Tác dụng lâm sàng của điện phân dẫn thuốc

Lịch sử phát triển của điện phân dẫn thuốc

Điện galvanic, hay còn gọi là galvanism, xuất phát từ công trình của Luigi Galvani và Alessandro Volta vào cuối thế kỷ 18. Galvani phát hiện rằng kích thích điện có thể gây co cơ, dẫn đến khái niệm “điện động vật”, trong khi Volta phát minh ra đống Volta vào năm 1799, được coi là pin điện đầu tiên Galvanic Cell – Wikipedia. Một tế bào galvanic là thiết bị điện hóa chuyển đổi năng lượng hóa học thành điện năng thông qua phản ứng oxy hóa-khử tự phát, thường bao gồm hai điện cực kim loại khác nhau và dung dịch điện giải, được kết nối bằng cầu muối hoặc màng xốp. Ví dụ phổ biến là pin Daniell, sử dụng kẽm và đồng, như được mô tả trên Brilliant Math & Science Wiki. Trong y tế, dòng điện galvanic được hiểu là dòng điện một chiều với điện áp thấp, được sử dụng trong các liệu pháp như iontophoresis, như được giải thích trên ScienceDirect Topics.

Ưu điểm của điện phân dẫn thuốc.

Ion di – điện phân dẫn thuốc có nhiều ưu thế:

Khả năng phóng thích thuốc mạnh mẽ và lâu bền. Nên làm giảm khả năng lờn thuốc. Tốc độ vận chuyển ion phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như nồng độ ion, pH của dung môi, kích thước phân tử của chất hòa tan, mật độ dòng và thời gian điều trị.

Vì thuốc tập trung tại vùng điều trị và không hấp thụ qua đường tiêu hóa, giảm thời gian hấp thụ thuốc. Hơn nữa đưa thuốc qua da an toàn hơn cách tiêm chích thông thường.

Ion di qua da có thể đẩy thuốc với tốc độ không đổi. Nên nồng độ thuốc hiệu quả tại huyết tương có thể duy trì trong suốt thời gian điều trị với giá trị tối ưu. Nồng độ tối ưu là nồng độ nằm giữa giá trị tối thiểu (bắt đầu thể hiện tác dụng điều trị) và giá trị tối đa (bắt đầu xuất hiện tác dụng không mong muốn). Ion di cũng có thể vận chuyển các hợp chất trọng lượng phân tử cao và tích điện, vốn khó qua da theo cách thông thường.

Khi LeDuc lần đầu tiên mô tả kĩ thuật vào năm 1903 như một phương thức vận chuyển các hóa chất qua màng ngăn nhờ sức đẩy của dòng điện. Sau đó kỹ thuật được dùng trong điều trị, với sự phổ dụng lúc tăng lúc giảm. Thời gian gần đây, phương pháp trở nên phổ biến vì một số ưu điểm như không đau, vô khuẩn hoặc không xâm lấn.

Cần lưu ý rằng, hầu hết các loại thuốc dùng trong ion di đều đòi hỏi đơn bác sĩ. Và cũng cần phân biệt ion di với siêu âm di. Dù cả hai đều là các phương pháp đưa thuốc vào cơ thể. Siêu âm di là kỹ thuật dùng năng lượng sóng siêu âm để đưa các phân tử thuốc.

Ion hóa: Khi hòa tan muối vào trong nước, số muối này sẽ phân tách thành các ion Na(+) và Cl(-). Đó là hiện tượng ion hóa và dung dịch đó được gọi là điện giải. Khi cho dòng điện 1 chiều vào dung dịch điện giải thì nó sẽ di chuyển các ion về hướng cực đối diện. Tại thời điểm xét bất kỳ, điện cực có mật độ điện tử lớn hơn sẽ là điện cực âm. Ngược lại là điện cực dương. Các ion âm bị đẩy khỏi điện cực âm, được hút về điện cực dương và tạo nên phản ứng a-xít hóa. Ngược lại, ion dương sẽ hướng về điện cực âm và tạo nên sự kiềm hóa.

Cơ thể con người được xem là 1 khối chứa nước và muối (điện giải) được bao bọc bởi da. Thông thường da không hấp thụ nước nhưng dòng Galvanic có thể làm thẩm thấu các dụng dịch xuyên qua da từ cực (+) đến cực (-) và ngược lại để mang các ion vào trong cơ thể. 

Người ta áp dụng tính chất này để đưa các dược phẩm ở dạng dung dịch vào cơ thể bằng dòng điện 1 chiều Galvanic hoặc dòng điện 1 chiều có tần số trung bình là 8000Hz với chu kỳ 95%.

Ion di – điện phân dẫn thuốc dùng dòng điện để vận chuyển các ion vào trong cơ thể. Ion là các hạt mang điện dương hoặc âm. Qua ion hóa, các hợp chất hòa tan như a-xít, kiềm hoặc muối sẽ phân giải thành các ion trái dấu trong các dung môi thích hợp. Khi đó dung môi biến thành chất điện giải. Là chất có các dòng ion chuyển động. Ion sẽ dịch chuyển trong dung dịch tùy thuộc vào dòng điện tác dụng. Thuật ngữ ion di dùng để chỉ sự chuyển động của các ion trong dung dịch. Cơ chế hấp thụ thuốc khi đưa vào cơ thể bằng ion di hoàn toàn tương tự cơ chế hấp thụ khi đưa bằng các phương pháp khác..

Chuyển động của ion – điện phân qua da – tổ chức sinh học

Sức đẩy ion qua tổ chức sinh học do cường độ điện trường và điện trở mô quyết định. Cường độ điện trường do mật độ dòng qui định. Có thể thay đổi mật độ dòng khi thay đổi cường độ dòng điện. Hoặc khi thay đổi kích thước điện cực.

Khác với các phương pháp kích thích điện khác, khi điện cực tích cực là điện cực kích thước nhỏ hơn, nên có mật độ dòng lớn hơn. Trong ion di, điện cực tích cực là điện cực dùng để đẩy thuốc qua da. Lưu ý rằng, sự tích lũy các điện tích dương tại vùng thể tích nhỏ sẽ tạo nên phản ứng kiềm hóa có sức phá hoại mô lớn hơn so với phản ứng a-xít hóa. Do đó kích thước điện cực âm phải lớn hơn điện cực dương ít nhất hai lần để giảm mật độ dòng. Do đó giảm sự kiềm hóa. Ngay cả khi điện cực âm là điện cực tích cực. Vẫn phải duy trì tỷ lệ kích thước đó. Tuy nhiên trong thực hành, thường thấy cặp điện cực cùng kích thước.

Da và mô mỡ có độ dẫn điện kém, nên có điện trở lớn. Vì thế tại vùng nhiều mỡ, cần dùng cường độ dòng cao hơn, cho dù nguy cơ bỏng tại điện cực âm cũng có thể tăng theo. Tuy nhiên các tuyến mồ hôi làm giảm điện trở, do đó làm tăng khả năng dẫn điện và sự vận chuyển ion. Lỗ chân lông là con đường qua da chủ yếu của các ion trong ion di. Khi da tích nhiều chất điện giải và dòng máu tăng tại vùng điều trị, tổng trở tại vùng da dưới điện cực giảm đi rõ rệt. Ion di cần được xem là một phương pháp mang tính bề mặt, vì thuốc thấm sâu trực tiếp không quá 1 – 3 mm trong thời gian điều trị và không quá 1,5 cm trong vòng 12 – 24 giờ sau điều trị.

Lượng ion thấm vào tổ chức phụ thuộc vào cường độ hoặc mật độ dòng tại điện cực tích cực, thời gian điều trị và nồng độ ion trong dung dịch. Vì thế để tăng lượng ion tại vùng tác động, cần tăng cường độ dòng hoặc thời gian điều trị. Tuy nhiên khi thời gian tăng, điện trở da giảm đi nên khả năng bị bỏng cũng tăng lên. Và mặc dù nồng độ ion cũng có vai trò nhất định, thêm 1 – 2% vào mức tiêu chuẩn cũng không hiệu quả hơn so với các nồng độ nhỏ hơn.

Khi thấm qua da, các ion sẽ kết hợp với ion và gốc tự do có sẵn trong dòng máu để tạo thành các hợp thành mới có lợi cho điều trị.

Tác dụng của điện phân dẫn thuốc

Tác dụng của điện phân dẫn thuốc trong lâm sàng tùy thuộc vào thuốc được đưa vào cơ thể do đó chức năng điều trị rất rộng rãi và đa dạng. Người điều trị phải nắm đầy đủ thông tin về chỉ định, chống chỉ định và tác dụng phụ của thuốc trước khi bắt đầu điều trị.

• Bệnh lý viêm khớp, viêm đa khớp dạng thấp, sau chấn thương.
• Vôi hóa gân cơ.
• Viêm lồi cầu ngoài cánh tay, viêm chu vi vai, thoái hóa khớp.
• Viêm sưng mãn tính kháng thuốc.
• Gây tê tại chỗ.
• Kháng viêm – giảm đau.

Phòng ngừa và chống chỉ định trong điện phân dẫn thuốc.

Bỏng trong điện phân dẫn thuốc

Bỏng hóa học là vấn đề thường gặp nhất trong ion di – điện phân dẫn thuốc.  Do tác dụng của dòng điện một chiều hơn là do ion dùng trong điều trị. Dòng một chiều không đổi khi đi qua tổ chức sinh học sẽ dịch chuyển các ion. Do đó làm thay đổi độ pH của da. Bình thường giá trị pH da nằm giữa 3 và 4. Trong phản ứng a-xít hóa, pH giảm xuống dưới 3. Còn trong phản ứng kiềm hóa, pH lớn hơn 5.

Mặc dù bỏng hóa học có thể xảy ra tại bất cứ điện cực nào. Nhưng nó thường là kết quả của sự tích tụ natri hydroxit tại cực âm. Phản ứng kiềm hóa làm tiêu hủy tổ chức tại chỗ. Ban đầu vết bỏng sưng nề và có màu hồng. Sau chuyển sang màu xám. Giảm mật độ dòng bằng cách tăng kích thước điện cực âm có thể tránh được nguy cơ tiềm tàng đó.

Bỏng nhiệt cũng có thể xuất hiện tại điện cực tiếp xúc kém với da. Có nhiều nguyên nhân dẫn tới sự tiếp xúc kém, như lớp bao điện cực không đủ ẩm, bị xơ rách hoặc thủng, có khoảng hở giữa da và điện cực vùng mép ngoài điện cực… Trong quá trình điều trị, bệnh nhân không được tì đè lên điện cực. Vì có thể tạo sự thiếu máu tại vùng bên dưới điện cực. Thay vào đó, điện cực cần được buộc đủ chặt bằng dây thun, băng quấn dẻo hay đè bằng túi cát nhẹ. Cần lưu ý cả hai loại bỏng đều có thể điều trị bằng cách băng vết thương và dùng kháng sinh.

Dị ứng với ion trong điện phân dẫn thuốc

Dị ứng với loại ion được chọn khá hiếm thấy trong lâm sàng điện phân dẫn thuốc. Nhưng khi xuất hiện, hậu quả thường rất nghiêm trọng. Vì thể trước khi điều trị, cần hỏi kỹ bệnh nhân về các loại thuốc có thể gây dị ứng. Trong quá trình điều trị, thường xuyên theo dõi các dấu hiệu dị ứng tại chỗ và toàn thân.

