0000020 4

142 Fizykoterapia

9.5.1. Prąd stały galwaniczny. W 1789 r. L. Galvani, profesor anatomii w Bolonii, prowadzi! badania nad fizjologią mięśni, wykonując doświadczenia na preparatach żab. W celu badania wpływu wyładowań elektrycznych atmosfery na mięsień zawiesił tylną kończynę żaby na miedzianym haczyku u żelaznej poręczy balkonu. Kończyna żaby, chwiejąc się na wietrze, dotykała poręczy balkonu i wtedy występował w niej skurcz. Galvani tłumaczył to zjawisko istnieniem w mięśniach elektryczności „zwierzęcej”. A. Volta, współczesny Galyaniemu profesor fizyki w Pavii, powtórzył jego doświadczenie i doszedł do wniosku, że elektryczność w kończynie żaby powstaje wskutek stykania się dwóch różnych metali, a kończyna spełnia jedynie funkcję czułego elektroskopu. Volta stwierdził, że w miejscu zetknięcia się płytek dwóch różnych metali, tj. miedzi i cynku, powstaje różnica potencjałów. Na skutek różnicy potencjałów „naboje” elektryczne przechodzą w stan ruchu i potencjały wyrównują się. Jeżeli będzie się stale podtrzymywać różnicę potencjałów między płytkami, to utrzyma się stały ruch „nabojów” elektrycznych, czyli powstanie prąd elektryczny stały, który Vol-ta nazw^rał prądem galwanicznym. W 1794 r. Volta odkrył sposób otrzymywania prądu elektrycznego stałego w reakcji chemicznej. Zbudował przyrząd składający się z płytek miedzianej i cynkowej, zanurzonych w roztworze kwasu siarkowego, który od tego czasu nazywa się ogniwem galwanicznym. Między płytkami powstaje różnica potencjałów. Potencjał płytki miedzianej, która ładuje się dodatnio, staje się wyższy niż potencjał płytki cynkowej, która ładuje się ujemnie. Płytki ogniwa nazwał on biegunami, czyli elektrodami ogniwa. Biegun ogniwa mający potencjał wyższy jest biegunem dodatnim, czyli anodą, natomiast biegun mający potencjał niższy jest biegunem ujemnym, czyli katodą. Gdy Volta połączył drutem anodę i katodę ogniwa powitał obwód zamknięty, w którym przebiegał prąd elektryczny. Prąd ten był podtrzymywany kosztem energii chemicznej. Ta energia chemiczna zamieniała się więc w energię ruchu „nabojów” elektrycznych. Od czasów Volty za kierunek prądu elektrycznego przyjęto ten kierunek, w którym powinny się przemieszczać „naboje" dodatnie, tj. kierunek, wzdłuż którego potencjał spada. W ten sposób w obwodzie zewnętrznym, tj. w przewodnikach łączących bieguny ogniwa Volty, prąd płynie od anody do katody (tj. od blaszki miedzianej do blaszki cynkowej), natomiast w obwodzie wewnętrznym prąd płynie od płytki cynkowej do płytki miedzianej. Obecnie uznaje się - o czym była już mowa - kierunek przepływu prądu elektrycznego (elektronów) od katody do anody.

Współcześnie, na potrzeby elektrolecznictwa, funkcję ogniwa galwanicznego Volty spełniają akumulatory, np. baterie 9-woltowe. Prąd stały galwaniczny wytwarzają również elektrostymulatory zasilane prądem zmiennym sieciowym, które mają odpowiednie obwody elektroniczne prostownicze.

Działanie biologiczne. Tkanki żywe pełnią funkcję przewodników jonowych, półprzewodników i izolatorów. Prąd stały przepływna w tkankach o najmniejszym oporze. Różnice w przewodnictwie zależą od uwodnienia oraz stężenia zawartych w nich elektrolitów. Największe przewodnictwo wykazuje płyn mózgowo-rdzeniowy, mniejsze zaś - osocze krwi, krew, mięśnie, wątroba, mózg, tkanka łączna i tkanka kostna. Źle przewodzą prąd elektryczny tkanka tłuszczowo i nerwy, natomiast wcale nie przewodzą warstwa rogowa suchej skóry, paznokcie i wdosy. W zabiegach z zastosowaniem prądu stałego istotne znaczenie ma opór zrogowaciałej warstwy naskórka. Opór tkanek położonych głębiej jest, ze względu na ich znaczne uwodnienie i obecność elektrolitów, zwykle nieznaczny. Przepływowi prądu stałego przez tkanki towarzyszy wiele zjawisk fizykochemicznych, a także fizjologicznych. Są to m.in.:

1.    Zjawiska elektrochemiczne. Są one związane z elektrolizą występującą w czasie przepływu prądu stałego przez elektrolity tkankowe. W czasie przeprowadzania zabiegu występują reakcje wtórne elektrolizy, które zachodzą w podkładzie (zwilżona flanela) oddzielającym elektrodę od skóry. Jeżeli używane są elektrody igłowe, to reakcje wtórne występujące w trakcie elektrolizy zachodzą między wodą a substancjami wydzielającymi się na tych elektrodach. Elektroliza jest procesem powstawania w elektrolicie, pod wpływem przepływu prądu stałego, swobodnych atomów i znajdujących się w nim jonów. Elektrodę ujemną (katodę) cechuje nadmiar elektronów, dodatnią (anodę) zaś - ich niedobór. Jony po dotarciu w polu elektrycznym do różnoimiennych elektrod ulegają przekształceniu w elektrycznie obojętne atomy lub cząsteczki. Jeśli reakcje te zachodzą w^r środowisku wodnym, jak to się dzieje w tkankach, to powstałe atomy i cząsteczki wchodzą natychmiast w reakcje z wodą. Gdy nie stosuje się podkładek wilgotnych pomiędzy skórą i elektrodami metalowymi, może dochodzić pod katodą do uszkodzenia skóry o charakterze martwicy, tzw. rozpływnej, a pod anodą - o charakterze martwicy koagulacyjnej. Spowodowanie uszkodzeń tkanek jest błędem w sztuce!

2.    Zjawiska elektrokinetyczne. Pod wpływem stałego pola elektrycznego dochodzi w nim do przemieszczania się pewnych struktur tkankowych i wody. Do