СОВРЕМЕННЫЕ БИОИНЖЕНЕРНЫЕ И ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ 

ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ 

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования 

Саратовский государственный технический университет 

имени Гагарина Ю.А. 

СОВРЕМЕННЫЕ БИОИНЖЕНЕРНЫЕ 

И ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ 

Сборник материалов 

Международной молодежной научной школы, 

в рамках фестиваля науки 

(мероприятие 2.1 «Организация и 

проведение Всероссийских и Международных 

молодежных научных конференций и школ» 

федеральной целевой программы 

«Научные и научно-педагогические кадры 

инновационной России» 

на 2009-2013 годы) 

(Гос.контракт 14.741.11.0367 от 28.08.2012г.) 

Научная книга 

Саратов 2012 

1

18 сентября 2012, г. Саратов 

ББК 30.615 

56.6 

С56 

УДК 573.6; 57.089:616-7; 61:57 

С56 

Современные биоинженерные и ядерно-физические технологии в медицине: сборник 

материалов Международной молодежной научной школы. 18 сентября 2012г. – Саратов: 

ООО «Издательство Научная книга», 2012. – 247 с. 

ISBN 978-5-9758-1417-3 

В сборнике представлены материалы Международной молодежной научной школы 

«Современные биоинженерные и ядерно-физические технологии в медицине» в рамках 

мероприятия 2.1 «Организация и проведение Всероссийских и Международных молодежных 

научных конференций и школ» федеральной целевой программы «Научные и научнопедагогические 

кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, проходившей 18 сентября 

2012 года в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. в 

соответствии с приказом СГТУ № 683-П от 31.08.2012. 

Основными целями молодежной научной школы и конкурса в ее рамках являлись 

создание условий для эффективного воспроизводства научных и научно-педагогических кадров 

и закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий; сохранение 

преемственности поколений в науке и образовании за счет улучшения качественного состава 

научных и научно-педагогических кадров; эффективная мотивация научно-исследовательской 

деятельности молодежи; создание системы стимулирования притока молодежи в сферу науки, 

образования и высоких технологий; расширение связей между субъектами научной и 

образовательной деятельности, а также между секторами науки, образования и высоких 

технологий; активация механизмов интеграции науки и образования. 

Сборник предназначен для широкой аудитории читателей, в частности студентов, 

аспирантов, магистрантов, молодых ученых, интересующихся проблемами биоинженерии. 

Организационный комитет: 

проф. Сытник А.А., проф. Давиденко О.Ю., проф. Лясникова А.В., 

проф. Лясников В.Н., проф. Синицын Н.И., проф. Гусаров В.В., проф. Селищев С.В., 

проф. Вениг С.Б., проф. Елинсон В.М., проф. Фетисов Г.П., проф. Стаффорд О., 

проф. Ромбах В., проф. Сайдахмедов Р.Х., проф. Руденская Н.А., доц. Чекан Н.М., 

проф. Сироткин О.С., проф. Мерсон Д.Л., проф. Адаменко Н.А., проф. Лепилин А.В., 

проф. Каменских Т.Г., проф. Скрипаль А.В., доц. Суетенков Д.Е., проф. Бровкова М.Б., 

проф. Рогачева С.М., проф. Тихомирова Е.И., проф. Зимняков Д.А., доц. Аскарова А.Х., 

доц. Дударева О.А. (отв. секретарь). 

УДК 573.6; 57.089:616-7; 61:57 

ББК 30.615; 56.6 

Ответственность за содержание и достоверность сведений, 

представленных в материалах конференции, возлагается на авторов. 

© Саратовский государственный 

технический университет 

имени Гагарина Ю.А., 2012 

ISBN 978-5-9758-1417-3 © Авторы статей, 2012 

2



СОДЕРЖАНИЕ 

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЕГУЛЯЦИИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 

ЧЕЛОВЕКА 

О.И. Дралина .............................................................................................................. 9 

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ВО ФТОРОПЛАСТОВЫХ 

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ И ПОЛИМЕРНЫМ 

НАПОЛНИТЕЛЯМИ ПРИ УДАРНО-ВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКЕ 

И.В. Сергеев, А.С. Рыбин .........................................................................................14 

СПЕКТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ В 

ДИАГНОСТИКЕ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ 

В.С. Сидельникова....................................................................................................17 

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ТЕРАПИИ В ЛЕЧЕНИИ 

ТРАВМАТИЧЕСКИХ КЕРАТИТОВ И ОСТРЫХ ИРИДОЦИКЛИТОВ 

Р.В. Калмыков...........................................................................................................19 

DEVELOPMENT OF EXPERT SYSTEM PHARMEXS FOR PURCHASING OF FIRST 

AID MEDICINE AGAINST COLDS 

O. Dolinina, D. Sokolov ..............................................................................................21 

ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ В 

ГИДРОКСИАПАТИТ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ, СОДЕРЖАЩЕМ ФОСФАТ-ИОНЫ 

Х. Метвалли, О.А. Иноземцева, Ю.И. Свенская, А. А. Скопцов, 

А.М. Захаревич, В.С. Аткин, Б. В. Парахонский, Д.А. Горин...............................28 

ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРНЫЕ 

ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛИАКРИЛАТА 

С.М. Залина, М.У. Хашиева.....................................................................................29 

ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ 

МАТЕРИАЛОВ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА С ПОЛИОКСИБЕНЗОИЛОМ 

И.В. Лупиногин, В.В. Монахова ..............................................................................32 

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА ПРИ 

ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКЕ 

А.Э. Герасимук ..........................................................................................................33 

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕМБРАН ИЗ 

ХИТОЗАНА 

П.С. Ерохин, М.Н. Киреев, Н.П. Коннов, Д.В. Уткин............................................34 

ТЕХНОЛОГИЯ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО- 

СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 

М.И. Бабаева..............................................................................................................38 

ЛАЗЕРЫ В КОСМЕТОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ 

Д.В. Глинов................................................................................................................40 

МУЛЬТИРЕГРЕССИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРОГНОЗИРОВАНИИ 

НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ИСХОДОВ БЕРЕМЕННОСТИ 

Е.О. Ена......................................................................................................................43 

НЕИНВАЗИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ 

СУБЪЕКТОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ 

В.В. Грызунов, И.В. Грызунова, А.Г. Кузьмин ......................................................47 

ДИНАМИЧЕСКИЙ ИНТРАОПЕРАЦИОННЫЙ ФИБРОБРОНХОСКОПИЧЕСКИЙ 

КОНТРОЛЬ 

В.В. Грызунов, И.В. Грызунова ...............................................................................48 

ПРЕЦИЗИОННЫЙ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ СПИРОМЕТР 

Е.М. Цуркина ............................................................................................................50 

3


МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРНЫХ АППАРАТОВ В ЭКОЛОГИКО- 

ЭКОНОМИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ 

А.С. Петухов ..............................................................................................................53 

АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СТУДЕНТОВ ФИЗИКО- 

ТЕХНИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА КУБАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО 

УНИВЕРСИТЕТА 

В.А. Фёдорова ............................................................................................................55 

БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ЛЕТЧИКА ВО 

ВРЕМЯ ПОЛЕТА В АВИАЦИОННОЙ, ВОЕННО-АВИАЦИОННОЙ И 

ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЕ 

Н.Н. Гусева ................................................................................................................58 

ПОРТАТИВНЫЙ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС, 

ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В АВИАЦИОННОЙ МЕДИЦИНЕ 

А.Д. Грибанов ............................................................................................................62 

ВИЗУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ БОЛЬНОГО В ПРОЦЕССЕ 

ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ 

Э.Д. Якупова ..............................................................................................................64 

ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ СБОРА ПЕРВИЧНОЙ 

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНОЙ 

ТОМОГРАФИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ 

А.В. Киреев ................................................................................................................65 

ВИРТУАЛЬНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИХ 

СИГНАЛОВ ПРИ ОЦЕНКЕ ДИНАМИКИ ПРОТЕКАНИЯ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ 

ПРОЦЕССОВ ПРИ ГНОЙНОМ ГАЙМОРИТЕ 

Ю.А. Кривоногова ....................................................................................................68 

ДЖОУЛЬМЕТРИЧКИЙ МЕТОД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ 

ПРИЗНАКОВ ПРИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ ПАНКРЕОНЕКРОЗЕ 

Н.В. Шпенглер, С.П. Кравцова................................................................................73 

БЕСКОНТАКТНЫЙ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ СЕРДЦЕБИЕНИЯ И ДЫХАНИЯ 

ПАЦИЕНТА В КОМПЛЕКСНОЙ МАГНИТОТЕРАПИИ 

Е.О. Путилин .............................................................................................................75 

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НАНОЧАСТИЦ 

КОЛЛОИДНОГО ЗОЛОТА С ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ КРАСИТЕЛЕМ РОДАМИНОМ 

В, ЛЕЖАЩИХ В ОСНОВЕ ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДНК 

Т.Е. Пылаев, Е.К. Волкова, В.И. Кочубей, В.А. Богатырев, Н.Г. Хлебцов ........79 

ЛАЗЕРНАЯ ДОПЛЕРОВСКАЯ ФЛОУМЕТРИЯ ГОРТАНИ 

Е.С. Краснова ............................................................................................................81 

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО АВТОДИННОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ НАНОСМЕЩЕНИЙ 

В ДИАГНОСТИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ УХА 

Г.О. Мареев................................................................................................................83 

СОЗДАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО 

ОКСИДИРОВАНИЯ НА МЕДНЫХ ДЕТАЛЯХ МЕДИЦИНСКИХ ПРИБОРОВ 

В.А. Кошуро, Г.Г. Нечаев, А.В. Лясникова ............................................................86 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОТОКСИКАНТОВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ 

А. Ф. Серикова ..........................................................................................................88 

БИОКЕРАМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА 

ИМПУЛЬСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 

С.В. Телегин ..............................................................................................................90 

МОДЕЛЬ ВЛИЯНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА НА ПРОЦЕССЫ ПРОТЕКАЮЩИЕ НА 

ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ПРИ МИКРОДУГОВОМ ОКСИДИРОВАНИИ 

4



Ю.Ю. Богдан, И.Б. Кучмин......................................................................................93 

ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ 

СВЕЛЛИНГОВЫХ СЛОЕВ ИОННО-ИМПЛАНТИРОВАННОГО ТИТАНА 

Е.Д. Перинская, Ю.И. Пугаченко............................................................................95 

ПОВЫШЕНИЕ АДАПТАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА ПРИ 

ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ 

Е.В. Забанова .............................................................................................................98 

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА КОЛЕБАНИЙ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО 

КРОВОТОКА 

А.А. Сагайдачный, Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, А.В. Фомин ...........................101 

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО 

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В БИОХИМИЧЕСКОЙ 

ТЕХНОЛОГИИ 

Т.В. Холкина............................................................................................................104 

ПРИМЕНЕНИЕ ОТКРЫТЫХ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА 

ВОЗДУХА 

И.В. Горохов ............................................................................................................110 

ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И 

СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ФОФСФАТОВ КАЛЬЦИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ 

ВЧ-МАГНЕТРОННЫМ ОСАЖДЕНИЕМ 

И.Ю. Грубова, М.А. Сурменева, А.А. Иванова ....................................................114 

АНАЛИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И 

ШКОЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПО ЭКОЛОГИИ В УКРАИНЕ 

М.А. Безлюдная .......................................................................................................117 

ВАРИАЦИОННОЕ ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ 

ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ НОВОГО ОТЕЧЕСТВЕННОГО 

РАДИОФАРМПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ 188 Re 

О.П. Александрова, А.Н. Клёпов, В. В. Каныгин ..............................................120 

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ОНКОГЕМАТОЛОГИИ 

Е.Ю. Игушева..........................................................................................................123 

МОНОМЕРЫ ГАЛОГЕНОУРАЦИЛОВ. АНАЛИЗ СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИХ 

МОДЕЛЕЙ БИОМОЛЕКУЛ 

Е.А. Джалмухамбетова, М.Д. Элькин, О.М. Алыкова, В.В.Смирнов ................126 

ОЦЕНКА АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ БИОКИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ 

СИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ КОМАРОВ) 

А.Ф. Махмудова ......................................................................................................129 

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОТИВОТРАВМАТИЧЕСКОГО ГЕЛЯ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ 

ПОСТПРИСТАВОЧНЫХ РЕАКЦИЙ В ГИРУДОТЕРАПИИ 

А.Г. Авакян, Т.Г. Авакян .......................................................................................133 

АДАПТОГЕННЫЕ СВОЙСТВА «ПИЯВИТА» ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ 

НАГРУЗКАХ 

А.Г. Авакян, Е.В. Забанова ....................................................................................135 

РЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ И РАССЕЯНИИ 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ТИТАНОВЫМ НАНОПЛАСТИНАМИ 

Е.А. Исаева, Д.А. Зимняков, А.В. Гороховский, Е.В. Третьяченко ...................138 

СПЕКЛ-КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 

НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ И МИКРОСТРУКТУРИРОВАННЫХ СРЕД 

А.А. Исаева ..............................................................................................................141 

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ БИОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 

С.А. Покатилов, А.Н. Омельченко ........................................................................144 

5


РАЗРАБОТКА МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОГО НАНОКОМПОЗИТНОГО ЗАЩИТНОГО 

МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ОФТАЛЬМОАППЛИКАТОРЕ 

А.Н.Бычков .............................................................................................................146 

ПОДАВЛЕНИЕ АРТЕФАКТОВ ДВИЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛАХ НА 

ОСНОВЕ РАЗЛОЖЕНИЯ ПО ЭМПИРИЧЕСКИМ МОДАМ 

Т.А. Нестеренко.......................................................................................................149 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА 

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОГО ВОЗДУХА 

А.Н. Варнавский, А.В. Фочкин..............................................................................152 

ЧРЕСКОЖНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНЕЙРОСТИМУЛЯЦИЯ 

ИНТРАОКУЛЯРНЫХ МЫШЦ ГЛАЗА В ПРОФИЛАКТИКЕ ГЛАУКОМЫ 

И. В. Бакуткин.........................................................................................................155 

СПЕКЛ-КОРРЕЛЯЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ МИКРО- И НАНОПОРИСТЫХ 

МАТЕРИАЛОВ 

С.П. Чекмасов, И.В. Потоцкий ..............................................................................158 

АКТИВНАЯ ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМОГРАФИЯ: НОВЫЙ ПОДХОД К ДИАГНОСТИКЕ 

МИКРОКАПИЛЛЯРНОГО КРОВОТОКА И МАССОПЕРЕНОСА В ПОРИСТЫХ 

СРЕДАХ 

С.А. Ювченко, М.В. Алонова.................................................................................161 

ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ РЯДА ПОЛИМЕРНЫХ 

ВОЛОКОН ПО ОТНОШЕНИЮ К СИНТЕТИЧЕСКИМИ СМОЛАМ 

А.В. Косарев, Д.К. Будяк ........................................................................................164 

ОБМЕННО-РЕЗОНАНСНЫЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ МЕЖДУ 

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ ЗОНДАМИ В ОПРЕДЕЛЕНИИ СТРУКТУРНЫХ 

ИЗМЕНЕНИЙ БЕЛКА 

А.Г. Мельников, С.С. Черняев ..............................................................................166 

КОНСТРУИРОВАНИЕ ЛИПОСОМАЛЬНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПЕПТИДНЫХ 

ВЕЩЕСТВ 

Р.Н. Сунчаляев ........................................................................................................169 

БИОСОВМЕСТИМЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИМПЛАНТАТОВ 

Н.В. Протасова, В.А. Протасова, И.Л. Котельникова, Ю.Л. Самчук ................172 

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТЕОИНТЕГРАТИВНЫХ СВОЙСТВ ДЕНТАЛЬНЫХ 

ИМПЛАНТАТОВ С БИОАКТИВНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ 

Н.В. Протасова, В.А. Протасова, И.Л. Котельникова, Ю.Л. Самчук ................173 

ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМА НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКА 

РАЗВИТИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ 

Д.В. Савенков ..........................................................................................................174 

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ ШКОЛЬНИКОВ НА 

ОСНОВЕ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ 

М.А. Лядов, И.А. Комарова, А.А. Копылов..........................................................178 

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗНОВИДНОСТЕЙ КОСТНОГО 

МОЗГА КОСТНОЙ СИСТЕМЫ ЯГНЯТ НОВОРОЖДЕННОГО ПЕРИОДА 

С.Д. Крылова, Б.В. Криштофорова .......................................................................181 

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЛЕГКИХ У СУТОЧНЫХ ЯГНЯТ 

Н.С. Кузина, В.В. Лемещенко ................................................................................183 

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СТАТУС ОРГАНИЗМА НОВОРОЖДЕННЫХ 

МЛЕКОПИТАЮЩИХ ПРИ ГИПОТРОФИИ 

Г.В. Лукашик...........................................................................................................184 

ОСОБЕННОСТИ СТРОМАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПОЧЕК У СУТОЧНЫХ ЯГНЯТ 

Е.В. Нехайчук, В.В. Лемещенко.............................................................................186 

6



СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФЕТАЛЬНОЙ ЧАСТИ ПЛАЦЕНТЫ И 

СОХРАННОСТЬ ПОРОСЯТ У СВИНОМАТОК 

Н.В. Саенко..............................................................................................................187 

ЛАНТАНСОДЕРЖАЩИЕ ПОКРЫТИЯ БИОМЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ 

К.В. Лазарев.............................................................................................................191 

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ИНТЕРНЕТ-ПОРТАЛА КАФЕДРЫ 

«МЕДИЦИНСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ» 

ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА 

Л.И. Панюшкина, Е.А Тусеева ..............................................................................198 

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ БЕМИТА НА СВОЙСТВА 

БИОКОМПОЗИТОВ 

И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, Е.С. Миндрина............................................203 

БИОИНЕРТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ФОРМИРУЕМЫЕ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ 

МЕТОДОМ 

Ф.Дж. Хамдамов, Г.А. Юлдашева .........................................................................207 

РАЗДЕЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ 

А.А. Караваев ..........................................................................................................210 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АППАРАТА КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ БАЗЫ ДАННЫХ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 

В.В. Шалунов, И.М. Семенихин ............................................................................212 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ 

В ДЕТАЛЯХ МАШИН 

Н. В. Филиппенко....................................................................................................217 

ИНДИКАЦИЯ CS-137 В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ, ОЦЕНКА ДОЗ И РИСКОВ 

Т.И. Степанович, А.Р. Аветисов ............................................................................219 

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ОРГАНА 

ЗРЕНИЯ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 

С.Е. Смирных ..........................................................................................................221 

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЖИЗНИ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 

В СВЯЗИ С ПОТРЕБЛЕНИЕМ КОФЕ И ВЫЯВЛЕНИЕ КОРЕЛЛЯЦИИ МЕЖДУ 

ДВУМЯ ДАННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ 

А.Р. Аветисов, М.Н. Готьманова, Г.А. Прудников ..............................................224 

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕМЕНТА КАТОДНОГО УЗЛА С УЧЕТОМ 

ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ МЕТОДОМ 

МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ НА МЕДНЫХ ДЕТАЛЯХ 

Ю.Ю. Богдан, В.А. Кошуро....................................................................................226 

ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ В УСТРОЙСТВАХ СОПРЯЖЕНИЯ 

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АППАРАТУРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 

С.Э. Михалёв, С.В. Бобырев ..................................................................................229 

ИЗУЧЕНИЕ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ ПАВ, КАК 

ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО СОРБЕНТА 

В.А. Заматырина, Е.А. Бойченко...........................................................................231 

ПЕРВИЧНЫЙ ЛИТИЕВЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА НА ОСНОВЕ ГЕЛЕВОГО 

ПОЛИМЕРНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА 

К.С. Зубцова.............................................................................................................234 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МЕТОДА КОМПЬЮТЕРНОГО 

МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ЛАЗЕРНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ 

КОМПОЗИЦИОННЫХ БИОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ 

В.А. Папшев, С.П. Павлов......................................................................................237 

7


ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ 

КОРРЕКЦИИ ЦИТОКИНОВОГО БАЛАНСА В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ИНФЕКЦИИ 

Т.В. Анохина............................................................................................................239 

ОПТИМИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ 

ПОКРЫТИЙ МЕДИЦИНСКИХ ИМПЛАНТАТОВ 

О.А. Дударева, И.П. Гришина, Р.Р. Садыков......................................................243 

ЭЛЕКТРО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СОВРЕМЕННЫХ 

ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

В.Н. Лясников, В.А. Протасова, Е.Ю. Пошивалова ............................................245 

8



СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЕГУЛЯЦИИ 

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА 

О.И. Дралина 

Министерство здравоохранения Саратовской области, г. Саратов 

На сегодняшний день наиболее актуальными являются методы 

оздоровления, увеличивающие приспособительные возможности самого 

человеческого организма. Одним из таких методов является 

электрорефлексотерапия (воздействие на акупунктурные точки (АТ) или 

рефлексогенные зоны (РЗ) электрическим током). 

Электрический ток легко дозируется по мощности воздействия и 

является физиологически адекватным раздражителем для структур, 

сконцентрированных в области АТ и РЗ. 

Одним из перспективных направлений электрорефлексотерапии 

является разработка различных вариантов лечебного применения 

импульсного тока, позволяющего получить качественно более 

выраженные реакции по сравнению с непрерывным режимом генерации и 

значительно уменьшить энергетическую нагрузку на организм. 

Преимуществом импульсной электротерапии перед другими методами 

физиолечения являются также: физиологичность и специфичность 

действия при индивидуальном подборе параметров, медленное развитие 

адаптации к воздействию, возможность эффективного влияния на 

периферическую и центральную нервную систему [1]. 

Все это нашло свое отражение в методе динамической 

электронейростимуляции (ДЭНС), являющейся дальнейшим развитием 

ЧЭНС (чрескожной электронейростимуляции) и электропунктуры. 

ДЭНС – новая технология восстановительной медицины 

(регистрационное удостоверение Федеральной службы по надзору в сфере 

здравоохранения и социального развития РФ от 04.03.2005 г. № ФС- 

2005/004, ЕС-Сертификат от 03.03.2004 г. № RQ0406623 EUROCAT) 

позиционируется как лечебно-профилактический метод, сочетающий 

принципы физио- и рефлексотерапии. 

ДЭНС – это метод немедикаментозного лечения, основанный на 

воздействии на рефлексогенные зоны и акупунктурные точки короткими 

биполярными импульсами электрического тока различной частоты, форма 

которых изменяется в зависимости от значений полного электрического 

сопротивления (импеданса) поверхности кожи в подэлектродном участке. 

Новизна метода состоит в оптимизации лечебных алгоритмов на 

основе мониторинга поверхностного импеданса кожи в процессе 

стимуляции. Мониторинг поверхностного импеданса кожи предназначен 

для оценки вегетативной нервной системы по динамике изменений 

9


значений емкостной составляющей импеданса подэлектродного участка 

кожи [7]. 

В основе данного метода лежит воздействие на чувствительные и 

поверхностные двигательные нервные проводники кожи импульсного тока 

различной частоты (1,0-200 Гц), проникающего в роговой слой на глубину 

не более 1 мм [4]. 

ДЭНС осуществляется с применением портативных чрескожных 

электростимуляторов (с встроенными и выносными электродами), 

обладающих свойством изменения параметров воздействия в зависимости 

от характера электрических реакций тканей в подэлектродной зоне [5]. 

Участок тела пациента при ДЭНС-воздействии выступает как 

своеобразный конденсатор переменной емкости колебательного контура, 

входящего в состав генератора импульсных колебаний аппарата. Частота 

колебаний такого контура обратно пропорциональна емкости и изменяется 

вместе с ней. Наряду с этим меняется и омическое сопротивление тканей; 

оно вместе с емкостным представляет собой так называемый импеданс 

(т.е. совокупность активной и реактивной составляющих сопротивления 

тканей). 

ДЭНС проводится в два этапа. Во время первого, благодаря наличию 

обратной связи по изменению импеданса кожи, осуществляется 

многомерная экспресс-оценка болевых синдромов и функциональных 

расстройств с учетом сопутствующей патологии, с целью 

дифференцированного выбора наиболее оптимальных рефлексогенных зон 

для эффективного лечебного воздействия. Во время второго этапа 

проводится терапевтическое воздействие на определенные на первом этапе 

РЗ и АТ кожи пациента [3]. 

При начальном воздействии импульсами, близкими по своим 

параметрам (форме, амплитуде, частоте) потенциалам действия одиночных 

нервных волокон определенного калибра, происходит их 

электростимуляция. 

Все это приводит к локальным изменениям микроциркуляции и 

трофики кожи как за счет местных (развивающихся по механизму аксонрефлекса) 

с формированием функциональной аутосаногенетической 

системы, так и сегментарно-рефлекторных реакций. При этом 

восстанавливается измененное функциональное взаимодействие коры и 

подкорки. 

Изменение васкуляризации и метаболизма тканей в зоне воздействия 

вызывает увеличение их емкости и уменьшение реактивной составляющей 

импеданса. Это приводит к уменьшению частоты импульсов переменного 

тока, формируемых с помощью колебательного контура в аппарате. При 

определенной длительности периода импульсного сигнала за счет 

выравнивания общего сопротивления в тканях и схеме аппарата 

происходит автоматическое прекращение воздействия. Следовательно, 

10



динамика параметров биоуправляемого воздействия определяется 

изменениями электрических свойств тканей пациента или любой другой 

токопроводящей среды. Использование импульсов, по форме сходных с 

потенциалами действия живых возбудимых систем, обеспечивает высокую 

эффективность лечебных процедур [4]. 

