Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине

Вид материала

Программа

Содержание Н. С. Кульберг, А. Б. Елизаров, Т. В. Яковлева, Ю. Р. Камалов 3. Приборы и материалы медицинского назначения, новые лекарственные препараты 3.1. Приборы и материалы В.Т.Калинников, Н.А.Захаров, Ж.А.Ежова, Е.М.Коваль, К.В.Скибинский

Подобный материал:

• Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные, 9808.28kb.
• Распоряжение Президиума ран от 23 сентября 2008 г. №10104-653 "Об утверждении Порядка, 422.29kb.
• Тезисы докладов, 4952.24kb.
• Тезисы докладов, 3726.96kb.
• Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки медицине, 320.86kb.
• Программа фундаментальных исследований Президиума ран, 3259.61kb.
• Программа фундаментальных исследований президиума ран «Биоразнообразие» 2005-2008,, 173.94kb.
• Программа отчетной конференции по программе фундаментальных исследований Президиума, 123.52kb.
• Всероссийский симпозиум «Экология мегаполисов: фундаментальные основы и инновационные, 8.63kb.
• Научный журнал "Вопросы филологии" Оргкомитет: Сопредседатели, 47.73kb.

НОВЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ДАННЫХ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕДИЦИНСКОГО СКАНИРОВАНИЯ

Н. С. Кульберг¹⁾, А. Б. Елизаров¹⁾, Т. В. Яковлева¹⁾, Ю. Р. Камалов²⁾

¹⁾Вычислительный центр имени А.А. Дородницына РАН. ²⁾ГУ Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского РАМН

Дифференциация тканей представляет собой наиболее насущную за-дачу, решить которую призвана медицинская ультразвуковая интроско-пия. В настоящее время главным отображаемым параметром при ультра-звуковом исследовании является интенсивность принимаемых сигналов. Информация о фазе сигналов, как правило, не используется (за исключе-нием доплеровских режимов). Анализ интенсивности сигналов не позво-ляют эффективно оценивать целый ряд важнейших патологий в мягких тканях. Поиск новых подходов к ультразвуковой дифференциации тканей активно ведется как фирмами-производителями диагностического обору-дования, так и научно-исследовательскими коллективами во всем мире.

Известно, что наличие патологии приводит к существенным изменениям в структуре паренхимы пораженного органа. Влияние этих изменений на отражаемые ультразвуковые сигналы проявляется в изменении не только их интенсивности, но также спектральных и статистических характеристик. Для дифференциации тканей нами были использованы оригинальные методы оценки и отображения локальных спектральных характеристик принимаемых сигналов. Аналогичные подходы для задач медицинской ультразвуковой интроскопии, насколько нам известно, никем не предлагались. Были разработаны алгоритмы оценки локальных спектральных свойств изображения, основанных на использовании оконного преобразования Фурье. Для повышения точности спектральных оценок использовались методы пространственной фильтрации с последующей некогерентной обработкой сигналов.

Для оценки влияния вида биологической ткани на отдельные спектральные характеристики отраженного сигнала (несущая частота, ширина полосы спектра и др.) были проведены клинические испытания на базе РНЦХ РАМН. В ходе испытаний было установлено, что дополнительные параметры исследования ультразвукового изображения позволяют в определенных пределах судить о степени физической плотности изучаемого объекта, что невозможно при использовании стандартных ультразвуковых методик. Эти новые возможности имеют существенные перспективы при обследовании пациентов с хроническими диффузными поражениями печени, хроническим холангитом, холе- и холангиолитиазом, а также при опухолевых заболеваниях печени.

3. Приборы и материалы медицинского назначения, новые лекарственные препараты

3.1. Приборы и материалы

НОВЫЕ НАНОРАЗМЕРНЫЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ ИМПЛАНТАТОВ НА ОСНОВЕ БИОСОВМЕСТИМЫХ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ И БИОПОЛИМЕРОВ

В.Т.Калинников, Н.А.Захаров, Ж.А.Ежова, Е.М.Коваль, К.В.Скибинский

Институт общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова, Москва

Разработаны методы направленного синтеза путем осаждения из водных растворов биосовместимых наноразмерных органоминеральных композитов (ОМК) для медицинских имплантатов на основе аналога неорганической компоненты костной ткани млекопитающих – гидроксиапатита кальция Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ (ГА) и биополимеров природного происхождения – каррагинана (КАР) (продукт переработки морских водорослей) и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ).

С использованием методов физико-химического анализа (химический анализ, РФА, ИКС, ДТА, ДТГ, ЭСХА, сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия) и биохимических исследований in vitro и in vivo (взаимодействие со стандартными тестовыми препаратами, реакции белой крови) изучено влияние условий синтеза (состава и типа прекурсоров, гидродинамических и тепловых характеристик процесса синтеза, степени кислотности реакционной среды, количества введенной органической фракции и др.) и последующей обработки (термические воздействия; тепловые, химические и радиационные стерилизующие факторы) на физико-химические и биохимические характеристики продуктов синтеза – биокомпозитов ГА/КАР, ГК/КМЦ.

Установлено, что продукты синтеза (ОМК ГА/КАР, ГА/КМЦ) при высушивании на воздухе приобретают прочность, сопоставимую с прочностью керамики и нативной кости. Размеры нанокристаллов (НК) неорганической фазы ОМК (ГА) близки по размерам к размерам кристаллов нативной кости (14-60 нм), имеют вытянутую вдоль оси «с» форму с отношением длин элементарной ячейки вдоль осей с/а>3 и агломерированы в блоки (50-300 нм) предположительно за счет взаимо-действия с гидроксильными (ОН^-) и сульфатными (в случае КАР) (О₃SO^-) группами биополимера. Взаимодействие в условиях синтеза в исследован-ной органоминеральной системе, во многом моделируя картину биоминерализации биосовместимых фосфатов кальция в естественных условиях живого организма, приводит к образованию ОМК, сходного по физико-химическим характеристикам с нативной костью (характеристики НК ГА, термические эффекты ОМК при нагревании и т.д.).

Выводы о биохимических и медико-биологических характеристиках (биологическая активность, аллергическая и антиинфекционно-бактериальная реакция, токсичность) изученных ОМК сделаны на основе исследования изменения общего числа лейкоцитов и количества отдельных лейкоцитарных форм (эозинофилы, палочкоядерные нейтрофилы, сегментоядерные нейтрофилы, лимфоциты) в периферической крови крыс при внутрибрюшинном введении ОМК. Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод о том, что ОМК ГА/КАР, ГА/КМЦ не являются аллергенами, не токсичны, обладают биологической активностью и представляют интерес для создания на их основе костных имплантатов.

Синтез ОМК ГА /КАР проводили с использованием КАР, полученного в Институте биоорганической химии ДВЦ РАН (И.М. Ермак). Исследования биохимических и медико-биологических характеристик ОМК выполнены совместно с Самарским государственным медицинским университетом (И.М.Байриков, П.Г.Мизина, В.Е.Кузьмина).

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку исследований Программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине».