этого берут из емкости 1. Газ, попадающий в емкость, удаляют из емкости через горловину 21. Удаление газа из емкости показано стрелкой 22.

Далее закрывают краны 48, 49 и 50. Установку выключают.

После повторной кавитационной обработки раствора, осуществляют кристаллизацию данного элемента ингибитора коррозии, для чего, раствор переливают из емкости 1 в устройство для выпаривания воды. Из водного раствора выпаривают 95.5% воды.

После кавитационной обработки и кристаллизации всех вышеуказанных элементов ингибитора коррозии их смешивают с остальными компонентами противогололедного материала.

Кавитационную обработку элементов ингибитора коррозии осуществляют таким образом, что процентное содержание изотопов углерода ¹³С в каждом элементе ингибитора коррозии одинаково и процентное содержание изотопов азота ¹⁵N в каждом элементе ингибитора коррозии одинаково.

Кран 7 и магистраль 10 служат для технологических целей. Промывку Реакторной установки осуществляют водой при открытом кране 7, и закрытых кранах 48, 14, 49, 15, 50 и 16. Магистраль 10 при открытом кране 7 могут использовать для перемешивания элемента ингибитора коррозии с водой.

Внешний вид реакторной установки представлен на фотографии (см. фиг. 4). На фиг. 4 газовые баллоны и система сопряжения баллонов с реакторной установкой не показаны.

Пример расчета времени кавитационной обработки приведен ниже.

При кавитационной обработке, раствор посредством шестеренчатого насоса прокачивают n раз через кавитационный реактор, при этом время работы t реакторной установки определяют по формуле:

t=n V/Q,

где n — количество прокачек водного раствора через кавитационный реактор посредством шестеренчатого насоса;

V — объем, занимаемый раствором в емкости;

Q — объемный расход шестеренчатого насоса.

В экспериментальной реакторной установке использовали шестеренчатый насос НМШ 5-25-4.0/10. У насоса при частоте оборотов шестерни 1450 об/мин расход Q = 4м³/ч. Напор обеспечивается равным 10.10⁵Па, при этом потребляемая мощность 1.8 кВт.

Приводом насосу служит асинхронный электродвигатель АИР100S4УЗ. Объем емкости 0.01м3, объем, занимаемый раствором — 0.008 м3.

Приведем пример расчета времени работы реакторной установки.

170 прокачек раствора через кавитационный реактор потребует 0.34 часа (или 1224 секунды).

Другой пример, 400 прокачек раствора через кавитационный реактор потребует 0.8 часа (или 2880 секунды).

А 1110 прокачек (это максимальное число прокачек, предусмотренной для реализации изобретения) через кавитационный реактор потребует 2.22 часа (или 7992 секунды).

В источниках /11-18/ описана реакторная установка для изотопного обогащения лекарственных препаратов. В начале экспериментальной работы эта установка была применена для кавитационной обработки элементов ингибитора коррозии. Однако, большие энергетические и временные затраты при обработке растворов потребовали разработать и изготовить новую реакторную установку (см. фиг. 1–4).

У старой реакторной установки /11-18/ потребляемая мощность 75 кВт, в ней использовали центробежный насос 6НК-6Х1, с расходом 90 м³/час, подачей 125 м, а также емкость для раствора объемом 18 литров (из них 16 литров для раствора).

У новой реакторной установки, используемой для реализации всех вариантов изобретения, потребляемая мощность 1.8 кВт. В установке использовали шестеренчатый насос НМШ 5-25-4.0/10, с расходом 4 м³/час, подачей 100 м, емкость для раствора объемом 10 литров (из них 8 литров для раствора).

У новой установки, по сравнению со старой установкой, описанной в источниках /10-18/ и в первом разделе потребляемая мощность насосом уменьшена более чем в 40 раз, расход уменьшен в 22 раза.

При работе на старой установке насыщение элемента ингибитора коррозии изотопами ¹³С до содержания 75% осуществляли в течение нескольких суток (до 65 часов). Для работы с лекарствами такие затраты приемлемы, но для работы с ПГМ — затраты чрезмерны. Поэтому была разработана и экспериментально отработана новая реакторная установка.

При работе на новой установке насыщение элемента ингибитора коррозии изотопами ¹³С до содержания 75% и изотопами ¹⁵N до 13.75% осуществляли в течение 2.22 часа (при объеме раствора 8 литров). Еще 8 литров обрабатывалось также в течение 2.22 часов. Таким образом на новой установке для обработки 16 литров раствора понадобится 4.44 часа (при потребляемой мощности 1.8 кВт). При этом, будет затрачено 8 кВт. час электроэнергии.

На старой установке время обработки 16 литров составляло 65 часов при потребляемой мощности 75 кВт. Затраты энергии составят 4800 кВт. час электроэнергии.

Экономия электроэнергии — в 600 раз, экономия времени — в 14 раз. Это существенная экономия электроэнергии и времени работы.

Именно заявленная конструкция реакторной установки и кавитационного реактора обеспечивает эффективное обогащение ингибитора коррозии тяжелыми изотопами углерода ¹³С и азота ¹⁵N. В настоящее время более эффективной установки для этих целей нет.

Следует отметить, что на установке проводили кавитационную обработку с целью изотопного обогащения не только компонентов водных растворов, но и компонентов не водных растворов, компонентов коллоидных систем, а также компонентов различных дисперсных систем, состоящих из жидкой фазы и твердой (жидких и твердых компонентов).

Во всех экспериментах установлено, что эффективность изотопного обогащения зависит от интенсивности кавитации, энергии, выделяемой при кавитации (которая оценивается по динамике роста температуры реагента).