Кроме того, при паравертебральном воздействии возникают 

сегментарно-метамерные реакции, регулирующие функции 

соответствующих внутренних органов и тканей. В силу различной формы 

и частоты генерируемых электрических импульсов адаптация к ним 

значительно снижена. 

Конструкция применяемых электродов в аппаратах ДЭНС позволяет 

локализовать воздействие, что исключает неконтролируемое растекание 

тока по тканям во время терапии, а в сочетании с автономным питанием 

обеспечивает электробезопасность лечения. При соответствующей технике 

исполнения процедур исключается и «пространственная передозировка 

рефлекторного воздействия», так как участок стимуляции ограничен 

контактной поверхностью блока электродов, что обеспечивает 

максимально локальную электростимуляцию. При проведении ДЭНС 

нередко наблюдается «вторичный эффект», в виде вибро-акустического 

воздействия, связанного с вибрацией сердечника выходного 

трансформатора аппаратов. Отмечено, что вибро-акустическое воздействие 

способствует лучшей психологической адаптации пациентов к 

электротерапии [5]. 

Динамическая электронейростимуляция имеет широкий спектр 

медицинского применения, но особенно эффективна при заболеваниях 

функционального характера и сопровождающихся болевыми синдромами. 

При ДЭНС отчетливо проявляются следующие лечебные эффекты: 

обезболивающий, противовоспалительный, противоотечный, 

сосудорасширяющий, трофический, рассасывающий, стимулирующий 

обменные процессы, спазмолитический, нормализующий гормональный 

статус, иммуномодулирующий, десенсибилизирующий, 

жаропонижающий, антистрессовый и др. 

Аппаратное воздействие применяется с учетом сопутствующих 

симптомов и синдромов: 

как самостоятельный метод лечения при аллергических 

реакциях на фармакотерапию и при противопоказаниях к применению 

других методов; 

как компонент комплексной терапии с целью усиления 

эффекта базисной медикаментозной, гомеопатической и мануальной 

терапии, а также психотерапии и других методов лечения; 

как симптоматическое лечение при различных заболеваниях и 

синдромах. 

Метод ДЭНС не имеет возрастных ограничений. 

11


Возможно многократное применение ДЭНС в течение суток в связи 

с низкой интенсивностью импульсного электрического тока (в среднем 

200-400 мкА). Подводимые к пациенту импульсные токи дозируются по 

напряжению (амплитудному значению), которое регулируют до появления 

необходимых субъективных ощущений [4]. 

При использовании комбинированной терапии подбирают такие 

факторы, лечебное действие которых суммируется с целью усиления их 

действия. 

При необходимости допускается сочетание применения 

динамической электронейростимуляции с другими методами 

рефлексотерапии (акупунктурой, акупрессурой, цубо- и аппликационной 

РТ, фармакопунктурной РТ), с мануальной терапией, бальнеологическими, 

водными и грязевыми процедурами (в один день с интервалом времени в 

2-3 часа), фитотерапией, гомеопатией, лечебной физкультурой и другими 

методами восстановительной медицины, медикаментозной терапией. 

При сочетании с медикаментозной терапией, учитывая 

потенцирование лечебных эффектов ДЭНС и некоторых лекарств, 

необходимо принимать во внимание возможность коррекции дозировки 

препаратов [6, 7]. 

Современные аппараты для электростимуляции позволяют управлять 

частотой импульсов, их длительностью, формой, полярностью [2]. 

Наиболее важное достоинство аппаратов – возможность 

индивидуализации терапии и ее обеспечение за счет обратной 

биологической связи. 

На сегодняшний день существует несколько модификаций аппаратов 

для динамической электронейростимуляции: отечественные – 

универсальные аппараты – ДЭНАС, ДЭНАС-мини, ДиаДЭНС-Т, 

ДиаДЭНС-ПКМ, ДиаДЭНС-ПК; специализированные аппараты – ЛАДОС, 

Остео-ДЭНС, ДиаДЭНС-Кардио, ДЭНАС-Вертебра, ДиаДЭНС-Космо; 

зарубежные – «Myopuls», «Automove». Модификации аппаратов 

отличаются набором частотных характеристик и дополнительными 

возможностями электропунктурной диагностики. Питание схем аппаратов 

автономное (элемент или батарея напряжением 1,5 или 9 В). 

Основными отличиями динамической электронейростимуляции от 

других электроимпульсных методов являются: 

– форма и частота импульса, максимально приближенные к таковой 

нервных клеток организма; 

– кратковременность и широкий диапазон амплитуды динамически 

изменяющихся импульсов позволяет эффективно воздействовать на 

нервные волокна разного типа, в том числе и на волокна с высоким 

порогом возбуждения, в значительно большей степени, чем другие методы 

лечения; 

12



– впервые высокоэффективно решена проблема адаптации тканей к 

электрическим стимулам; 

– значительно расширены показания к применению и 

незначительное количество противопоказаний свело к минимуму 

опасность навредить пациенту при использовании методик в домашних 

условиях; 

– простота применения, наличие мониторинга поверхностного 

импеданса кожи позволяет, при определенных навыках, определить 

индивидуальную рецептуру воздействия; 

– метод может применяться в любых условиях, не зависит от 

электросети; электробезопасен; 

– высокая эффективность в широком спектре патологии; 

– естественное и полное соблюдение принципа лечения не болезни, а 

больного, со всем комплексом имеющихся у него проблем; 

– возможность применения метода в острой стадии заболевания, для 

оказания неотложной помощи [3]. 

Физиологичность и простота метода позволяет использовать его как 

в лечебно-профилактических учреждениях, санаториях, санаторияхпрофилактор 

иях, так и в домашних условиях. 

Динамическая электронейростимуляция – один из универсальных 

методов регуляции функций организма, улучшающий качество жизни 

пациента. 

Литература 

1. Техника и методики физиотерапевтических процедур: 

Справочник под ред. академика РАМН проф. В.М. Боголюбова. – М., 2002. 

2. Мейзеров Е.Е., Чернышев В.В. Некоторые итоги и тенденции 

развития электрорефлексотерапии // ДЭНС-факультет. Архив научнопрактич. 

трудов. Том I. – Екатеринбург, 2004. – С. 15-21. 

3. Филлипова О.Л., Малахов В.В., Чернышев В.В. Место ДЭНСтерапии 

среди некоторых методов электролечения преформированными 

физическими факторами второй группы // ДЭНС-факультет. Архив 

научно-практич. трудов. Том I. – Екатеринбург, 2004. – С. 44-49. 

4. Гуляев В.Ю., Щеколдин П.И., Рявкин С.Ю. и др. 

Электроимпульсная терапия (обзор) // ДЭНС-факультет. Архив научнопрактич. 

трудов. Том I. – Екатеринбург, 2004. – С. 49-58. 

5. Динамическая электронейростимуляция: Методические 

рекомендации. – М., 2005. – 32 с. 

6. ДиаДЭНС: Руководство по динамической 

электронейростимуляции аппаратами ДиаДЭНС-Т и ДиаДЭНС-ДТ. – 

Екатеринбург, 2005. – 284 с. 

13


7. Василенко А.М., Разумов А.Н., Бобровницкий И.П. и др. 

Динамическая электронейростимуляция: Учебное пособие. – 

Екатеринбург, 2008. – 138с. 

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ 

ВО ФТОРОПЛАСТОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ 

С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ И ПОЛИМЕРНЫМ НАПОЛНИТЕЛЯМИ 

ПРИ УДАРНО-ВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКЕ 

И.В. Сергеев, А.С. Рыбин 

Научные руководители: д.т.н., профессор Н.А. Адаменко, 

к.т.н., доцент А.В. Казуров 

Волгоградский государственный технический университет, г. Вологоград 

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) – полимер, обладающий низким 

коэффициентом трения, высокой пластичностью и термостойкостью, в 

связи с чем широко применяется для изготовления узлов трения, а так же 

биологической и химической инертностью, что определило его широкое и 

все возрастающее применение в медицине. Однако низкая прочность, 

износостойкость и высокая хладотекучесть затрудняют, а в некоторых 

случаях делают невозможным изготовление изделий из ПТФЭ с помощью 

традиционных методов и требуют разработки новых высокоэффективных 

технологий его переработки. Одним из перспективных методов получения 

изделий из ПТФЭ и композиций на его основе с высокими физикомеханическими 

свойствами является ударно-волновая обработка. 

Ударно-волновая обработка (УВО) порошковых смесей является 

перспективным способом получения полимерных нанокомпозиционных 

материалов, обеспечивающий одновременно прессование, формование, 

дробление, расплавление, термодинамическую активацию и консолидацию 

порошков полимеров, что способствует прохождению процессов 

наноструктурирования как «сверху вниз»: путем размельчения крупных 

частиц, порошков до нанометровых размеров, так и «снизу вверх», путем 

образования из раздробленных сегментов более крупных агломератов в 

случае металлического наполнителя и сближением и соединения 

отдельных атомов и активных макрорадикалов, образовавшихся под 

кратковременным воздействием высоких давлений и температур в случае 

полимерного наполнителя. 

Целью работы являлось исследование закономерностей 

формирования структуры и свойств при УВО в композиционных 

материалах на основе ПТФЭ. 

При реализации активного измельчения фаз в КМ до нанометрового 

14



диапазона использовали два подхода к регулированию режимов УВО. 

Первый подход (режим I) основан на УВО металлополимерной 

порошковой смеси с пониженной пористостью (20-40 %) критическими 

ударными давлениями (Р = 0,8-1,5 ГПа). Получение нанофаз в полимерполимерных 

КМ осуществлялось с применением УВО порошковой смеси с 

пониженной пористостью (20-40 %) критическими ударными давлениями 

(Р = 1,5-3 ГПа). 

Второй подход (режим II) основан на приложении критических 

энергий к композитной системе (А в = 70-180 кДж/м, Е ф > 65-155 кДж/м) за 

счет высокой пористости порошковой смеси (50-60 %) и пониженной 

мощности ВВ с реализацией ударных давлений Р = 0.4-0.6 ГПа. При 

использовании второго подхода к полиимид-фторопластовой композиции, 

вследствие сильного перегрева полимерного материала центральной зоны 

за счет высокой пористости, происходит образование кумулятивного 

канала. В связи с этим использование данного подхода представляется не 

целесообразным. 

Образовавшиеся наноструктурированные зоны при условиях УВО, 

соответствующих приложению критических давлений (режим I), 

представляют матричную структуру полимера и металла с 

наноразмерными частицами. Измельчение металлических частиц идет 

одновременно с их пластической деформацией, однако на него 

значительное влияние оказывает полимерная составляющая, что 

подтверждается исследованиями по дроблению металлических порошков в 

механических мельницах в присутствие полимера. На наноструктурах 

полированных образцов прослеживаются как отдельные монолитные 

нанометровые включения (150-900 нм), так и агломераты такого же 

размера, состоящие из частиц размером до 20 до 30 нм. Следует отметить, 

что эти фазы имеют более высокую твердость и прочность, так как при 

полировке сточились на 200-500 нм меньше, чем матрица. После травления 

структура становится более размытой с большим количественным 

содержанием наночастиц. 

После УВО с критическим энергетическим вкладом (режим II) при 

высоких увеличениях визуализируется губчатая структура, то есть в 

монолитной металлополимерной матрице образуются нанопоры размером 

от 10-30 нм, что является следствием повышения температуры до 

плавления и испарения части материала с образованием сплошной 

армирующей металлополимерной фазы. Наноструктуры с большим 

разрешением показывают, что наноструктуры представляют состоят из 

овальных скоплений наночастиц с размерами от 100 до 150 нм. Нанофазы 

могут представлять собой исходный металл, полимер или его 

деструктивную производную, а также их сложные металлоорганические 

образования. 

15


Наноструктурированные зоны, полученные в полимер-полимерных 

КМ при приложении критических давлений (зона I), представляют смесь 

двух полимеров с наноразмерными частицами. На наноструктурах 

прослеживаются как отдельные монолитные нанометровые включения 

(150 – 800 нм), так и агломераты такого же размера, состоящие из частиц 

размером от 50 до 550 нм. Следует отметить, что эти фазы имеют более 

высокую твердость и прочность, так как при полировке сточились на 40 – 

270 нм меньше, чем матрица. После травления структура становится более 

размытой с большим количественным содержанием наночастиц. 

С помощью РСА установлено, что по сравнению со структурой 

предельного уплотнения (зона II) образование наноструктурированных зон 

(зона I) сопровождается снижением степени кристалличности ПТФЭ с 30- 

35 % до 17-21 % и уменьшением размеров областей когерентного 

рассеивания (ОКР) в никеле с 190 до 60 нм и повышением уровня 

относительных микродеформаций и напряжений второго рода (при УВО 

по режиму II). 

