Оценка безопасности и эффективности применения метода лазерно-индуцированной флуоресценции для диагностики состояния тканей и культур клеток

• Автор: Фатюхина, Ольга Евгеньевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Кольцово
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Применение энергии лазерного излучения в медицине

1.1.1. Флуоресцентная диагностика основные принципы

1.1.2. Основные хромофоры

1.2. Использование лазерноиндуцированной флуоресценции в биомедицинской диагностике

1.3. Механизм действия лазерного излучения УФдиапазона на биологические объекты

1.4. Культура клеток как модель для изучения воздействия лазерного излучения УФдиапазона
1.4.1. Свойства и преимущества клеточной культуры как экспериментальной модели. Область применения

1.4.2. Примеры использования культур клеток для изучения

возможностей лазерной терапии и диагностики

1.5. Заключение
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Культуры клеток
2.2. Лабораторные животные
2.3. Материалы Методы
2.4.1. Лазерноиндуцированиая флуоресценция
2.4.2.Метод диэлектрофореза
2.4.3 Метод фотоаффинной модификации белков
2.4.4. Метод определения жизнеспособности клеток
2.4.5. Метод измерения уровня карбонильных соединений
2.4.6. Световая микроскопия
2.4.7. Электронная микроскопия
2.4.8. Иммуноферментный анализ цитокинов
2.4.9. Кариологический анализ
2.4 Статистические методы исследования
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Оценка эффективности метода ЛИФ на модели различных культур
клеток i vi
3.1.1. Создание биологической модели i vi, пригодной для исследования спектров ЛИФ. Разработка метода выращивания, перевиваемых культур клеток, составляющих ткани сердца
3.1.2. Создание i vi модели патологических и здоровых состояний паспортизованных клеточных культур
3.2. Использование метода ЛИФ для оценки состояния клеточной культуры
3.2.1. Исследование спектров ЛИФ тканей и клеток в зависимости от длины волны и дозы лазерного излучения.
3.2.2. Получение спектров ЛИФ первичных клеток сердца свиньи и перевиваемых культур 9 и V с разной жизнеспособностью
3.2.3. Влияние излучения эксимерного лазера Х.8 нм на спектры
ЛИФ культур клеток
3.3. Оценка безопасности метода лазерноиндуциронанной
флуоресценции
3.3.1. Исследование состояния облученных и контрольных клеток человека методом фотоаффинной модификации белков
3.3.2. Исследование содержания продуктов псрекисного окисления липидов в питательной среде, облученных фибробластов человека
3.3.3. Влияние разных доз облучения эксимерным лазером и8 нм на морфологические характеристики диплоидной культуры
фибробластов человека. Световая микроскопия
3.3.4. Влияние разных доз облучения эксимерным лазером А8 нм на морфологические характеристики диплоидной культуры
фибробластов человека. Электронная микроскопия
3.3.5. Использование иммуноферментного анализа для оценки 0 состояния клеточной культуры при облучении КгР эксимерным лазером
3.3.6. Использование кариологического анализа для оценки состояния 2 клеточной культуры при облучении КгРэксимерным лазером
3.3.7. Электрические и вязкоупругие свойства эритроцитов после облучения КгР эксимерным лазером
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
ЖМ желудочки миокарда
ИЛ 8 интерлейкин
ИНФа интерферон альфа
ИНФг интерферон гамма
ИФА иммуноферментный анализ
КРС сыворотка крупного рогатого скота
КС карбонильные соединения
ЛИФ лазерноиндуцированная флуоресценция
НПЭП неоднородное переменное электрическое
ПЗС прибор с зарядовой связью
ПОЛ перекисное окисление липидов
УФизлучение ультрафиоле товое излучение
УФО ультрафиолетовое облучение
ФНОа фактора некроза опухолей альфа
ФЭК фотоэлемент коаксиальный
ФЭУ фотоэлектронный умножитель
ЭОП электроннооптический преобразователь
ЭПР эндоплазматический ретикулум
ЭРО эксцизионная репарация оснований
ЭТ эндотелий
КгР криптон ф горовый
ИАОН никотинамид аденин динуклеотид