Литература:

1. Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог ВСН 8-89. М.: Минавтодор, 1989.
2. Справочник химика, т.3. М.: Химия, 1964, с.213.
3. А. И. Алцыбеев, С. З. Левин. Ингибиторы коррозии металлов. Под редакцией Л. И. Антропова, Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1968.
4. Инструкция по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. ВСН 20-87. Минавтодор РСФСР. Москва «Транспорт», 1988.
5. ГОСТ Р 51574-2000. Соль поваренная пищевая. Технические условия.
6. ГОСТ 450-77. Кальций хлористый технический. Технические условия.
7. Справочника химика, т.3, стр.613, 628, издательство Химия, М.-Л., 1964.
8. Описание 2-этилгексилиминодипропионат натрия.
9. ГОСТ 2210-73. Аммоний хлористый технический. Технические условия.
10. Р. Ф. Ганиев, В. И. Кормилицын, Л. И. Украинский. Волновая технология приготовления альтернативных видов топлив и эффективность их сжигания.-М.: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2008.-116 с./.
11. Патент ЕАПВ 020060, опубл. 29.08.2014.
12. Патент ЕАПВ 020129, опубл. 29.08.2014.
13. Патент ЕАПВ 020143, опубл. 29.08.2014.
14. Патент ЕАПВ 020405, опубл. 30.10.2014.
15. Патент ЕАПВ 020167, опубл. 30.09.2014.
16. Патент ЕАПВ 020168, опубл. 30.09.2014.
17. Патент ЕАПВ 020270, опубл. 30.09.2014.
18. Патент ЕАПВ 020164, опубл. 30.09.2014.
19. Разделение изотопов. Физическая энциклопедия.
20. О. В. Мосин. Нанотехнология и включение атомов дейтерия 2H, углерода 13C, азота 15N, и кислорода 18O в молекулы аминокислот и белков.

Авторы статьи: С. В. Курилов, М. В. Лифшиц, В. П. Лобко 

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

Фиг. 4

Электролиз: определение и лечение

Обзор

Что такое электролиз?

Электролиз – это процедура для удаления волос. Квалифицированный электролог вводит тонкую проволоку в волосяной фолликул под поверхностью кожи. Электрический ток движется по проволоке к основанию фолликула, разрушая корень волоса. Повреждение фолликула препятствует росту волос и вызывает их выпадение.

Электролиз существует уже более 100 лет.Он был впервые изобретен для удаления раздражающих вросших волосков ресниц. Электролиз – единственный одобренный FDA метод удаления волос навсегда.

Кому нужен электролиз?

Рост волос нормальный и часто желаемый. Но иногда людям нужен электролиз, потому что они:

• Недовольны тем, где растут волосы (например, между бровями, на верхней губе или на груди).
• У гирсутизма, то есть чрезмерного роста волос.
• Смена пола.

Какие части тела можно лечить электролизом?

Электролизом можно обработать большинство участков тела, в том числе:

• Назад.
• Линия бикини, бедер и голеней.
• Грудь и живот.
• Лицо, включая губу, подбородок и брови.
• Пальцы рук и ног.
• Подмышки.

Что вызывает нежелательный рост волос?

Причины лишнего роста волос включают:

• Проблемы наследственности (генетика может повлиять на наличие у вас большого количества волос на теле).
• Уровни гормонов, например высокий уровень андрогенов (мужских гормонов).
• Некоторые лекарства, например некоторые стероиды.
• Определенные заболевания, например синдром поликистозных яичников.

Детали процедуры

Какое устройство используется при электролизе?

Медицинские устройства для электролиза называются эпиляторами. Они разрушают центр роста волос с помощью электрического тока.

Что происходит во время электролиза?

Электрологи используют тонкую иглу, которая зачастую даже тоньше волоса.Вставляют иглу в отверстие волосяного фолликула. Небольшой электрический ток разрушает клетки роста волос. Кожа в месте введения иглы может временно нагреваться или ощущаться как защемление.

Сколько процедур электролиза мне понадобится?

Вам понадобится несколько приемов. Количество сеансов, необходимых для достижения стойкого удаления волос, варьируется от человека к человеку. Обычно вам нужно записываться на прием каждую неделю или раз в две недели. Назначения могут длиться до полутора лет.

Продолжительность лечения зависит от нескольких факторов, включая площадь тела и тип растущих на ней волос. Если вы обрабатываете большую область или область с жесткими волосами, вам потребуется больше процедур.

Почему мне нужно так много процедур электролиза?

Волосы имеют разные циклы роста. Ваш волосяной фолликул производит волосы и выбрасывает их путем выпадения. Этот цикл производства волос – это процесс роста, отдыха и замены. Отдельные волосы находятся в разных фазах этого цикла.Более чем одна процедура улавливает волосы в нужный момент цикла и уничтожает их.

Как долго длится обработка электролизом?

Электролиз длится от 15 минут до одного часа.

Что мне нужно знать после процедуры?

В первые 24 часа после лечения старайтесь избегать действий, которые могут вызвать раздражение волосяных фолликулов, в том числе:

• Все, что вызывает потоотделение.
• Дубление.
• Пребывание на солнце.
• Нанесение макияжа.

Риски / преимущества

В чем преимущество электролиза?

Многие люди испытывают стойкое удаление волос после завершения процедуры электролиза. Также электролиз работает с самым широким диапазоном типов кожи и волос. Подходит для чувствительных участков тела, таких как лицо или линия бикини. Главный недостаток электролиза – время, необходимое для удаления волос навсегда.

Есть ли риски или осложнения при электролизе?

Электролиз очень безопасен. Существует очень небольшой риск инфицирования (от нестерильной иглы) или образования рубцов, если электролиз не будет проведен правильно. Эти риски очень низки, если вы выберете сертифицированный профессиональный кабинет электролиза.