Установлено, что наноструктурирование в КМ сопровождается 

интенсивным повышением микротвердости до 2,0-3,5 ГПа, только при 

содержании в них металла от 40 до 90 %. При более низких концентрациях 

металла интенсивного повышения твердости не происходит, так как УВО 

КМ определяется уплотнением полимера, твердость которого мало зависит 

от режимов УВО. При приложении низких ударных давлений УВО 

осуществляется квазистатически и повышения твердости не происходит. 

Образование наноструктур в полимер-полимерных КМ 

сопровождается интенсивным повышением микротвердости до 1,2-1,8 ГПа 

(в 4-8 раз больше, чем в исходном ПИ). Интенсивное повышение 

твердости материала в микрообъемах свидетельствует о формировании 

новой структуры на основе наноразмерных составляющих и происходит за 

счет дробления и деформации макромолекул с образованием более 

прочных нанофаз и переукладки макромолекул в более плотную упаковку. 

Вариация твердости в широких пределах как в случае металлополимерных 

(от 2,0 до 3,5 ГПа), так и в случае полимер-полимерных КМ (1,2-1,8 ГПа) 

связана с неоднозначностью влияния ударных давлений и энергий на 

структуру КМ. 

Таким образом, для реализации процессов наноструктурирования 

условия УВО должны обеспечивать не только получение качественных 

прессовок с максимальным физико-химическим взаимодействием между 

компонентами КМ и однородностью свойств прессовки, но и в результате 

действия высоких давлений и энергий приводить к скачкообразному 

изменению микроструктуры. При этом может быть использовано два 

подхода: предельное увеличение ударного давления за счет более высокой 

мощности ВВ или рост энергетической составляющей за счет повышения 

пористости, что приводит к большему разогреву порошковой смеси. В 

16



случае полимер-полимерных КМ применение второго подхода не является 

целесообразным из-за образования кумулятивного канала, однако 

приложение критических давлений по первому подходу способствует 

образованию нанофаз. 

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ 

МК-2425.2011.8. 

СПЕКТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ 

В ДИАГНОСТИКЕ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ 

ГЛАУКОМЫ 

В.С. Сидельникова 

Научный руководитель: д.м.н., профессор Т.Г. Каменских 

Саратовский государственный медицинский университет 

имени В.И. Разумовского, г. Саратов 

В мире насчитывается 125 млн. больных с глаукомой. Первичная 

открытоугольная глаукома приводит к слепоте, слабовидению и 

инвалидности по зрению. Количество слепых в мире 7 млн ( Либман Е.С., 

2009). Необходимость обьективизации подходов к диагностике и 

принципам наблюдения больных с глаукомой привело к разработке 

современных технологий визуализации и комплексной оценки слоя 

нервных волокон сетчатки и состояния головки зрительного нерва. 

Оптическая когерентная томография (ОКТ) отвечает современным 

требованиям, позволяет выявить изменения связанные с патологическим 

процессом. 

Цель исследования: оценка состояния морфометрических 

параметров зрительного нерва у больных первичной открытоугольной 

глаукомой различных стадий с помощью метода спектральной оптической 

когерентной томографии. 

Материал и методы: всего обследовано 15 пациентов (20 глаз), 

разделенных на 4 группы: В 1-ю группу вошли больные с подозрением на 

глаукому, ведущим симптомом являлось повышение офтальмотонуса до 

27-28 мм.рт.ст, направленные в глаукомный кабинет для обследования- 3 

человека (5 глаз); 2-я группа - пациенты с I стадией глаукомы - 4 человека 

(5 глаз); 3-ю группу составили пациенты со II стадией глаукомы -5 

человек (5 глаз); 4-я группа - пациенты с III стадией глаукомы -3 человека 

(5 глаз). Пациентам проводились: визометрия, офтальмобиомикроскопия, 

электрофизиологические исследования глаза, периметрия, 

пневмотонометрия. Также проводились ОКТ - исследование головки 

зрительного нерва и толщины слоя нервных волокон перипапиллярной 

области с помощью прибора “Topcon 3D OCT-1000”. Анализировались 

17


средняя толщина перипапиллярного слоя нервных волокон, толщина слоя 

нервных волокон в верхнем, нижнем, темпоральном, носовом квадрантах и 

двенадцати секторах. 

Результаты: В 1 группе пациентов толщина перипапиллярного слоя 

нервных волокон сетчатки составила 102,82 ±18,57 мкм. Во 2 группе она 

составила 88,23 ±16,3мкм. В 3 группе толщина слоя нервных волокон 

была значительно снижена и составила 76,34 ± 19,57 мкм. В 4 группе 

толщина перипапиллярного слоя составила 40,32±18,59 мкм. Отмечается 

положительная корреляция толщины слоя нервных волокон сетчатки со 

стадией глаукоматозного процесса, статистически достоверно(p



ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ТЕРАПИИ 

В ЛЕЧЕНИИ ТРАВМАТИЧЕСКИХ КЕРАТИТОВ И ОСТРЫХ 

ИРИДОЦИКЛИТОВ 

Р.В. Калмыков 

Научный руководитель: д.м.н., профессор Т.Г. Каменских 



В медицинских учреждениях для лечения различных заболеваний 

применяются электромагнитные воздействия (лазерное, излучение УВЧ, 

СВЧ, КВЧ и ТГЧ диапазонов, постоянное и переменное магнитное поле). 

Терапевтический эффект, на котором основано действие существующих 

аппаратов электромагнитной терапии, связан либо с воздействием на 

биологически активные точки (лазерная и КВЧ терапия), либо с 

прогревающим эффектом (УВЧ и СВЧ терапия). В 1995 году в рамках 

исследований, проведенных сотрудниками Института радиотехники и 

электроники (ИРЭ) РАН им. В.А. Котельникова, был обнаружен эффект 

возбуждения резонансно-волнового состояния водосодержащих сред 

электромагнитным излучением сверхмалой интенсивности в КВЧ и СВЧ 

диапазонах («СПЕ-эффект»). Подобное излучение принято за основу в 

аппарате микроволновой терапии «Акватон-02», созданном в 2005 году на 

предприятии «Телемак». 

Как известно, радиоволны СВЧ диапазона очень хорошо 

поглощаются водосодержащими объектами. Мощные электромагнитные 

волны заставляют колебаться полярные молекулы воды с такой 

амплитудой, что связывающие их водородные связи не выдерживают и 

рвутся. Именно этот эффект используется в традиционных аппаратах УВЧ 

и СВЧ терапии. 

Плотность мощности, создаваемая аппаратом микроволновой 

терапии «Акватон-02» на поверхности тела в десятки миллионов раз ниже 

плотности мощности применяемой в устройствах УВЧ и СВЧ терапии, в 

десятки тысяч раз ниже плотности мощности сотового телефона. 

Распространяясь вглубь водосодержащих объектов, эти волны заставляют 

синхронно колебаться объединения молекул воды (кластеры). При этом 

амплитуда колебаний не превышает амплитуду «собственных» колебаний 

молекул. Водородные связи при этом не рвутся, а, напротив, вода 

«структурируется». При этом электромагнитные колебания глубоко 

проникают вглубь водосодержащих объектов, синхронизируя колебания 

водных кластеров. 

Синхронизация молекул воды усиливает гидрофобное 

взаимодействие. Это приводит к более правильной «упаковке» белков в 

19


третичную и четвертичную структуры а, следовательно, и к оптимизации 

функций, выполняемых белками в организме, что и обуславливает 

лечебный эффект аппарата. Таким образом, биологическое действие 

устройства «Акватон-02» на организм в целом и его системы связано с 

оптимизацией межклеточных взаимодействий, что проявляется в 

нормализации иммунной и гормональной систем, а также эндотелиальной 

функции. 

Цель исследования: оценить эффективность применения 

микроволновой терапии (в частности «СПЕ-эффекта») в лечении 

травматических кератитов и иридоциклитов с помощью аппарата 

«Акватон-02». 

Материалы и методы. В ходе исследования было проведено лечение 

16 и 18 больных (16 и 18 глаз) в возрасте 35 + 15 лет с травматическим 

кератитом и острым иридоциклитом соответственно. Все пациенты после 

осуществления комплексного офтальмологического обследования 

(визометрия, биомикроскопия, офтальмоскопия, тонометрия (для 

пациентов с острым иридоциклитом), периметрия и ЭХО-графия), 

получали стандартное медикаментозное лечение. Больные, вошедшие в 

исследуемую группу (8 пациентов с травматическим кератитом и 9 – с 

иридоциклитом), помимо антибактериальной и противовоспалительной 

терапии проходили процедуры на аппарате микроволновой терапии 

«Акватон-02» по разработанной схеме. В группу контроля вошли 

пациенты (8 и 9 человек соответственно), получавшие лечение по 

стандартной схеме. 

Воздействие аппаратом производилось один раз в сутки с 

экспозицией 15-20 минут в течение срока пребывания больного в 

стационаре. При этом в первые два дня в режиме Mode-1 (1 мкВт), в 

последующие дни в режиме Mode-2 (2 мкВт). Главное отличие указанных 

режимов заключается в выходной мощности сигнала. 

Результаты исследования. В ходе проведенного лечения с 

применением аппарата микроволновой терапии «Акватон-02» наряду со 

стандартной медикаментозной терапией произошло уменьшение срока 

госпитализации пациентов и последующей их реабилитации. Время 

купирования воспалительного процесса и восстановления зрительных 

функций у пациентов с травматическим кератитом сократилось с 6-9 дней 

до 5-7, у больных с острым иридоциклитом – с 9-12 дней до 7-10, то есть в 

среднем на 25 %. 

Вывод. Применение аппарата микроволновой терапии «Акватон-02» 

при лечении травматических кератитов и острых иридоциклитов дает 

положительный результат. Наблюдается сокращение сроков 

восстановления нормального функционирования органа зрения по 

сравнению со стандартной схемой лечения указанных заболеваний. 

20




1. Брилль Г.Е., Петросян В.И., Синицын Н.И., Елкин Е.Е. 

Подержание структуры водного матрикса – важнейший механизм 

гомеостатической регуляции в живых системах //Биомедицинская 

радиоэлектроника, 2000 №2. 

2. Петросян В.И., Синицын Н.И., Елкин В.А., Майбородин А.В., 

Тупикин В.Д. Проблемы косвенного и прямого наблюдения резонансной 

прозрачности водных сред в миллиметровом диапазоне //Электронная 

промышленность, 2000 №1. 

3. Синицын Н.И., Петросян В.И., Ёлкин В.А. и др. Особая роль 

системы "миллиметровые волны-водная среда" в природе. 

//Биомедицинская радиоэлектроника, 1998, №1. 

4. Синицын Н.И., Елкин В.А., Девятков Н.Д., Бецкий О.В. Вода, 

парадоксы и величие малых величин. // Биомедицинская 

радиоэлектроника, 2000 - №2. 

DEVELOPMENT OF EXPERT SYSTEM PHARMEXS FOR 

PURCHASING OF FIRST AID MEDICINE AGAINST COLDS 

O. Dolinina, D. Sokolov 

Gagarin Saratov State Technical University, Saratov 

Abstract 

Today most of people in Russia suffering from cold prefer purchase of 

medicines at the pharmacy than to apply to the physician. On the 

pharmaceutical market volume sales of over-the-counter (OTC) drugs for the 

treatment of colds is 78 %. New trademarks of drugs are constantly emerging on 

pharmaceutical markets, and pharmacists do not get the information about them 

on time. Pharmacies are overwhelmed by customers and pharmacists can't 

provide them with qualified service. For example, there is about 2,400 

customers per one pharmacy even in Saratov what is typical for modern Russia. 

The problem could be solved by development of an expert system helping 

in making decision when choosing OTC medication for the threatment of colds, 

as for pharmacists and for customers. Knowledge base was created in cooperation 

with experts from department of Pharmacology of Saratov State 

Medical University and consist two levels of knowledge. The first level takes 

into account factors, which relate with a single symptom. At this level groups of 

drugs from which the drug wiil be choosen are formed. The core of the 

knowledge base in the first level contains rules (1): 

id i; pr i; field i : IF s_condition 1 & s_condition 2 & … & s_condition n then 

lek 1 &… & lek n (1) 

Where 

21


id i Є ID, where ID = { id 1, id 2, …, id n }, set of a unique serial numbers of 

rules; 

pr i Є Pr, where Pr = {pr 1 , pr 2 , …, pr n }, set of priorities which reflect 

importance of the rule from the point of view of expert; 

field i Є Field, where Field = { field 1, field 2, …, field 6 } set of main 

symptoms; 

s_condition n Є Symptom_Сondition, where Symptom_Condition = { 

s_condition 1 , s_condition 2 , …, s_condition n }, set of conditions which contains 

all possible symptoms; 

lek i Є Lek, where Lek = { lek 1 , lek 2 ,…, lek n } set, which contains all 

groups of OTC drugs for the treatment of colds. 

The second level of knowledge base is designed to select a specific drug. 

At this level such important characteristics such as price, manufacturer and 

dosage of drugs, a customer state are taken into consideration. The core of 

knowledge base on the second level contains rules (2): 

Idi; leki: IF c_ condition1 & c_condition2& … & c_conditionn then 

drugi (2) 

Introduction 

Traditionally medicine is a popular field for development of expert 

systems. Expert systems (ES) could replace physicians or other medical experts 

during solving of difficult tasks. 

Generally recognized fact is that one of the problems in Russia is that 

many people suffering from various diseases prefer self-medication than 

application to a physician. Every second resident of the city treats the disease 

once a month on his own. Moreover, patients often take several drugs at once, 

without taking into account the possibility of their interaction, which leads to a 

change of the drug effect or strengthening adverse effects. In this case, the 

response to drugs may not only be therapeutic but also adverse. The situation is 

explained by the fact that almost all pharmacies sell medicines without 

prescriptions. On the pharmaceutical market sales volume of OTC drugs for the 

treatment of colds is 78%. At the same time pharmacy business is a growing one 

in Russia and new trademarks of drugs are constantly emerging on 

pharmaceutical markets and pharmacists do not get the information about them 

on time. 

Pharmacies are overwhelmed by customers and pharmacists can't provide 

them with qualified service. According to official information there are about 

2,400 customers per one pharmacy even in Saratov. 

The problem could be solved by development of an expert system helping 

in making decision as for pharmacists and for customers. 

Solving the Problem 

In order to solve the problem the Expert System PharmExS aimed to help 

practical pharmacists to give recommendations to customers especially in 

difficult cases connected with medical contraindications and mutual interaction 

22



of medicines. The purpose of the system is to analyze all the necessary 

conditions for the selection of the drug. ES has rule-based knowledge base (KB) 

which was created by knowledge engineers of Chair of Applied Information 

Technologies of Saratov State Technical University in co-operation with experts 

from the department of Pharmacology of Saratov State Medical University and 

consist two levels of knowledge. The first level takes into account factors, which 

relate with a single symptom. At this level groups of drugs from which the drug 

will be chosen are formed. The core of knowledge base on the first level 

contains rules (1): 

id i; pr i; field i : IF s_condition 1 & s_condition 2 & … & s_condition n then 

lek 1 &… & lek n (1) 

Where 

id i Є ID, where ID = { id 1, id 2, … id n }, set of a unique serial numbers; 

pr i Є Pr, where Pr = {pr 1 , pr 2 , … pr n }, set of priorities which reflect 

importance of the rule from the point of view of expert; 

field i Є Field, where Field = { field 1, field 2, … field 6 } set of main 

symptoms; 

s_condition n Є Symptom_Сondition, where Symptom_Condition = { 

s_condition 1 , s_condition 2 , … s_condition n }, set of conditions which contains 

all possible symptoms; 

lek i Є Lek, where Lek = { lek 1 , lek 2 ,… lek n } set, which contains all 

groups of OTC drugs for the treatment of colds. 

The second level of knowledge base is designed to select a specific drug. 

At this level such important characteristics such as price, manufacturer and 

dosage of drugs, a customer state are taken into consideration. The core of 

knowledge base on the second level contains rules (2): 

Idi; leki: IF c_ condition1 & c_condition2& … & c_conditionn then 

drugi (2) 

Where 

idi Є ID, where ID = { id1, id2, … idn }, set of a unique serial numbers; 

lek i Є Lek, where Lek = { lek 1 , lek 2 ,… lek n } set, which contains all 

groups of OTC drugs for the treatment of colds; 

c_condition n Є Common_Сondition, where Common_Condition = { 

c_condition 1 , c_condition 2 , … c_condition n }, important characteristics such as 

price, manufacturer and dosage of drugs, a patient state and other subjective 

factors; 

drug i Є Drug, where Drug = {drug 1 , drug 2 , … drug n ), set contains of 579 

different OTC drugs at this time, for example: “Pectusin”, “Falimint”, 

“Stoptussin” and etc. 

fieldi Є Field, where Field is a set of main symptoms Field = { field1, 

field2, … field6 } which describe cold and where field1= «tussis», field2= 

«temperature», field3= «headache», field4 = «sore throat», field5= «rhinitis», 

field6= «blear-eyedness». Each symptom is characterized by a set of factors 

23


Symptom_Condition = { s_condition1 , s_condition2 , … s_conditionn }, which 

influence the choice of group of drugs. Factor is treated as a single symptom, 

such as "the intensity of cough," or "localization of the headache". And 

necessary drug is characterized by a set of factors Common_Condition = { 

c_condition1 , c_condition2 , … c_conditionn } it is the state of health, such as 

blood pressure or smoking, and also important characteristics of the drugs such 

as price, manufacturer and dosage of drugs. 

For example, the main symptom of "cough" has the following 

characteristics: 

Characteristic Values 

cause coughing allergies 

cold 

speech load 

chronic disease 

type of cough dry 

wet 

cough intensity strong 

moderate 

weak 

the nature of sputum easily detachable 

detachable hard 

associated high temperature 

symptoms of cough sore throat 

rhinitis 

headache 

chronic disease bronchitis 

asthma 

tracheitis 

Table 1: Characteristics of cough 

There are the examples of conditions describing the symptom cough in 

the knowledge base. 

IF cause of coughing is cold & type of cough is dry & cough intensity is 

strong and associated symptom is high temperature 

IF cause of coughing is cold & type of cough is wet & the nature 

of sputum is easily detachable 

& cough intensity is strong and associated symptom is high temperature 

& associated symptom is rhinitis 

IF cause of coughing is allergies 

24



IF cause of coughing is speech load & type of cough is dry & cough 

intensity is weak 

IF cause of coughing is chronic disease & type of cough is dry & cough 

intensity is strong 

Similar drugs were united into groups. Target set LEK = {lek1, 

lek2,…,lekn} contains all of the selected groups. 

Lek1 

Table 2: Examples of drugs 

Group Indications Name of drugs group 

dry and weak cough Antiseptics of anesthet 

cause of cough – ic action 

cold 

Lek3 cause of cough – 

cold 

Cough is dry and 

strong 

Lek10 cause of cough - 

Allergy 

Centrally acting 

antitussives 

antiallergic 

For realization of knowledge base there was developed a set of relational 

tables, the structure of which is described in Picture 1. 

Description of the method of management of rules in the knowledge base 

Management of rules in the knowledge base is organized by using 

priorities (extra, high, normal, low) and so called principle of “stack of books”. 

During formation of rules expert set them priorities from 1 (very slight) to 100 

(the most significant). Rules with maximal priority must be activated in the first 

place. On the basis of the data four groups of priorities was allocated: extra 

(priority products to 100), high (products with priority from 60 to 99), normal 

(products with priority from 30 to 59) and low (products with a priority less than 

30). If the rule was used, its number is saved in the special table called "stack of 

books", in which the number of uses is counted. This table is saved and during 

all consultations fulfilled by PharmExS and keeps the statistics of activation of 

the rules. The principle of “stack of books” suggests that if the rules have equal 

priority or do not have them at all, the rule which has been used more frequently 

will be chosen in the front of rules to be selected. 

Examples of the rules could be seen at the table 3. 

25


Table 3: Examples of the rules (level one) 

ID Field Priority Conditions Results 

1 cough 100 IF cause of coughing is allergies Lek10 

25 cough 75 IF cause of coughing is speech load & type of Lek1 

cough is dry & cough intensity is weak 

31 cough 85 IF cause of coughing is cold & type of cough is 

dry & cough intensity is strong and associated 

symptom is high temperature 

Lek3 

In order to automate the process of consultancy provided by PharmExS 

there is developed a special procedure: for each rule, we assign a list of 

questions, relating to it. The first question in consultation is always connected 

with the definition of main symptom. After one chooses the main symptom, all 

the rules associated with it are selected from the knowledge base. These rules 

are divided into groups by their priorities. Further, intra-group rules are sorted 

by priority and number of uses. In order to initiate the following question in the 

consultation, the system must choose the rule that in the current situation has the 

highest probability of being chosen. This probability is primarily determined by 

the priority of rules. If there is at least one rule in an "extra" group, the choice of 

rules is madein this group. If the group does not contain rules, then we move on 

to the next group and so on. In the "extra" group there are only rules with 100 

priority value and they are equivalent. Therefore, the rule with the greatest 

number of uses is selected. If the numbers of uses of rules are equal, the first of 

these rules is taken. In the other groups contains rules with different priorities. 

Therefore, to select the rule there was developed the following algorithm. 

PharmExS finds the first not use rule with the highest priority. If there is only 

one rule with this priority, it is selected. If there are a few rules, the rule with the 

maximum number of uses is selected. If the numbers of uses are equal, the first 

of these rules is taken. As a result, PharmExS select the most suitable rule, and 

select one of the questions from the question list. Generations of question list 

during consultancy is done automatically. 

PharmExS is developed on MS C# with data base MS SQL. 

26



Structure of the database 

1 

1 

1 1 

∞ 

∞ 

∞ 

∞ 

1 

∞ 

∞ 

∞ 

∞ 

∞ 

1 

1 1 

Picture 1. Structure of the database 

27


ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ КАРБОНАТА 

КАЛЬЦИЯ В ГИДРОКСИАПАТИТ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ, 

СОДЕРЖАЩЕМ ФОСФАТ-ИОНЫ 

Х. Метвалли, О.А. Иноземцева, Ю.И. Свенская, А. А. Скопцов, 

А.М. Захаревич, В.С. Аткин, Б. В. Парахонский*, Д.А. Горин 

Научный руководитель: д.ф.-м.н., профессор С.Б. Вениг 

Саратовский государственный университет 

имени Н.Г. Чернышевского, г. Саратов 

*Институт кристаллографии РАН имени А.В. Шубникова, г. Москва 

*Биотехнологический центр университета Тренто, Тренто 

Синтез микрочастиц гидроксиапатита является важным этапом в 

разработке новых материалов для применения в таких областях как 

катализ, медицина, а также для создания высокотехнологичных 

композитных материалов [1-5]. Данное исследование посвящено синтезу и 

характеризации монодисперсных контейнеров на основе гидроксиапатита 

кальция, имеющих средний размер 1.4± 0.1 мкм. Оригинальность нашего 

подхода состоит в перекристаллизации микрочастиц кристаллической 

формы ватерита в гидроксиапатит путем ионообменной реакции между 

карбонат-ионами в составе кристалла карбоната кальция и фосфат-ионами 

в объеме раствора. 

Частицы карбоната кальция получали методом соосаждения 

эквимолярных растворов карбоната натрия и хлорида кальция при 

ультразвуковой обработке реакционной смеси [6]. Концентрация 

использованных растворов, а также время ультразвуковой обработки 

варьировали от 1 до 0.33М и от 30 до 10 секунд, соответственно. 

Приготовленные образцы микрочастиц были исследованы методами 

сканирующей электронной микроскопии (SEM) и рентгеновской 

дифракции (XRD). Полученные результаты показывают присутствие в 

составе образца двух кристаллических форм карбоната кальция – кальцита 

и ватерита. Кроме того, полученные микрочастицы карбоната кальция 

имеют сферическую форму. Распределение по размерам было определено 

с помощью специального программного обеспечения Image J для анализа 

SEM изображений [7]. Установлено, что средний размер микрочастиц 

карбоната кальция составил 1.3 ± 0.1 µm. 

Затем полученные микрочастицы карбоната кальция были 

использованы как основа для формирования гидроксиапатита путем 

ионообменной реакции при выдерживании в водном растворе с 

концентрацией фосфат-ионов 1М в течение 2 дней. Методом сканирующей 

электронной микроскопии показано, что полученные микрочастицы 

гидроксиапатита также имеют сферическую форму, как и исходные 

28



темплатные частицы карбоната кальция, однако существенно отличную 

морфологию, так как поверхность частиц гидроксиапатита состоит из 

множества тонких игл. 

Наличие фосфора в составе полученных микрочастиц 

гидроксиапатита доказывали методом энерго-дисперсионного анализа 

(EDX). Полученные микрочастицы могут быть использованы для создания 

нанокомпозитов, которые имеют перспективы применения в ортопедии и 

стоматологии. 


1. J. Yu, M. Lei, B. Cheng, X. Zhao // Journal of Crystal Growth, 2004, 

261, pp. 566–570. 

2. H. Yang, N. Coombs, G.A. Ozin // Nature, 1997, 386, P. 692. 

3. T.S. Ahmadi, Z.L. Wang, T.C. Green, A. Henglein, M.A. El-Sayed // 

Science, 1996, 272. P. 1924. 

4. E. Matijevic // Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 1996, 1, P. 176. 

5. H. Colfen, L. Qi // Chem. Eur. J., 201, 7, P. 106. 

6. D. V. Volodkin, A. I. Petrov, M. Prevot, and Gleb B. Sukhorukov // 

Langmuir, 2004, 20, P. 3398-3406. 