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Прогресс многих областей медицины обусловлен применением уже более сорока лет лазерного излучения. За это время сформировались три основных направления лазерной медицины, использующие различный диапазон длин волн и, соответственно, различное биологическое воздействие на органы и ткани i . Лазерная хирургия, предполагающая применение лазеров высокой мощности, стала одной из наиболее развитых и перспективных отраслей использования этого нового источника энергии. Благодаря своей возможности создавать излучение с высокой плотностью энергии, лазер превзошел все существовавшие ранее хирургические инструменты Петренко П. П., i . Сегодня лазеры самых разных типов используются для достижения целей, однако, как правило, речь идет о так называемой хирургии с минимальным вмешательством, то есть о бесконтактных и бескровных хирургических процедурах Гейниц , . В., , катаракты, заболеваний сетчатки глаза Богабекова Т. К., Георгиев В. Б., . В., . В стоматологии лазеры находят свое применение как замена привычных механических бормашин для лечения инфекций канала зубного нерва Кунин , , в комплексном лечении начального кариеса Шелковникова С. Г., . Расулов Г. М., . Помимо этого, лазеры используются в гастроэнтерологии v . Минкевич К. В., . Кульчавеня Е. В., i . Утц С. Р. и др. Тучин , , ревматологии i . Ето , . Низкая мощность лазерного излучения позволяет достигать хороших результатов в лечении заболеваний крови М. Шабалин В. Н. . Петрищева Н. Н. и др. Мчедлидзе М. Ю. и др. Кроме терапевтического и хирургического применения лазеры могут быть использованы для диагностики. Лазерные методы диагностики благодаря своей простоте в эксплуатации, информативности, надежности, быстроте и неинвазивности активно применяются для определения состояния ткани норма или патология, границ между больными и здоровыми тканями. В частности, лазерноиндуцированная флуоресценция используется для оценки состояния внутренних органов, органов трансплантатов, аллографтов. Ларионов П. М. и др. Потапенко М. М., . Флуоресценцией называется спонтанное излучение с возбужденных электронных уровней, излучательный переход которого происходит между уровнями с одинаковой мультиплетностыо, и характеризуется малым
временем жизни с. Одним из способов получения флуоресценции является возбуждение ее лазерным излучением. Флуоресценция, вызванная таким образом, называется лазерноиндуцированной ЛИФ. Длина волны испускаемого излучения, как правило, не равна длине волны возбуждающего излучения. В частности, хорошо известно свойство белков и входящих в его состав аминокислот флуоресцировать под воздействием УФ излучения Приезжаев Ф. В. и др. Демченко П. Черницкий ЕЛ. Имеются работы, в которых показана лазерноиндуцированная флуоресценция экстрогенов и андрогенов Мешалкин Ю. П. и др. Это явление может быть положено в основу метода определения состава, состояния и наличия изменений в биологических тканях для медикодиагностических целей. Большинство молекул, составляющих биологические вещества многоатомные и имеют большое число близко расположенных электронных энергетических уровней, Зп6 основных колебаний на каждом электронном терме. Все это приводит к большому перекрыванию энергетических уровней, что оказывает сильное влияние на физику процессов Маслов , . Например, возрастает роль безизлучательных переходов, таких, как внутренняя и интеркомбинационная конверсии. Однако в многоатомных молекулах характерные процессы поглощения и излучения можно приписать определенным группам атомов хромофорам. Существует два основных типа хромофоров двухатомные и многоатомные например, бензольное кольцо. В молекуле может находиться несколько таких хромофорных групп, и спектральные особенности флуоресценции во многом определяются процессами передачи возбуждения от одной хромофорной группы в составе данной молекулы к другой. Это может быть резонансный перенос энергии дипольдипольное и т. Шпольский Е. В., . В живых же тканях в основном присутствуют не просто многоатомные молекулы, а очень сложно организованные полимеры Субботин Д. В., .