Во время или сразу после лечения у вас может наблюдаться легкое покраснение кожи. Это очень недолго. У людей с более темной кожей могут быть временные темные пятна на коже.Пятна со временем тускнеют, поэтому не используйте для них отбеливающий крем.

Оставит ли после электролиза рубец?

Рубцы после процедур электролиза возникают редко.

Болезнен ли электролиз?

Электролиз обычно не вызывает сильного дискомфорта. Вы можете почувствовать легкое покалывание. При необходимости поговорите со своим электрологом о местном обезболивающем (обезболивающем креме).

Восстановление и Outlook

Каково время восстановления после электролиза?

Вы можете вернуться к своей обычной деятельности сразу после лечения.

Электролиз постоянный?

Да, электролиз безопасно и навсегда удаляет волосы любого оттенка кожи. Это единственное средство для перманентного удаления волос, одобренное FDA. Поскольку электролиз навсегда разрушает ростовые клетки в волосяных фолликулах, волосы не будут расти снова.

Когда звонить доктору

Что следует спросить у электролога перед процедурой?

При встрече с электрологом спрашивайте:

• Как будет выглядеть процедура?
• Как долго длится каждый сеанс?
• Как вы думаете, сколько посещений мне понадобится?
• Сколько будет стоить это лечение?
• Покроет ли страхование лечение электролизом?
• Как давно вы занимаетесь электролизом?
• Сколько человек вы лечили?

дополнительные детали

На что обращать внимание при выборе электролога?

Электрологи – это обученные профессионалы, которые могут безопасно выполнять процедуры электролиза.Выбирая электролога, спросите о:

• Квалификация: Многие штаты требуют лицензирования или сертификации для электрологов. Убедитесь, что сертификат поставщика обновлен и доступен для просмотра. Если ваш штат не регулирует электрологию, спросите, посещал ли поставщик аккредитованную школу электрологии.
• Рекомендации: Спросите друзей или членов семьи за рекомендациями из личного опыта. Или обратитесь за рекомендацией к своему врачу.
• Консультация: Многие практики предлагают бесплатную консультацию по электролизу. Задайте любые вопросы, которые у вас возникнут при первом посещении, чтобы вы чувствовали себя комфортно с вашим выбором.
• Чистота и гигиена: На консультации спросите о процедурах очистки и стерилизации. Посмотрите, выглядит ли практика чистой и используют ли рабочие одноразовое оборудование. Убедитесь, что вам комфортно с электрологом.

Чем отличается электролиз от временных методов удаления волос?

Многие люди используют химические средства для депиляции, такие как жидкости или кремы, для удаления волос на ногах.Химические вещества в этих продуктах могут вызывать раздражение кожи. Химическая эпиляция может быть беспорядочной и занять много времени. Вощение, еще один метод удаления волос, может быть болезненным и дорогостоящим. Домашние наборы для депиляции могут быть грязными и сложными в использовании.

Могу ли я использовать электролизер в домашних условиях?

На рынке существуют устройства для электрического электролиза, доступные для домашнего использования. Но лучше всего обратиться к квалифицированному электрологу для проведения электролиза. Они используют высококачественное стерильное оборудование и могут индивидуализировать лечение в соответствии с вашими потребностями.

Для людей, которые хотят удалить волосы на теле, электролиз может стать постоянным решением. Квалифицированный электролог проводит процедуру, которая в целом безболезненна. После нескольких сеансов лечения у вас, скорее всего, не останется волос. Поговорите со своим врачом, чтобы узнать, подходит ли вам электролиз.

Электролиз: определение и лечение

Обзор

Что такое электролиз?

Электролиз – это процедура для удаления волос. Квалифицированный электролог вводит тонкую проволоку в волосяной фолликул под поверхностью кожи.Электрический ток движется по проволоке к основанию фолликула, разрушая корень волоса. Повреждение фолликула препятствует росту волос и вызывает их выпадение.

Электролиз существует уже более 100 лет. Он был впервые изобретен для удаления раздражающих вросших волосков ресниц. Электролиз – единственный одобренный FDA метод удаления волос навсегда.

Кому нужен электролиз?

Рост волос нормальный и часто желаемый. Но иногда людям нужен электролиз, потому что они:

• Недовольны тем, где растут волосы (например, между бровями, на верхней губе или на груди).
• У гирсутизма, то есть чрезмерного роста волос.
• Смена пола.

Какие части тела можно лечить электролизом?

Электролизом можно обработать большинство участков тела, в том числе:

• Назад.
• Линия бикини, бедер и голеней.
• Грудь и живот.
• Лицо, включая губу, подбородок и брови.
• Пальцы рук и ног.
• Подмышки.

Что вызывает нежелательный рост волос?

Причины лишнего роста волос включают:

• Проблемы наследственности (генетика может повлиять на наличие у вас большого количества волос на теле).
• Уровни гормонов, например высокий уровень андрогенов (мужских гормонов).
• Некоторые лекарства, например некоторые стероиды.
• Определенные заболевания, например синдром поликистозных яичников.

Детали процедуры

Какое устройство используется при электролизе?

Медицинские устройства для электролиза называются эпиляторами. Они разрушают центр роста волос с помощью электрического тока.

Что происходит во время электролиза?

Электрологи используют тонкую иглу, которая зачастую даже тоньше волоса.Вставляют иглу в отверстие волосяного фолликула. Небольшой электрический ток разрушает клетки роста волос. Кожа в месте введения иглы может временно нагреваться или ощущаться как защемление.

Сколько процедур электролиза мне понадобится?

Вам понадобится несколько приемов. Количество сеансов, необходимых для достижения стойкого удаления волос, варьируется от человека к человеку. Обычно вам нужно записываться на прием каждую неделю или раз в две недели. Назначения могут длиться до полутора лет.