Bệnh nhân dị ứng với aspirin có thể phản ứng với salicylate. Hydrocortisone tác động xấu trên bệnh nhân viêm hoặc loét dạ dày. Với bệnh nhân hen suyễn, cần tránh mecholyl. Không dùng đồng, kẽm, ma-nhê cho người dị ứng với kim loại. Người dị ứng với hải sản và người không chịu được kỹ thuật chụp X – quang thận – niệu quản cần tránh dùng i-ốt.

òng một chiều không đổi là lựa chọn truyền thống trong ion di. Kiểu dòng này đảm bảo sự dịch chuyển ion theo một chiều. Tuy nhiên bằng chứng lâm sàng cho thấy, dòng xoay chiều cũng có thể dùng để đưa thuốc, với hai ưu điểm chính là giảm nguy cơ bỏng da và tăng lượng thuốc trong thời gian điều trị. Dòng một chiều điện thế cao và dòng giao thoa không dùng trong ion di vì tính ngắt quãng và độ rộng xung quá nhỏ nên đẩy thuốc không hiệu quả. Tuy nhiên các dòng xung điều biến cũng có thể dùng để đẩy thuốc với một số thành công nhất định trên động vật thực nghiệm in vivo và in vitro.

Các loại thuốc hay sử dụng trong điều trị điện phân dẫn thuốc.

Một danh sách khá dài các mặt bệnh thích hợp với phương pháp ion di đã được Banga và Panus đưa ra năm 1998. Nói chung ion di thường dùng để điều trị viêm cơ xương khớp. Nó cũng được dùng để giảm đau, điều trị sẹo, lành vết thương, giảm phù nề, điều trị thiếu canxi và tăng tiết mồ hôi.

Yếu tố quyết định cuối cùng trong ion di là chọn đúng loại ion cần thiết cho từng trường hợp bệnh lý. Để hoạt chất có thể thấm qua da, nó cần hòa tan trong nước và trong mỡ. Nó cần tan trong nước để vẫn ở trạng thái ion hóa trong dung dịch. Tuy nhiên da người tương đối khó thấm nước, vì thế nó cần tan trong mỡ để có thể thấm vào các tổ chức dưới da. Các ion tập trung chủ yếu ở vị trí điện cực tích cực và được dòng máu chuyển dần đi, dẫn tới tác động mang tính hệ thống hơn.

Một số ion có xu hướng tạo các hợp thành không hòa tan, nên có độ thấm sâu kém. Các ion kim loại nặng như sắt, đồng, bạc và kẽm thuộc phạm trù này.

Phần lớn ion dùng trong ion di mang điện dương. Ion dương tập trung ở cực âm, tạo ra phản ứng kiềm hóa với việc hình thành natri hydroxit. Ion dương có tác dụng kháng vữa xơ, nên chúng làm mềm mô bằng cách giảm mật độ protein. Chúng được dùng để điều trị sẹo hoặc dính.

Ion âm tập trung tại cực dương và tạo sự a-xít hóa. Ion âm có tác dụng tạo cục vón và tăng mật độ protein trong mô. Một số ion âm có tác dụng giảm đau (như các salicylate).

 Dưới đây là danh sách các ion thường dùng trong điều trị.

Thuốc và liều lượng

Thiết bị ion di – điện phân dẫn thuốc

Có nhiều loại thiết bị ion di trên thị trường trang thiết bị y tế. Về nguyên tắc, bất cứ thiết bị điện xung trị liệu nào tạo được dòng một chiều không đổi đều có thể dùng để đẩy thuốc. Các thiết bị thường dùng pin, một số dùng điện lưới. Một số thiết bị dùng chế độ  điện thế không đổi, nên khi điện trở da giảm dần trong quá trình điều trị, cường độ dòng có thể tăng đến mức bỏng da. Do đó thiết bị cần có chế độ dòng không đổi để ngăn ngừa nguy cơ này. Vì mục tiêu an toàn, thiết bị cần có chế độ ngắt tự động khi tổng trở giảm xuống dưới một ngưỡng nào đó.