7. NIH, http://rsb.info.nih.gov/ij/ 

ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА 

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛИАКРИЛАТА 

С.М. Залина, М.У. Хашиева 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Н.А. Адаменко 

Волгоградский государственный технический 

университет, г. Волгоград 

Интенсивное развитие техники, все более широкое использование 

полимерных материалов в различных отраслях (медицина, 

авиакосмические конструкции, ракетостроение, автомобилестроение, 

строительство, электротехника и электроника и др.) привело к 

необходимости в материалах с определенным сочетанием свойств. Это 

может быть достигнуто двумя путями – созданием новых полимеров или 

изменением свойств существующих термопластов, в том числе созданием 

композиционных материалов на их основе. Взрывное прессование (ВП) 

является одним из новых, перспективных способов получения изделий из 

термостойких трудноперерабатываемых полимеров, позволяющих 

реализовывать практически любое давление и обеспечить высокие 

физико-механические свойства полиарилата без применения мощного 

прессового оборудования. 

29


Целью данной работы являлось установление оптимальных 

технологических параметров ВП и его влияния на структурные изменения 

полиарилатов ДВ и Ф-1. Эффективность взрывной обработки в 

значительной степени определяется конструкцией применяемой схемы, 

поэтому ВП полиарилата осуществлялось нагружением скользящей 

ударной волной (УВ) и в цилиндрической ампуле. Параметры взрывного 

нагружения определяются типом и высотой заряда взрывчатого вещества 

(ВВ), в качестве которых использовались смесевые ВВ с различными 

скоростями детонации и в соответствии с расчетом давлением ударной 

волны от 0,67 до 3,8 ГПа. Для сравнения исследовались образцы 

полиарилата, полученные взрывным и статическим прессованием (СП) с 

последующим спеканием при различных температурах и временах 

выдержки. Исследование влияния взрывного воздействия на структурные 

изменения полиарилата проводилось методами рентгеноструктурного 

анализа (РСА). 

Для уменьшения вероятности деструкции полимеров в процессе ВП 

за счет высокой пористости (от 65 до 70%), перед ударным нагружением 

порошки полиарилатов подпрессовывались давлениями от 0,1 до 40 МПа. 

В результате проведенных исследований было установлено, что 

полиарилат ДВ максимальной плотностью обладает после ВП скользящей 

УВ давлением 0,67 ГПа с предварительной подпрессовкой давлениями от 

10 до 40 МПа. Плотность полиарилата Ф-1 после ВП скользящей УВ 

давлением 0,67 ГПа растет с увеличением давления подпрессовки и 

достигает своего максимального значения (1,21 Мг/м 3 ) при давлении 30 

МПа. Применение заряда ВП с большей скоростью детонации, 

обеспечивающего повышение давления ВП до 3,8 ГПа, не привело к 

увеличению плотности материалов, что обусловлено деструкцией 

полимеров. 

С целью повышения плотности и достижения необходимого уровня 

физико-механических свойств образцы полиарилатов, спрессованные 

скользящей УВ при давлении 0,67 ГПа, были подвергнуты спеканию. 

Температуры нагрева выбирались исходя из температурных характеристик 

полимеров и изменялись для полиарилата ДВ от 200 до 280 0 С, а для 

полиарилата Ф-1 от 260 до 340 0 С. Установлено, что при нагреве 

полиарилата ДВ до температуры 260 0 С, соответствующей температуре 

плавления полимера, происходит монотонное увеличение плотности 

полимера. Дальнейшее повышение температуры приводит к падению 

плотности в результате возникающей термоокислительной деструкции. 

Максимальное значение плотности полиарилата Ф-1 достигается при 

температуре 320 0 С. 

Результаты РСА статически спрессованного полиарилата ДВ с 

последующим спеканием при температуре 260 0 С показали, что он 

обладает низкой упорядоченностью структуры (степень кристалличности 

30



æ = 16-18 %), которая уменьшается до 10-12 % с увеличением 

продолжительности выдержки при спекании образцов с 20 до 60 минут без 

изменения среднего межслоевого расстояния С ам (4,983 нм). При ВП 

скользящей УВ давлением 0,67 ГПа создаются наиболее благоприятные 

(оптимальные) условия для процесса кристаллизации полиарилата ДВ (æ = 

20-22 %). Повышение давления ВП до 3,8 ГПа, приводит к снижению æ 

полимера, аналогично ВП в ампуле, и увеличению С ам до 5,215 нм, что 

подтверждает большую степень дефектности кристаллической структуры 

по сравнению со СП и ВП меньшим давлением (0,67 ГПа). 

Результаты РСА образцов полиарилата Ф-1 показали, что при 

взрывной обработке скользящей УВ с давлением прессования 0,67 ГПа и 

последующим спеканием при температуре 320 0 С наблюдается наибольшая 

структурная упорядоченность: С ам уменьшается до 4,132 нм, а æ 

составляет 8-10 %. ВП в ампуле приводит к уменьшению С ам до 4,040 нм и 

незначительно снижает æ полимера (до 4-6 %). Повышение давления ВП 

до 3,8 ГПа приводит к увеличению С ам до 4,272 нм без существенного 

изменения æ (5-7 %), что подтверждает большую степень дефектности 

кристаллической структуры по сравнению со ВП меньшим давлением 

(0,67 ГПа). 

Таким образом, применение ВП скользящей УВ при давлении 0,67 

ГПа и последующего спекания полиарилата ДВ в свободном состоянии и 

спекания под давлением полиарилата Ф-1 обеспечивает получение 

монолитного материала из порошков полимеров. Плотность прессовок 

после взрывного воздействия зависит от величины давления и исходной 

пористости образцов. Взрывная обработка оказывает влияние на процесс 

кристаллизации полиарилатов ДВ и Ф-1 при спекании, который зависит от 

способа нагружения. ВП скользящей УВ при давлении 0,67 ГПа 

обеспечивает наиболее высокую упорядоченность структуры полимеров с 

повышением степени кристалличности, а повышение давления взрывного 

воздействия до 3,8 ГПа, аналогично как и взрывная обработка в ампуле, 

приводит к их снижению. 

Авторы выражают благодарность научному руководителю, д.т.н., 

профессору Нине Александровне Адаменко за участие в проведении 

экспериментов и обсуждении полученных результатов. 

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ 

МК-2425.2011.8. 

31


ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ 

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 

ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА С ПОЛИОКСИБЕНЗОИЛОМ 

И.В. Лупиногин, В.В. Монахова 

Научные руководители: д.т.н., профессор Н.А. Адаменко, 

к.т.н., доцент Г.В. Агафонова 



Одним из направлений повышения эксплуатационных свойств 

полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе 

политетрафторэтилена (фторопласт Ф-4), широко используемых во многих 

отраслях промышленности, в том числе в медицине, является их 

модифицирование жесткоцепными полимерами, близкими по 

термостойкости, но обладающими более высокой прочностью и 

твердостью. Таким перспективным полимером является — 

полиоксибензоил (аропласт А-1), обладающий высоким модулем 

упругости, химической стойкостью, низким коэффициентом трения, а его 

композиции с фторопластом по эксплуатационным свойствам превосходят 

чистый фторопласт и бронзу. 

Целью данной работы является исследование структуры и свойств 

прессовок, полученных взрывным прессованием (ВП) порошковой смеси 

политетрафторэтилена (50%) с полиоксибензоилом (45%) и дисульфидом 

молибдена (5%). ВП осуществлялась по плоской схеме нагружения 

скользящей детонационной волной. Варьирование условий нагружения 

достигалось использованием различных типов взрывчатого вещества, с 

обеспечением давления от 0,9 до 4,6 ГПа. 

В результате исследований выявлено, что давление ВП не оказывает 

влияние на межслоевое расстояние аморфной фазы, а его повышение 

снижает степень кристалличности композиции до 30 %, увеличивая 

физическое уширение рентгеновских линий Ф-4 с 4,9 до 7,5 мрад, А-1 с 2,0 

до 4,2 мрад и МоS 2 с 3,8 до 8,3 мрад. При этом установлено, что с ростом 

давления ВП повышение дефектности структуры мягкой составляющей Ф- 

4 обусловлено в основном искажением кристаллической решетки, которое 

подтверждается увеличением относительной деформации кристаллической 

решетки полимера с 7,9 до 12,0 10 -3 , твердой составляющей А-1 за счет 

дробления кристаллитов в 2 раза. 

Исследования микроструктуры показали, что при давлении 2,8 ГПа 

полученная структура не имеет дефектов, а увеличение давления до 4,6 

ГПа в результате деструкции полимеров, дробления частиц и их 

32



неравномерной переукладки приводит к образованию пустот и 

микротрещин. 

Таким образом ВП давлением 2,8 ГПа позволяет получать 

качественные прессовки, а его повышение до 4,6 ГПа способствует 

образованию высокодефектной, неравномерной структуры со следами 

деструкции полимера, что снижает эксплуатационные свойства 

полученных материалов. 

ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ 

ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА ПРИ ВЗРЫВНОЙ ОБРАБОТКЕ 

А.Э. Герасимук 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Н.А. Адаменко 



Благодаря высоким физико-механическим показателям, 

теплостойкости, хорошей совместимости с биологическими тканями, и 

высокой химической стойкости, политетрафторэтилен, с успехом 

находит широкое применение в медицине. Потребности современных 

технологий диктуют необходимость улучшения эксплуатационных 

характеристик фторполимеров путём модифицирования имеющихся 

материалов. Перспективной для фторполимеров и композитов на их 

основе является технология взрывной обработки (ВО), которая позволяет 

создавать ударные волны, распространяющиеся с высокой скоростью от 

поверхности нагружения в глубину. Ранее проведенные исследования 

показали возможность изменения структуры, теплостойкости, 

термостойкости и прочностных свойств полимеров при ВО. 

В настоящей работе представлены результаты исследования 

порошка политетрафторэтилена (ПТФЭ) торговой марки Ф-4, 

обработанного по ампульной схеме взрывным давлением в ударном 

фронте 0,6 ГПа и длительностью 15 мкс. Такой вид нагружения 

приводит к крайне неоднородному распределению давлений и 

температур по радиусу ампулы, особенно в её центре. Изменения 

структуры изучались с помощью электронной сканирующей (ЭС) и 

атомной силовой (АС) микроскопии, ИК-спектроскопии. Образец Ф-4 

после ВО представляет собой двухслойное твёрдое образование, состоящее 

из сплошных островков, соединённых множеством пучков нанофибрилл 

диаметром 50-100 нм. При повышении давления до 1,5 ГПа происходит 

образование стержнеобразных частиц диаметром 50-200 нм с большим 

соотношением фтора к углероду (1,4 вместо 1,18) и плотных областей, 

33


состоящих из спёкшихся нанофибрилл шириной 30-50 нм, соединённых 

множеством пучков нитей нанофибрилл. 

Энергодисперсионный анализ выявил наличие железа в составе 

стержней, что говорит о проникновении атомов железа из стальной 

ампулы в поверхность обрабатываемого материала. Возможно 

возникновение взаимодействия между полимером и атомами железа, либо 

образование композита в результате воздействия в процессе ВО больших 

давления и температур. Для тёмной составляющей образца характерно 

большее количество плотных участков и меньшее фибриллярных структур. 

Фибриллярные структуры тёмной части образца имеют большую, чем в 

исходном полимере, длину. Повышенное содержание углерода в тёмной 

части (41.1%) относительно светлой (36.4%), говорит об образовании 

большего числа углеродных соединений, определяющих цвет 

составляющих. 

ИК-спектры тёмной и светлой составляющих обработанного ВО 

образца схожи, что говорит об идентичности молекулярного строения. 

Высокая степень кристалличности в светлой и тёмной части Ф-4 после ВО 

подтверждается наличием полос большой интенсивности в области 700- 

400 см -1 . Эти полосы характеризуют наличие регулярной цепи в 

кристаллической решётке. 

Таким образом, ВО существенно изменяет морфологию ПТФЭ. 

Образуются новые плотные участки, соединенные пучками нитей 

нанофибрилл, аналогично крейзинговым структурам, образующимся при 

термомеханическом растяжении плёнок полимера. Очевидно, что 

оптимальным подбором технологического режима при ВО можно 

создавать как компактированные (сплошные) фторполимерные продукты, 

так и пористые морфологические структуры крейзингового типа. При этом 

характер воздействия ВО зависит от исходного порошка, его размеров и 

фазового состава. 

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ и 

Администрации Волгоградской области (10-03-97016). 