Продолжительность лечения зависит от нескольких факторов, включая площадь тела и тип растущих на ней волос. Если вы обрабатываете большую область или область с жесткими волосами, вам потребуется больше процедур.

Почему мне нужно так много процедур электролиза?

Волосы имеют разные циклы роста. Ваш волосяной фолликул производит волосы и выбрасывает их путем выпадения. Этот цикл производства волос – это процесс роста, отдыха и замены. Отдельные волосы находятся в разных фазах этого цикла.Более чем одна процедура улавливает волосы в нужный момент цикла и уничтожает их.

Как долго длится обработка электролизом?

Электролиз длится от 15 минут до одного часа.

Что мне нужно знать после процедуры?

В первые 24 часа после лечения старайтесь избегать действий, которые могут вызвать раздражение волосяных фолликулов, в том числе:

• Все, что вызывает потоотделение.
• Дубление.
• Пребывание на солнце.
• Нанесение макияжа.

Риски / преимущества

В чем преимущество электролиза?

Многие люди испытывают стойкое удаление волос после завершения процедуры электролиза. Также электролиз работает с самым широким диапазоном типов кожи и волос. Подходит для чувствительных участков тела, таких как лицо или линия бикини. Главный недостаток электролиза – время, необходимое для удаления волос навсегда.

Есть ли риски или осложнения при электролизе?

Электролиз очень безопасен. Существует очень небольшой риск инфицирования (от нестерильной иглы) или образования рубцов, если электролиз не будет проведен правильно. Эти риски очень низки, если вы выберете сертифицированный профессиональный кабинет электролиза.

Во время или сразу после лечения у вас может наблюдаться легкое покраснение кожи. Это очень недолго. У людей с более темной кожей могут быть временные темные пятна на коже.Пятна со временем тускнеют, поэтому не используйте для них отбеливающий крем.

Оставит ли после электролиза рубец?

Рубцы после процедур электролиза возникают редко.

Болезнен ли электролиз?

Электролиз обычно не вызывает сильного дискомфорта. Вы можете почувствовать легкое покалывание. При необходимости поговорите со своим электрологом о местном обезболивающем (обезболивающем креме).

Восстановление и Outlook

Каково время восстановления после электролиза?

Вы можете вернуться к своей обычной деятельности сразу после лечения.

Электролиз постоянный?

Да, электролиз безопасно и навсегда удаляет волосы любого оттенка кожи. Это единственное средство для перманентного удаления волос, одобренное FDA. Поскольку электролиз навсегда разрушает ростовые клетки в волосяных фолликулах, волосы не будут расти снова.

Когда звонить доктору

Что следует спросить у электролога перед процедурой?

При встрече с электрологом спрашивайте:

• Как будет выглядеть процедура?
• Как долго длится каждый сеанс?
• Как вы думаете, сколько посещений мне понадобится?
• Сколько будет стоить это лечение?
• Покроет ли страхование лечение электролизом?
• Как давно вы занимаетесь электролизом?
• Сколько человек вы лечили?

дополнительные детали

На что обращать внимание при выборе электролога?

Электрологи – это обученные профессионалы, которые могут безопасно выполнять процедуры электролиза.Выбирая электролога, спросите о:

• Квалификация: Многие штаты требуют лицензирования или сертификации для электрологов. Убедитесь, что сертификат поставщика обновлен и доступен для просмотра. Если ваш штат не регулирует электрологию, спросите, посещал ли поставщик аккредитованную школу электрологии.
• Рекомендации: Спросите друзей или членов семьи за рекомендациями из личного опыта. Или обратитесь за рекомендацией к своему врачу.
• Консультация: Многие практики предлагают бесплатную консультацию по электролизу. Задайте любые вопросы, которые у вас возникнут при первом посещении, чтобы вы чувствовали себя комфортно с вашим выбором.
• Чистота и гигиена: На консультации спросите о процедурах очистки и стерилизации. Посмотрите, выглядит ли практика чистой и используют ли рабочие одноразовое оборудование. Убедитесь, что вам комфортно с электрологом.

Чем отличается электролиз от временных методов удаления волос?

Многие люди используют химические средства для депиляции, такие как жидкости или кремы, для удаления волос на ногах.Химические вещества в этих продуктах могут вызывать раздражение кожи. Химическая эпиляция может быть беспорядочной и занять много времени. Вощение, еще один метод удаления волос, может быть болезненным и дорогостоящим. Домашние наборы для депиляции могут быть грязными и сложными в использовании.

Могу ли я использовать электролизер в домашних условиях?

На рынке существуют устройства для электрического электролиза, доступные для домашнего использования. Но лучше всего обратиться к квалифицированному электрологу для проведения электролиза. Они используют высококачественное стерильное оборудование и могут индивидуализировать лечение в соответствии с вашими потребностями.

Для людей, которые хотят удалить волосы на теле, электролиз может стать постоянным решением. Квалифицированный электролог проводит процедуру, которая в целом безболезненна. После нескольких сеансов лечения у вас, скорее всего, не останется волос. Поговорите со своим врачом, чтобы узнать, подходит ли вам электролиз.

Электролиз для удаления волос | Мичиган Медицина

Обзор лечения

Электролиз – распространенный метод удаления нежелательных волос.Маленькая игла или тонкий металлический зонд вводится в отверстие кожи, где растут волосы (небольшие мешочки под кожей, называемые волосяными фолликулами). Затем электрический ток низкого уровня проходит через иглу или зонд в вашу кожу и разрушает волосяной фолликул. Волосы не могут расти снова в области, где был разрушен фолликул.