Thiết bị ion di cần có chế độ chỉnh cường độ trong dải 1 – 5 mA. Nó cũng cần có đồng hồ, với thời gian đặt tối đa 30 phút. Các điện cực cần đánh dấu rõ ràng và có công tắc đảo cực. Dây nối điện cực cần cách điện tốt và được kiểm tra thường xuyên.

Cường độ dòng điện điện phân dẫn thuốc

Trong thực hành, cường độ thấp có tác dụng đẩy thuốc tốt hơn cường độ cao, vì cường độ cao làm giảm tính thấm của da và mô dưới da. Các giá trị cường độ từ 3 mA tới 5 mA có tác dụng đưa thuốc tối ưu. Khi bắt đầu điều trị, cường độ dòng cần tăng đủ chậm đến khi người bệnh có cảm giác dòng rõ rệt. Nếu bệnh nhân thấy đau, cần giảm cường độ dòng. Kết thúc điều trị, cường độ cần giảm dần về 0 trước khi tháo bỏ điện cực ra khỏi cơ thể bệnh nhân.

Cường độ tối đa được xác định theo kích thước điện cực tích cực, sao cho mật độ dòng đạt mức 0,1 – 0,5 mA/cm2 tại bề mặt điện cực này.

Thời gian sử dụng điện phân dẫn thuốc

Thời gian điều trị nằm trong khoảng 10 – 20 phút, với giá trị trung bình khoảng 15 phút. Trong thời gian điều trị, bệnh nhân cần được thoải mái, không bị đau hoặc bỏng. Kỹ thuật viên điều trị cần quan sát da bệnh nhân sau mỗi 3 – 5 phút để phát hiện các dấu hiệu kích thích da. Do tổng trở da thường giảm trong quá trình điều trị, cần giảm dần cường độ một cách tương ứng để tránh nguy cơ đau và bỏng da.

Cần lưu ý rằng, có thể giữ nguyên điện cực tích cực tại vùng điều trị trong vòng 12 – 24 giờ để tăng cường tác dụng ban đầu, nếu điều kiện thực tế cho phép.

Liều lượng thuốc sử dụng điện phân

Liều lượng trong phương pháp ion di được biểu diễn bằng đơn vị mA-phút. Liều tổng cộng (mA-phút) được tính bằng cách lấy cường độ dòng điện (tính bằng mA) nhân với thời gian điều trị (tính bằng phút). Chẳng hạn:

            Liều lượng 40 mA-phút  =  Cường độ dòng 4 mA  x  Thời gian điều trị 10 phút

                                                   =  Cường độ dòng 5 mA  x   Thời gian điều trị 8 phút

            Liều lượng thường dùng trong ion di là 40 mA-phút, với dải phân bố nằm trong khoảng 0 – 80 mA-phút.

Điện cực 

Dòng một chiều không đổi được đưa vào cơ thể bệnh nhân qua các điện cực tiêu chuẩn. Điện cực có thể mượn từ các thiết bị kích thích điện khác hoặc được thiết kế riêng cho mục tiêu đẩy thuốc.

Các điện cực truyền thống có thể bằng đồng, thiếc hoặc bạc và được bọc trong bọt biển, khăn hoặc gạc để tránh tiếp xúc trực tiếp với da. Các lớp bọc đó được tẩm dung dịch ion hóa chứa hoạt chất điều trị. Nếu chất chứa hoạt chất có dạng kem, cần bôi kem trực tiếp trên da. Tiếp theo, đặt gạc tẩm nước hoặc saline lên vùng bôi kem và đặt điện cực lên trên tấm gạc.

Điện cực chuyên dụng thường đi kèm với thiết bị ion di. Nó có một khoang nhỏ chứa dung dịch ion, bao bên ngoài bằng một màng bán thẩm (hình 5.3). Nó có thể tự dính trên da. Ưu điểm lớn của điện cực chuyên dụng là có thể giúp loại trừ các sai sót mà kỹ thuật viên thường gặp khi chuẩn bị các điện cực truyền thống.