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И СПЕКТРАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 

МЕМБРАН ИЗ ХИТОЗАНА 

П.С. Ерохин, М.Н. Киреев, Н.П. Коннов, Д.В. Уткин 

Российский научно-исследовательский противочумный институт 

«Микроб», г. Саратов 

Хитозан обладает рядом свойств, позволяющим биотехнологам 

рассматривать его как потенциальный компонент лекарственных, 

34



фармакологических препаратов. Он естественного происхождения, 

относится к возобновляемым ресурсам, биосовместим и биоразлагаем. Из 

него можно приготовить различные морфологические формы – растворы, 

гели, мембраны, капсулы и др. Хитозан имеет высокую сорбционную 

емкость, обладает антибактериальным и бактерицидным эффектом [1, 2]. В 

последнее время показана его иммуномодулирующая активность. 

В настоящее время инструментом для качественного и 

количественного изучения физико-химических свойств хитозана 

применяется сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ), которая 

позволяет исследовать биологические объекты на молекулярном уровне, 

не подвергая их внешнему воздействию трансмиссионного электронного 

микроскопа [3]. Методы СЗМ способствуют не только анализировать 

топографию и морфологические особенности объекта исследования, но и 

определять его локальные свойства – жесткость, пластичность и 

адгезивность. 

Цель работы заключалась в характеристике нативного и 

модифицированного хитозана методами контактной атомно-силовой 

микроскопии, а также методами спектрометрии. 

Для характеристики образцов использовали методы латеральных сил 

и модуляции силы режима непрерывного контакта. Работа проводилась на 

сканирующем зондовом микроскопе Solver P47-PRO (NT-MDT, Россия) с 

применением кремниевых кантилеверов СSG10 (NT-MDT, Россия), 

обладающих константой жесткости 0.1 Н/м и резонансной частотой 20 

кГц. 

Изучали образцы мембраны, приготовленные из хитозана с 

молекулярной массой 200 кДа. Модификация проводилась нанесением на 

исходный материал антигенов и специфических антител. 

Эффективность модификации препарата оценивали по следующим 

параметрам: 

1) наличие или отсутствие областей с различными коэффициентами 

трения и их характеристика; 

2) увеличение силы адгезии антител и антигенов к поверхности 

хитозана. 

На рисунке 1 представлены АСМ изображения нативного и 

модифицированного хитозана. 

35


Рис.1. АСМ изображения хитозана. Метод латеральных сил. 

А – нативный хитозан, Б – с антителами, 

В – с комплексом антиген-антитело 

При модификации хитозана антителами и комплексом антигенантитело, 

методом латеральных сил были выявлены различия в силе 

трения в областях связывания антител (100-160 нН) и комплекса антигенантитело 

(50-80 нН) с поверхностью хитозана. Эти области, возможно, 

отвечают за сорбцию антител к поверхности хитозана, а также за 

повышение активности взаимодействия антиген-антитело. Такие области 

не наблюдались на поверхности нативного препарата. 

Дополнительно, методом модуляции силы, было определено 

адгезионное взаимодействие хитозана с антителами и комплексом антигенантитело. 

Полученные данные представлены в таблице 1. 

Таблица 1 

Характеристики хитозана, определенные методами АСМ 

Препарат Молекул 

ярная 

Модифика 

ция 

Наличие 

областей с 

Размер 

частиц, 

Адгезия, 

нН/м 

масса, 

кДа 

различным 

трением, 

нН 

нм 

Хитозан 200 Чистый - - 6.6 

Хитозан 200 Антитела 100-160 300-350 14.85 

Хитозан 200 Антитела с 

антигенами 

50-80 350-500 17.6 

Увеличение силы адгезии подтверждает высокую способность к 

сорбции хитозана в отношении антител, иммуноглобулинов. 

Методами оптической спектрометрии были изучены свойства 

образцов хитозана. Показано, что они имеют минимальные значения 

коэффициентов поглощения при 635 нм. 

36



Рис.2. Спектр поглощения нативного хитозана 

Полученные характеристики изученных образцов нативного и 

модифицированного хитозана – повышенная сорбционная емкость в 

отношении антител и антигенов, оптические свойства, позволяют сделать 

вывод о его применимости при конструировании биочипов в качестве 

компонента подложек, удерживающего биологически активные вещества. 


1. Васильев Ю. М. Адъюванты гриппозных вакцин – современное 

состояние. Журн. микробиол. 2010; 1:100-110. 

2. Li B., Liu B., Su T., Fang Y., Xie G., Wang G. et al. Effect of chitosan 

solution on the inhibition of Pseudomonas fluorescens causing bacterial head rot 

of broccoli. Plant pathol. J. 2010; 26(2):189 – 193. 

3. Modrzejewska Z., Stawczyk J., Matyka K., Matyka M., Mroz I., 

Ciszewski A. Surface Microstructure of chitosan membranes – AFM 

investigated. Polish J. of Environ. Stud. 2006; 15(4A):84-87. 

37


ТЕХНОЛОГИЯ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА 

СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 

М.И. Бабаева 

Научный руководитель: д.б.н., профессор С.М. Рогачева 


имени Гагарина Ю.А., г. Саратов 

В настоящее время большое внимание уделяется разработке 

технологий дистанционного обследования пациентов. Известны примеры 

обслуживания пациентов в поликлиниках с дистанционным 

консультированием у врачей, передача данных кардиограммы и 

результатов других анализов по Интернету, проведение консультативных 

видеоконференций. Все эти технологии в основном направлены на 

получение консультаций крупных специалистов в определенных областях 

медицины на основе тщательно проведенных обследований, они 

позволяют сэкономить время и средства, как врачей, так и пациентов. 

Нами предлагается инновационная технология дистанционного 

мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы человека в условиях 

гелиогеомагнитной возмущенности и дополнительной антропогенной 

нагрузки. Целью ее использования является контроль состояния здоровых 

людей, находящихся в экстремальных условиях. Это актуально для лиц, 

работающих вахтовым методом, для сотрудников МЧС, водителей и др. 

Предлагаемая технология может быть также использована для 

предварительного тестирования и выявления работников, не устойчивых к 

изменению климата и гелиогеомагнитной обстановки, что позволит более 

качественно проводить подбор персонала для выполнения задач в 

нетипичных условиях и снизить риск развития сердечно-сосудистых 

патологий. 

Данная технология включает использование оригинального датчика 

ЭКГ первого отведения, подключенного к персональному компьютеру с 

выходом в Интернет, и специализированного WEB-портала «Гелиомед» 

(http://www.geliomed.kiev.ua), который был разработан в Институте 

проблем математических машин и систем НАН Украины (Киев) 

Вишневским В.В.[1]. 

Технологические аспекты измерений заключаются в следующем: 

1. Пользователь регистрирует группу обследуемых на WEB-портале 

«Гелиомед» или пациент регистрируется лично на данном портале. 

2. Пользователь или пациент настраивает свою клиентскую 

программу. 

3. Проводит измерения при помощи оригинального датчика ЭКГ 

первого отведения. 

38



4. Записывает измерения в свою локальную базу данных. 

5. Производит отправку измеренных данных для обработки на 

удаленный портал Гелиомед 

6. Результаты обработки попадают в центр сбора и анализа 

информации, где анализируются и отправляются пациенту в доступной 

форме с комментариями. 

Для внедрения технологии необходимо задействовать Центр 

обработки данных, который был создан для осуществления научноисследовательского 

проекта «Гелиомед» и находится в Институте проблем 

математических машин и систем НАН Украины (Киев), и создать Центр 

сбора и анализа информации на базе Лаборатории биофизических 

исследований Саратовского государственного технического университета 

имени Гагарина Ю.А. 

Для реализации проекта по внедрению описанной технологии 

необходимо: 

Завершить научные исследования по определению наиболее 

показательных параметров ЭКГ 1-го отведения, характеризующих 

состояние сердечно-сосудистой системы человека в условиях 

нестабильной геомагнитной обстановки и дополнительной антропогенной 

нагрузки. 

Приобрести серийно выпускаемый комплекс «Фазаграф», взамен 

пробного опытного образца данного прибора (датчика ЭКГ первого 

отведения). 

Приобрести современный компьютер для хранения и анализа 

получаемых данных. 

Заключить договор с Институтом проблем математических машин и 

систем НАН Украины (Киев) в лице Вишневского В.В. об оплате услуг по 

обработке данных на портале «Гелиомед». 

Провести рекламную компанию созданного Центра 

Научно-исследовательская составляющая проекта. 

В период с 2009 по 2011гг. (весной и осенью) нами проведен 

длительный биофизический мониторинг состояния сердечно-сосудистой 

системы человека. В эксперименте принимали участие 2 группы (по 6 чел.) 

функционально здоровых женщин в возрасте 20 лет (1-я группа – 

некурящие, 2-я группа - курящие) и 2 группы (по 7 чел.) функционально 

здоровых мужчин в возрасте 20 лет (1-я группа – некурящие, 2-я группа - 

курящие). В дни эксперимента все обследуемые проходили 

четырехкратную регистрацию параметров ЭКГ первого отведения в 

состоянии покоя, после стресс - теста, после физической нагрузки и 

минутного отдыха. Состояние сердечно-сосудистой системы человека 

оценивали по коэффициенту симметрии Т-зубца (Т) на ЭКГ. Изучено 

влияние половой принадлежности и неблагоприятных экологических 

39


факторов, а именно табакокурения, на процесс адаптации организма 

человека к вариациям солнечной активности. 

Мы планируем продолжить исследования в данном направлении, а 

именно: 

- проанализировать состояния сердечно-сосудистой системы 

человека, используя такие параметры как вариабельность частоты 

сердечных сокращений, вариабельность формы фрагментов Р,QRS, ST-T, 

соответствующих отдельным стадиям изменения электрической 

активности сердца (возбуждение предсердий, деполяризация и 

реполяризация желудочков) на интервале наблюдения. 

- проанализировать данные мониторинга с использованием метода 

автоматического поиска групповых эффектов, т.е. дней, в которые 

увеличивается количество артефактов внутри одной мониторинговой 

группы. Артефакт - это нетипичное отклонение характеристик 

кардиосигнала человека. 

- на основании анализа и статистической обработки полученных 

длинных рядов данных выявить наиболее значимые параметры сердечной 

ритмики, которые позволят производить более точный анализ состояния 

сердечно-сосудистой системы человека. 


1. Вишневский В. В., Рагульская М. В., Самсонов С. Н. 

Телекоммуникационные технологии в выявлении закономерностей 

функционирования живых систем // Технологии живых систем. – 2007. - № 

4. - С. 55-62. 

ЛАЗЕРЫ В КОСМЕТОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ 

Д.В. Глинов 

Научный руководитель: к.п.н., доцент Л.Ф. Добро 

Кубанский государственный университет, г. Краснодар 

В настоящее время существует ряд способов удаления 

новообразований: химический способ, воздействие экстремальных 

температур, удаление при помощи лазера и хирургическое иссечение. 

В медицинских целях используются, в основном, твердотельные и 

газовые лазеры (эрбиевый, неодимовый, рубиновый и александритовые 

лазеры, а так же углекислотный лазер (СО 2 – лазер)). 

Начиная с 2000 года, в городе Краснодар открываются клиники 

лазерной медицины, а так же центры косметологии и пластической 

хирургии. Они активно применяют эрбиевые (с длиной волны 2936 нм), 

40



неодимовые (с длинами волн 1064 нм и 532 нм) немецких фирм «CARL 

ZEISS MEDITEC», «Asclepion», «Multiline»[1]. 

В зависимости от назначения лазеры параметры его работы 

подбираются таким образом, чтобы преобладал тот или иной тепловой 

эффект. Например, терапевтические лазеры работают в диапазоне 

фотобиологических эффектов, лазеры, применяющиеся для остановки 

кровотечения, - в диапазоне коагуляции, а лазерные скальпели – 

преимущественно в диапазоне абляции. 

Для хирургического иссечения ткани в качестве контактного 

лазерного скальпеля используется Nd: YAG лазеры, излучение которых 

хуже поглощается тканями, что обеспечивает их коагулирующие свойства. 

В случае если необходима незначительная степень коагуляции, 

используется лазер с =1340 нм, в случае же если его коагулирующей 

способности недостаточно (обильные кровотечения), используется лазер с 

=1079 нм[2]. 

Эрбиевый лазер благодаря своей длине волны 2.94 мкм, 

соответствующей максимуму поглощения воды 12 000 см -1 , то есть в 10 раз 

эффективнее, чем излучение CO 2 -лазера), идеально приспособлен для 

точного поверхностного съема кожи с минимальными тепловыми 

повреждениями ткани. Благодаря этому данный лазер является 

незаменимым инструментом при лазерной шлифовке, удалении рубцов, 

невусов и т.д. Отсутствие коагуляции позволяет точно контролировать 

количество удаленной ткани, что делает процесс удаления менее 

травматичным и ускоряет процессы заживления. Эрбиевый лазер имеет 

естественный «барьер»: как только излучение достигает сосочкового слоя 

кожи, оно тут же поглощается кровью (основным элементом которой 

является вода) и уже не проникает глубже. Эпидермис удаляется 

полностью и аккуратно на всю толщину, повторяя все контуры кожи. 