Процесс электролиза может быть медленным и может потребовать нескольких сеансов лечения для разрушения волосяных фолликулов. Лечение может быть неудобным – иногда это чувство описывается как будто маленькие резинки защелкиваются на вашей коже.Разрушение каждого отдельного волосяного фолликула может занять от менее 1 секунды до 20 секунд.

Чего ожидать после лечения

После электролиза обработанная кожа может временно стать красной, опухшей и болезненной. Вам могут потребоваться дополнительные процедуры, чтобы навсегда удалить все нежелательные волосы. Вы должны заметить потерю нежелательных волос на обрабатываемой области в течение нескольких недель или месяцев после первой процедуры.

Зачем это нужно

Электролиз проводится для полного удаления нежелательных волос.Электролиз обычно используется для удаления волос на лице (брови, верхняя и нижняя губы, щеки, подбородок, линия роста волос, переносица между бровями и бакенбарды), а также на шее, плечах, руках и подмышках, груди, животе и т. Д. линия бикини, ноги, спина и грудь.

Кому нельзя делать электролиз?

Электролиз нельзя проводить на внутренней стороне ушей или носа. Также никогда не следует удалять волосы с родинки или родинки. Если у вас есть кардиостимулятор, у вас не должно быть электролиза на какой-либо части тела.

Как хорошо это работает

Правильно проведенный электролиз удаляет нежелательные волосы навсегда. Успешное удаление волос зависит от навыков человека, проводящего электролиз.

Риски

Электролиз не представляет опасности для здорового человека. Во время лечения вы можете почувствовать некоторую боль от протекания электрического тока. После лечения ваша кожа может стать красной, опухшей (воспаленной) и болезненной.Это временные побочные эффекты. Электролиз может вызвать рубцы, келоидные рубцы и изменение цвета обработанной кожи у некоторых людей.

Что думать о

Поиск лицензированного и авторитетного электролога очень важен для успешного и навсегда удаления нежелательных волос. Каждый штат в Соединенных Штатах регулирует лицензирование электрологов. Ваш врач, друзья или семья могут порекомендовать лицензированного электролога.

Кредиты

Текущий по состоянию на: 2 июля 2020 г.

Автор: Healthwise Staff
Медицинский обзор:
Энн К. Пуанье, врач-терапевт,
Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина,
Мартин Дж. Габика, доктор медицины, семейная медицина,
, Кейт А. Денклер, доктор медицины, пластическая хирургия,

По состоянию на: 2 июля 2020 г.

Автор: Здоровый персонал

Медицинское обозрение: Энн К.Пуанье, терапевт, Адам Хусни, семейная медицина, Мартин Дж. Габика, доктор медицины, семейная медицина, Кейт А. Денклер, доктор медицины, пластическая хирургия

Электролиз | Департамент здравоохранения Флориды

Электролизный совет – это консультативный совет под надзором Медицинского совета, учрежденный законодательно для обеспечения того, чтобы каждое электрологическое и электрологическое учреждение в этом штате отвечало минимальным требованиям безопасности. Совет по электролизу отвечает за лицензирование, мониторинг и обучение электрологов, чтобы гарантировать компетентность и безопасность при работе во Флориде.Медицинский совет несет ответственность за дисциплинарное взыскание за любые нарушения правил профессии.

---

Возможность служить во Флориде: стать членом Совета по электролизу Флориды

Узнайте больше о процессе подачи заявки.

---

Telehealth

Прямой надзор за электрологами через Telehealth

11 марта 2021 года внесены поправки в Правило 64B8-56.002, F.A.C., Оборудование и устройства; Протоколы для лазерных и световых устройств, касающиеся прямого наблюдения с помощью телездравоохранения, вступят в силу.

Эти поправки позволят врачам-остеопатам, имеющим лицензию Флориды, осуществлять непосредственное наблюдение с помощью телемедицины для квалифицированных специалистов-электрологов по лазерной и световой эпиляции (LLHR). Квалификация электрологов для оказания услуг лазерной и световой эпиляции подробно описана на этом веб-сайте. Любые вопросы относительно квалификации можно направлять по адресу [email protected].

Любой квалифицированный электролог LLHR, который выберет прямое наблюдение через телемедицину, должен будет внимательно изучить прилагаемый контрольный список правил и обновить требуемые протоколы супервизии в соответствии с пунктом 4 правила .Обновленные протоколы должны храниться в файле по месту работы электролога, а копия должна быть отправлена ​​в офис Совета по электролизу по адресу [email protected], по факсу 850-414-6860 или по почте по следующему адресу: адрес: Офис Совета по электролизу Флориды, 4052 Bald Cypress Way, BIN C05, Tallahassee, FL 32399-3255.

Квалифицированные LLHR-электрологи, которые предпочитают не получать прямое наблюдение с помощью телемедицины, должны продолжать следить за тем, чтобы лицензированный врач Флориды или врач-остеопат осуществлял прямое наблюдение в помещениях, в которых предоставляются услуги лазерной и световой эпиляции. , в соответствии с этим правилом.

---

Законодательное обновление 2020 г.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть сводку счетов законодательной сессии Флориды 2020 года, которые могут повлиять на вашу профессию.

Электролиз | Медицинская глазная клиника

Что такое электролиз?

Электролиз работает путем пропускания небольшого количества тока через очень тонкую иглу в волосяной фолликул. Это производит тепло, разрушающее клетки, которые производят волосы у основания фолликула.

Может потребоваться более одного сеанса лечения, поскольку невозможно увидеть сквозь кожу, чтобы определить точное положение волосяного фолликула.

Вредит ли электролиз?