Đảo bảo đúng kĩ thuật khi sử dụng điện cực trong vật lý trị liệu

Với bất cứ loại điện cực nào, phải đảm bảo sự tiếp xúc tối đa với da. Cần vệ sinh da trước khi gắn điện cực. Tuyệt đối không làm rách da, vì da rách có điện trở nhỏ nên dễ bị bỏng. Hết sức thận trọng khi áp dụng phương pháp tại các vùng da giảm cảm giác.

Khi điện cực đã sẵn sàng, nó trở thành điện cực tích cực. Nối điện cực tích cực với thiết bị ion di, sao cho sự phân cực của nó trùng với sự phân cực ion trong dung dịch. Điện cực thứ hai cũng được bọc trong gạc tẩm nước, saline hoặc các chất lỏng dẫn điện mà nhà sản xuất khuyên dùng. Cả hai cần được gắn đủ chặt vào da để tránh gây bỏng điện. Chúng chỉ được nối với thiết bị ion di đang tắt và nút điều chỉnh cường độ tại vị trí 0 mA. Kết thúc điều trị, cần giảm dần cường độ về 0 và tắt máy trước khi tháo điện cực ra khỏi cơ thể người bệnh.

Kích thước và hình dạng điện cực có thể thay đổi mật độ dòng và diện tích vùng tác động. Điện cực nhỏ tạo mật độ dòng lớn và dùng để điều trị các tổn thương khu trú. Điện cực lớn thường dùng cho các trường hợp khó xác định chính xác vị trí cần tác động.

Cần lưu ý cách đặt điện cực. Hai điện cực (+) và (-) cần đặt cách nhau một khoảng cách tối thiểu bằng kích thước điện cực tích cực. Có nhà nghiên cứu còn đưa ra khoảng cách lớn tới 45 cm. Khi khoảng cách giữa hai điện cực tăng, mật độ dòng tại các lớp bề mặt giảm đi, do đó giảm nguy cơ gây bỏng.

TỔNG KẾT:

1. Ion di – điện phân dẫn thuốc là phương pháp đưa thuốc vào cơ thể bằng dòng điện một chiều không đổi (Galvanic). Ngoài dòng Galvanic, điện xung trị liệu có rất nhiều dòng điện khác nhau cho hiệu quả điều trị khác nhau từ giảm đau, giãn cơ, kháng viêm tới kích thích thần kinh cơ cho các cơ còn và mất chi phối thần kinh. Trong bài viết điện xung trị liệu có tác dụng gì? Sử dụng đúng cách hiệu quả 2025 sẽ cung cấp đầy đủ thông tin giúp các bạn nắm rõ
2. Cách di chuyển của ion trong dung dịch là cơ sở của phương pháp. Ion dương thâm nhập cơ thể từ cực dương; còn ion âm từ cực âm.
3. Sức đẩy ion do cường độ điện trường và tổng trở mô quyết định.
4. Lượng ion thâm nhập mô do cường độ hoặc mật độ dòng tại điện cực tích cực, thời gian điều trị và nồng độ ion trong dung dịch qui định.
5. Dòng một chiều không đổi là lựa chọn ưu tiên để đảm bảo sự vận chuyển ion theo  chiều đã chọn.
6. Điện cực dùng trong  ion di có thể là điện cực truyền thống hoặc điện cực chuyên dụng.
7. Quan trọng nhất trong ion di là chọn đúng loại ion cho mục tiêu điều trị cụ thể.
8. Ion di thường dùng để điều trị viêm cơ xương khớp, giảm đau, điều trị sẹo, lành vết thương, phù nề, thiếu canxi và tăng tiết mồ hôi.
9. Tai biến thường gặp nhất trong ion di là bỏng hóa học, do dòng điện hơn là do các ion dùng trong điều trị.