Медсестра или врач, проводящие электролиз, закапают вам в глаз обезболивающие капли, а затем онемеет веко с помощью небольшой инъекции анестетика. Некоторый дискомфорт является обычным явлением при применении местного анестетика, однако процедура электролиза обычно бывает комфортной.

Тебя за это не усыпят.

После электролиза мы дадим вам мазь с антибиотиком для использования в течение следующих 7 дней.

Введение анестетика прекратится через 1-2 часа, и ваше веко может немного побалить.Обычно в это время рекомендуется принять обезболивающее.

Осложнения электролиза

Вы можете обнаружить, что ресницы снова отрастают. Лечение эффективно только в том случае, если оно применяется к растущему корню ресницы (см. «Как это работает?»).

Рубцы на краю века могут появиться после повторных сеансов электролиза.

Вам будет предложено сохранять неподвижность во время процедуры, так как процедура проводится очень близко к глазу, это снижает риск случайного повреждения.

Преимущества электролиза

Ваш врач заметил, что одна или несколько ваших ресниц растут внутрь по направлению к глазу.

Вы, вероятно, заметили неприятное ощущение царапания, и если его оставить, это может вызвать глазные инфекции и язвы на поверхности глаза.

Выщипывание ресниц пинцетом в домашних условиях мгновенно облегчит симптомы, но вскоре ресницы снова отрастут в неправильном направлении.

Полезная информация

После процедуры вы можете продолжить работу в обычном режиме; это не повлияет на вашу способность управлять автомобилем или работать.

У вас после электролиза может образоваться небольшой синяк на веке, это не повод для беспокойства.

Загрузить брошюру

Свяжитесь с нами в The Medical Eye Clinic для получения дополнительной информации об электролизе.

Добро пожаловать в клинику электролиза Sugarland!

Добро пожаловать в клинику электролиза Sugarland! – Доктор Сигдем Тузун

Обо мне

• Окончила Медицинский факультет Эгейского университета.
• Закончил резидентуру на кафедре физической медицины и реабилитации (PMR) Медицинского факультета Университета Докуз Эйлул.
• Более 20 лет работал семейным врачом и лечащим врачом в отделении физической медицины и реабилитации (PMR).
• Я широко использовал электрические токи и другие физические средства для снятия боли, заживления ран, укрепления слабых мышц, восстановления функций кишечника и мочевого пузыря и в других областях медицины для лечения моих пациентов.
• Участвовал в нескольких научно-исследовательских проектах и ​​написал научные публикации об использовании электрических токов и других физических агентов в медицине.
• Преподавал уроки физической медицины и реабилитации студентов медицинских вузов в качестве профессора почти 20 лет.
• После выхода на пенсию в качестве доктора медицины и профессора университета я переехал в Хьюстон, штат Техас, и работал художником по стеклу в своей домашней студии, использовал свои ручные навыки для изготовления небольших скульптур, стеклянных бусин с горячим стеклом.
• Окончил школу электролиза Берковица в Нью-Йорке и открыл свой новый бизнес, Sugarland Electrolysis Clinic, LLC.в Миссури-Сити, штат Техас.
• присоединился к экзамену Международного совета по сертификации электрологов (IBEC) Американской ассоциации электрологов (AEA) и, успешно сдав этот экзамен, получил сертификат сертифицированного профессионального электролога (CPE).
• Американская ассоциация электрологов считает, что одним из наиболее важных шагов, которые может предпринять электролог в своем карьерном росте, является получение сертификата совета директоров. Удостоверение сертифицированного профессионального электролога (CPE) означает, что знания электролога проверены и измерены в соответствии с национальными стандартами качества.
• Член Американской ассоциации электрологов (AEA) и Техасской ассоциации профессиональных электрологов (T.A.P.E), а также членство в других медицинских ассоциациях.
• «PRIMUM NIL NOCERE» (означает «ПЕРВЫЙ, НЕ ВРЕДИ» ): Эта латинская фраза, которую я выучил во время своего медицинского образования, всегда была моим первым принципом во время лечения.

---

Электролиз | Encyclopedia.com

Электролиз воды

Производство натрия и хлора

Производство магния

Производство гидроксида натрия, хлора и водорода

Производство алюминия

Рафинирование меди

Гальваника

Ресурсы

Электролиз процесс, вызывающий химическую реакцию при прохождении электрического тока через вещество или смесь веществ, чаще всего в жидкой форме.Электролиз часто приводит к разложению соединения на элементы. Для проведения электролиза два электрода, положительный электрод (анод) и отрицательный электрод (катод) погружаются в материал, подлежащий электролизу, и подключаются к источнику постоянного (постоянного) электрического тока.

Аппарат, в котором проводится электролиз, называется электролитической ячейкой . Корни -lys и -lyt происходят от греческих lysis и lytos , что означает «разрезать или разлагать»; электролиз в электролитической ячейке – это процесс, при котором вещество может разлагаться.

Электролизуемое вещество должно быть электролитом, жидкостью, содержащей положительные и отрицательные ионы и, следовательно, способной проводить электричество. Есть два вида электролитов. Один вид представляет собой раствор ионного соединения любого соединения, которое производит ионы при растворении в воде, например неорганической кислоты, основания или соли. Другой вид представляет собой сжиженное ионное соединение, такое как расплавленная соль.

В любом виде электролита жидкость проводит электричество, потому что ее положительные и отрицательные ионы могут свободно перемещаться к электродам с противоположным зарядом – положительные ионы к катоду и отрицательные ионы к аноду.Эта передача положительного заряда в одном направлении и отрицательного заряда в противоположном направлении составляет электрический ток, потому что электрический ток, в конце концов, всего лишь поток заряда, и не имеет значения, являются ли носители заряда ионами или электронами. В ионном твердом веществе, таком как хлорид натрия, например, обычно фиксированные ионы становятся свободными для движения, как только твердое вещество растворяется в воде или как только оно плавится.

Во время электролиза ионы движутся к электродам с противоположным зарядом.Когда они достигают своих электродов, они подвергаются химическим окислительно-восстановительным реакциям. На катоде, который накачивает электроны в электролит, происходит химическое восстановление – захват электронов положительными ионами. На аноде, удаляющем электроны из электролита, происходит химическое окисление – потеря электронов отрицательными ионами.

При электролизе существует прямая зависимость между количеством электричества, протекающего через элемент, и количеством протекающей химической реакции.Чем больше электронов перекачивается через электролит аккумулятором, тем больше ионов будет вынуждено отдать или принять электроны, тем самым окисляясь или восстанавливаясь. Чтобы произвести химическую реакцию на один моль, через клетку должен пройти один моль электронов. Моль электронов, то есть 6,02 ← × 10 ²³ электронов, называется фарадеем . Устройство названо в честь Майкла Фарадея (1791–1867), английского химика и физика, открывшего взаимосвязь между электричеством и химическими изменениями.Ему также приписывают первое использование слов анод , катод , электрод , электролит и электролиз .

Для решения конкретных химических задач могут быть разработаны различные типы электролитических ячеек.

Возможно, самым известным примером электролиза является электролитическое разложение воды с образованием водорода и кислорода:

Поскольку вода является таким стабильным соединением, ученые могут осуществить эту реакцию, только закачивая в нее энергию – в данном случае форма электрического тока.Чистая вода, которая не очень хорошо проводит электричество, должна, во-первых, превратиться в электролит путем растворения в ней кислоты, основания или соли. Затем анод и катод, обычно сделанные из графита или какого-либо нереагирующего металла, такого как платина, могут быть вставлены и подключены к батарее или другому источнику постоянного тока.

На катоде, где электроны закачиваются в воду аккумулятором, они захватываются молекулами воды с образованием газообразного водорода:

На аноде электроны удаляются из молекул воды:

Чистый результат эти две электродные реакции, сложенные вместе, составляют

(обратите внимание, что когда эти два уравнения складываются вместе, четыре иона H ⁺ и четыре иона OH ^– с правой стороны объединяются с образованием четырех ионов H ₂ O молекулы, которые затем нейтрализуют четыре из молекул H ₂ O в левой части.Таким образом, каждые две молекулы воды разложились на две молекулы водорода и одну молекулу кислорода.

Кислота, основание или соль, превратившие воду в электролит, были выбраны таким образом, чтобы ее конкретные ионы не могли окисляться или восстанавливаться (по крайней мере, при напряжении батареи), поэтому они не вступают в химическую реакцию и служат только для проведения течение через воду. Обычно используется серная кислота, H ₂ SO ₄ .

Путем электролиза поваренная соль, хлорид натрия, NaCl может быть разложена на элементы, натрий и хлор.Это важный метод производства натрия. Он также используется для производства других щелочных металлов и щелочноземельных металлов из их солей.

Чтобы получить натрий электролизом, ученые сначала расплавят немного хлорида натрия, нагревая его выше точки плавления 1,474 ° F (801 ° C). Затем в расплавленную соль вставят два инертных (не реагирующих) электрода. Хлорид натрия должен быть расплавлен, чтобы ионы Na ⁺ и Cl ^– могли свободно перемещаться между электродами; в твердом хлориде натрия ионы замораживаются.Наконец, ученые пропустят постоянный электрический ток (DC) через расплавленную соль.

Отрицательный электрод (катод) притягивает ионы Na ⁺ , а положительный электрод (анод) притягивает ионы Cl ^– , после чего происходят следующие химические реакции.

На катоде, куда закачиваются электроны, они захватываются положительными ионами натрия:

На аноде, где выкачиваются электроны, они отрываются от ионов хлора:

(Хлор атомы немедленно объединяются в двухатомные молекулы, Cl ₂ .) В результате поваренная соль была разложена на элементы под действием электричества.

Еще одно важное применение электролиза – производство магния из морской воды. Морская вода является основным источником этого металла, поскольку она содержит больше ионов магния, чем любого другого металла, кроме натрия. Во-первых, хлорид магния, MgCl ₂ , получают путем осаждения гидроксида магния из морской воды и растворения его в соляной кислоте. Затем хлорид магния плавят и подвергают электролизу.Подобно получению натрия из расплавленного хлорида натрия, описанному выше, расплавленный магний осаждается на катоде, а газообразный хлор выделяется на аноде. Общая реакция: MgCl ₂ → Mg + Cl ₂ .

Гидроксид натрия, NaOH, также известный как щелочь и каустическая сода, является одним из наиболее важных промышленных химикатов. По состоянию на 2004 год только в Соединенных Штатах его ежегодно производили более 25 миллиардов фунтов (11 миллиардов килограммов). Мировое производство в том же году превысило 100 миллиардов фунтов (44 миллиарда килограммов).Основным методом его получения является электролиз рассола или соленой воды, раствора поваренной соли, хлорида натрия в воде. Хлор и водород образуются как ценные побочные продукты.

Когда электрический ток проходит через соленую воду, отрицательные ионы хлора, Cl ^– , мигрируют к положительному аноду и теряют свои электроны, превращаясь в газообразный хлор.

(Затем атомы хлора объединяются в пары, образуя молекулы Cl ₂ .) Между тем ионы натрия Na ⁺ притягиваются к отрицательному катоду.Однако они не собирают электроны, чтобы стать атомами металлического натрия, как это происходит в расплавленной соли. Это связано с тем, что в водном растворе сами молекулы воды улавливают электроны легче, чем ионы натрия. Таким образом, на катоде происходит

. Ионы гидроксида вместе с ионами натрия, которые уже находятся в растворе, составляют гидроксид натрия, который может быть восстановлен путем испарения.

Этот так называемый процесс хлорно-щелочной является основой отрасли, которая существует уже более ста лет.С помощью электричества он превращает дешевую соль в ценный хлор, водород и гидроксид натрия. Среди прочего, хлор используется для очистки воды, водород используется для гидрогенизации масел, а щелок используется для производства мыла, промышленных стоков и очистителей для духовок, а также бумаги.

Производство алюминия методом Холла было одним из первых применений электролиза в больших масштабах и до сих пор остается основным методом получения этого очень полезного металла. Чарльз М.Холл, 21-летний студент колледжа Оберлин в Огайо, который искал способ восстановить оксид алюминия до металла, открыл этот процесс в 1886 году. Алюминий был редкой и дорогой роскошью в то время, потому что металл очень реакционноспособен, и поэтому его трудно восстановить химическими средствами. С другой стороны, электролиз расплавленной соли или оксида алюминия затруднен, поскольку соли трудно получить в безводной (сухой) форме, а оксид Al ₂ O ₃ не плавится до 3762 ° F. (2,072 ° С).

Холл обнаружил, что Al ₂ O ₃ в форме минерального боксита растворяется в другом минерале алюминия, называемом криолитом, Na ₃ AlF ₆ , и что полученная смесь может быть легко расплавлена. Когда через эту расплавленную смесь проходит электрический ток, ионы алюминия мигрируют к катоду, где они восстанавливаются до металла:

На аноде ионы оксида окисляются до газообразного кислорода:

Расплавленный металлический алюминий опускается на дно ячейки и может быть снята.

Обратите внимание, что для производства каждого моля алюминия необходимы три моля электронов (три фарада электричества), потому что на каждом ионе алюминия есть три положительных заряда, которые должны нейтрализоваться электронами. Следовательно, производство алюминия по процессу Холла требует огромного количества электроэнергии. Переработка банок для напитков и других алюминиевых предметов стала важной мерой энергосбережения.

В отличие от алюминия, металлическую медь довольно легко получить химическим путем из руд.Но с помощью электролиза его можно очистить и сделать очень чистым – до 99,999%. Чистая медь важна для изготовления электрического провода, потому что электропроводность меди снижается из-за примесей. Эти примеси включают такие ценные металлы, как серебро, золото и платина; когда они удаляются электролизом и восстанавливаются, они имеют большое значение для оплаты счетов за электроэнергию.

При электролитическом рафинировании меди нечистая медь образуется из анода в ванне электролита из сульфата меди, CuSO ₄ и серной кислоты H ₂ SO ₄ .Катод представляет собой лист чистой меди. По мере прохождения тока через раствор положительные ионы меди Cu ²⁺ в растворе притягиваются к отрицательному катоду, где они захватывают электроны и осаждаются как нейтральные атомы меди, тем самым накапливая все больше и больше чистой меди на катод. Между тем, атомы меди в положительном аноде отдают электроны и растворяются в растворе электролита в виде ионов меди. Однако примеси в аноде не переходят в раствор, потому что атомы серебра, золота и платины не так легко окисляются (превращаются в положительные ионы), как окисляется медь.Таким образом, серебро, золото и платина просто падают с анода на дно резервуара, где их можно соскрести.

Еще одно важное применение электролитических ячеек – это гальваника серебра, золота, хрома и никеля. Гальваника производит тонкое покрытие из этих дорогих металлов на поверхности более дешевых металлов, чтобы придать им внешний вид и химическую стойкость, как у дорогих металлов.

При серебряном покрытии покрываемый объект (например, ложка) изготавливается из катода электролитической ячейки.Анод представляет собой стержень из металлического серебра, а электролит (жидкость между электродами) представляет собой раствор цианида серебра AgCN в воде. Когда через элемент пропускают постоянный ток, положительные ионы серебра (Ag ⁺ ) из цианида серебра мигрируют к отрицательному аноду (ложке), где они нейтрализуются электронами и прилипают к ложке как металлическое серебро:

Между тем серебряный анодный стержень отдает электроны, превращаясь в ионы серебра:

Таким образом, анодный стержень постепенно растворяется, пополняя запасы ионов серебра в растворе.В результате металлическое серебро переместилось с анода на катод, в данном случае – на ложку. Этот процесс продолжается до тех пор, пока на ложке не будет достигнута желаемая толщина покрытия – обычно всего несколько тысячных дюйма – или пока серебряный слиток полностью не растворится.

При гальванике с серебром цианид серебра используется в электролите, а не другие соединения серебра, такие как нитрат серебра, AgNO ₃ , потому что ион цианида CN ^– реагирует с ионом серебра Ag ⁺ , с образованием комплексного иона Ag (CN) ₂ ^–.Это ограничивает поступление свободных ионов Ag ⁺ в раствор, поэтому они могут осаждаться на катоде только постепенно. Это обеспечивает более блестящее и прочное серебряное покрытие. Золочение

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Комплексный ион – Большой ион, состоящий из более мелких ионов, объединенных друг с другом или с другими атомами или молекулами

Фарадея – Единица электрического заряда, равная количеству заряд переносится одним мольом электронов. Один фарадей равен 96 485 кулонам.

Окисление – Процесс, при котором степень окисления атома увеличивается за счет потери одного или нескольких электронов.

Восстановление – Процесс, при котором степень окисления атома снижается за счет получения одного или нескольких электронов.

выполняется почти так же, с использованием золотого анода и электролита, содержащего цианид золота, AuCN.

КНИГИ

Чанг, Раймонд. Химия . Бостон, Массачусетс: Макгроу-Хилл, 2002.