Рубцевание при использовании данного лазера исключено, поскольку 

вторжение в более глубокие слои дермы невозможно. Время, необходимое 

для полного заживления составляет всего 5-7 дней, что в два-три раза 

быстрее случаев применения СО 2 – лазеров[3]. 

В ходе работы были проведены исследования удаление 

новообразований при помощи Nd:YAG лазера и процедуры пилинга лица 

при помощи Er:YAG. Данные были получены за период с 01.02.2009. по 

01.09.2011. при сотрудничестве с лазерной клиникой «Linline». 

За этот два года проведено 494 удаления новообразований при 

помощи Nd:YAG лазера. 474 удаления прошли успешно, без осложнений. 

В 20 же случаях появилось осложнение, вызванное попаданием инфекции, 

из-за нарушения реабилитационного периода пациентом. 

41


Удаление новообразований Nd:YAG 

лазером 

500 

100 

80 

Пилинг Er:YAG лазером 

400 

300 

200 

60 

40 

без осложнений 

застойная гиперемия 

100 

0 

Удаление 

новообразова 

ний Nd:YAG 


без осложнени 

осложнени я 

474 20 

без осложнений 

осложнения 

20 

0 

Пилинг Er:YAG 


без 

застойная гиперпигме 

осложнени 

гиперемия нтация 

й 

96 5 4 

гиперпигментация 

Рис.1 Графики удаления новообразований Nd:YAG лазером и пилинга кожи Er: 

YAG лазером 

За период с 2009-2011 год в клинике было проведено 105 процедур 

лазерного пилинга, из них у 96 процедур – без осложнений, у 5 пациентов 

появилась застойная гиперемия, 4 больных – гиперпигментация. 

Из полученных данных следует, что количество осложнений у 

пациентов, использовавших лазер в качестве инструмента удаления 

различного вида новообразований, крайне мало. К тому же есть и 

экономический смысл использования лазерного метода. После данного 

метода, снижается риск осложнения и уменьшается вероятность появления 

рубцов на коже. 


1. Д.В. Глинов, Л.Ф.Добро. Лазеры в косметологии и дерматологии. 

Труды VIII Всероссийской научной конференции молодых ученых и 

студентов «Современное состояние и приоритеты развития 

фундаментальных наук в регионах». Краснодар: Просвещение-Юг,2011. 

С.70-71. 

2. Б. Еремеев, К. Калайджян. Лазеры против морщин, Альманах 

“Косметика и медина”, 2000/2. Интернет-ресурс 

http://www.cmjournal.com/arc/r403.htm 

3. Е. Ковалькова, О. Удотов. Эрбиевый лазер как инструмент 

косметической хирургии, Альманах “Косметика и медицина”, 2000/2. 

Интернет-ресурс http://www.medlaser.ru/public/resurf-3.htm 

42



МУЛЬТИРЕГРЕССИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 

В ПРОГНОЗИРОВАНИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ИСХОДОВ 

БЕРЕМЕННОСТИ 

Е.О. Ена 

Научный руководитель: к.м.н., ассистент И.В. Медянникова 

Омская государственная медицинская академия, г. Омск 

Исследование проводится при государственной поддержке молодых 

российских ученых – Грант Президента РФ (МК-163.2011.7). 

Введение. Преэклампсия, преждевременная отслойка плаценты, 

замедленный рост плода, внутриутробная гипоксия, преждевременные 

роды сегодня остаются основными причинами материнской и 

перинатальной заболеваемости и смертности во всем мире [2, 3, 6]. 

Несмотря на многочисленные исследования, сегодня остаются 

неизвестными значимость каждого из факторов риска и механизмы 

регуляции патогенеза поздних акушерских осложнений [5, 7, 11]. 

Отсутствие объективных критериев ранней диагностики, эффективных 

профилактических и терапевтических мероприятий определяют сложность 

и актуальность проблемы акушерских осложнений. 

Целью данного исследования стало выявление предикторов 

неблагоприятных исходов беременности в I триместре гестации. 

Материалы и методы. В рамках когортного проспективного 

исследования, обследованы беременные проживающие на территории 

Омска, Сибирского федерального округа РФ. Участники исследования 

отбирались путем последовательной популяционной выборки из числа 

амбулаторных и стационарных пациентов в период 2009-2011 гг. 

Необходимое число исследуемых рассчитано на основе выборочной 

доли [8]. С учетом частоты изучаемых показателей в Омской области за 

предшествующий пятилетний период [4], за наименьшую долю выборки 

принят средний показатель преждевременной отслойки плаценты (1,2%). 

Наименьший размер выборки составил 2100 беременных, при 

доверительном уровне 95% [9, 10]. 

В исследование не включались женщины с суб- и декомпенсацией 

экстрагенитальной патологии, онкологическими заболеваниями, 

привычным невынашиванием, многоплодием, индуцированной 

беременностью, предлежанием плаценты, острыми вирусными/ 

инфекционными заболевания, пациентки, у которых состояние плода/ 

новорожденного было обусловлено врожденной патологией или родовой 

травмой. 

43


Кандидатами на исследование стали 2497 человек со сроком 

беременности до 12 недель. В соответствии с критериями исследования, 

когорту составили 2356 беременных, завершили исследование 2212 

пациенток. Проанализированы течение и исходы гестации у 2177 женщин. 

Результирующие осложнения оценивались по факту завершения 

беременности, после 28 недель: преэклампсия (668), преждевременная 

отслойка плаценты (20), замедленный рост плода (424), преждевременные 

роды (402), перинатальная заболеваемость, обусловленная внутриутробной 

гипоксией (680). 

Разделение на группы осуществлялось в зависимости от тяжести 

гестационных и перинатальных осложнений. В основную группу (группа 

А) вошли 1684 пациенток с осложнениями второй половины беременности 

легкой (А-1, N=1165), средней (А-2, N=340) и тяжелой (А-3, N=179) 

степени тяжести. Контрольную группу (группа В) составили 493 

женщины с физиологическим течением беременности, родов и периодом 

ранней адаптации новорожденного. 

Статистический анализ данных выполнен в Центре 

БИОСТАТИСТИКА (E-mail: leo.biostat@gmail.com) под руководством 

доцента факультета информатики Томского государственного 

университета, к.т.н., Леонова В.П. Процедуры статистического анализа 

выполнялись с помощью статистических пакетов SAS 9.2, STATISTICA 

10 и SPSS-20. 

Чтобы оценить вероятность развития поздних осложнений 

гестационного периода, используя в качестве потенциальных предикторов 

данные анамнеза и лабораторных исследований, которые входят в стандарт 

обследования женщин в I триместре беременности, был применен метод 

логистической регрессии [1, 12]. При оценке уравнений регрессии 

использовался метод пошагового включения и исключения предикторов, 

который ранжирует признаки в соответствии с их вкладом в модель. 

Относительный вклад отдельных предикторов выражается величиной 

статистики Вальда χ² (Wald Chi-Square), а также величиной 

стандартизованного коэффициента регрессии (Standardized Estimate). В 

качестве критерия согласия реального распределения наблюдений по 

отдельным градациям признака «исход гестации» и прогноза на основе 

уравнения логистической регрессии использовался процент правильной 

переклассификации (Concordant), а также величина коэффициента связи D- 

Зоммера (Somers'D). 

Результаты и обсуждения. В массиве данных рассматривались 2177 

случаев, которые имели полностью измеренные, непропущенные значения 

по всем анализируемым признакам. Зависимая переменная «исход 

гестации» ключала четыре градации «без осложнений», «осложнения 

легкой степени», «осложнения средней степени», «осложнения тяжелой 

степени». Для построения логистических уравнений использовались 115 

44



потенциальных факторов риска (независимые переменные), из них 100 

качественных и 15 количественных признаков. К факториальным 

(причинным) показателям были отнесены биологические, медикосоциальные, 

медико-организационные сведения пациенток, данные 

наследственного, соматического, акушерского, фармакологического 

анамнеза, а также результаты общего анализа крови и коагулограммы. 

Порядок включения отобранных предикторов, имеющих наибольшее 

значение, с указанием процента верного предсказания на каждом шаге, 

позволяет анализировать динамику предсказательной ценности 

предикторов. 

В результате пошагового отбора переменных итоговую 

статистически-значимую модель (p



1. Леонов В. Логистическая регрессия в медицине и биологии. URL: 

http://www.biometrica.tomsk.ru/logit_1.htm 

2. Преэклампсия : руководство / ред.: Г. Т. Сухих, Л. Е. Мурашко. – 

М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 586 с. – (Библиотека врача-специалиста). 

3. Макацария А. Д. Тромбозы и тромбоэмболии в акушерскогинекологи-ческой 

практике: молекулярно-генетические механизмы и 

стратегия профилактики тромбоэмболических осложнений : рук. для 

врачей / А. Д. Макацария, В. О. Бицадзе, С. В. Акиньшина. – М. : МИА, 

2007. – 1064 с. 

4. Россия в цифрах. Стат. сб. М.: Росстат, 2010. 

5. Тенденции в области материнской смертности: с 1990 по 2008 год 

[Электронный ресурс] / ВОЗ ; ЮНИСЕФ ; ЮНФПА и Всемирного банка. – 

Женева: ВОЗ, 2010. – Режим доступа: 

old.imapress.spb.ru›news/operative/operative. 

5. Тромботические состояния в акушерской практике / Ю. Э. 

Доброхотова [и др.] ; под ред. Ю. Э. Доброхотовой, А. А. Щеголева. – М. : 

ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 124 с. – (Библиотека врача-специалиста. 

Акушерство и гинекология. Хирургия). 

6. Юдаева Л. С. Тромбогеморрагические осложнения во время 

беременности и родов у больных с врожденными заболеваниями 

соединительной ткани / Л. С. Юдаева, А. Д. Макацария // Рус. мед. журн. – 

2006. – С. 11-16. 

7. Abalos E. The tools and techniques of evidence-based medicine / E. 

Abalos, G. Carroli, M. E. Mackey // Best Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. – 

2005. – Vol. 19, № 1. – P. 15-26. 

8. Bennett S., Woods T., Liyanage W.M., Smith D.L. A simplified general 

method for cluster-sample surveys of health in developing countries. // World 

Health Stat. Q. 1991. Vol. 44, № 3. P.98-106. 

9. Cross J.C. The genetics of pre-eclampsia: a feto-placental or maternal 

problem? / J. C. Cross // Clin. Genet. – 2003. – Vol. 64, № 2. – P. 96-103. 

10. Guidelines for investigating stillbirths: an update of a systematic 

review / P. Corabian [et al.] // J. Obstet. Gynaecol. Can. – 2007. – Vol. 29, № 7. 

– P. 560-567. 

11. Hosmer D.W. Jr., Lemeshow S. Applied logistic regression: 2nd ed. John 

Wiley & Sons, Inc. 2000, 397 p. 

46



НЕИНВАЗИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ 

ЗДОРОВЬЯ СУБЪЕКТОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ 

В.В. Грызунов, И.В. Грызунова, А.Г. Кузьмин 

Санкт-Петербургский государственный политехнический 

университет, г. Санкт-Петербург 

За последнее десятилетие существенно возросла заболеваемость 

среди молодежи, позволившая некоторым исследователям говорить о 

феномене «больного поколения». Прогрессирующий рост хронических 

заболеваний и полиморбидность определили приоритетные направления 

развития медицинской науки, одно из которых связано с развитием новых 

высокотехнологичных неинвазивных методов детектирования маркеров в 

выдыхаемом воздухе для проведения мониторинга состояния здоровья. 

Основная цель работы заключалась в разработке методологически 

обоснованной технологии обследования на основе принципов надежного 

функционирования организма, позволяющей сформулировать требования 

к архитектуре комплекса на базе квадрупольного масс-спектрометра, а 

также проведения численных расчетов оптимизации ионно-оптической 

схемы прибора. 

Архитектоника диагностического комплекса основывалась на 

следующих положениях: 

-реализация адаптивной программы формирует перестройку 

функционирования иерархически соподчиненных кислородтранспортных 

систем, отражающих степень напряжения регуляторных механизмов; 

-степень напряжения регуляции является важнейшим показателем 

надежности функционирования организма и риска срыва 

приспособительных механизмов; 

-закономерности развития физиологических, патологических 

процессов, индуцируют появление газометаболитных соединений в 

выдыхаемом воздухе, которые являются маркерами диагностики. 

Базовым элементом диагностического комплекса является 

квадрупольный масс-спектрометр, позволяющий детектировать газовую 

среду, в том числе – состав выдыхаемого человеком воздуха, на основании 

которого формируется индивидуальный метаболический портрет, 

позволяющий оценить риски срыва адаптационных механизмов, развития 

патологических процессов. По сути речь идет о дальнейшем развитии 

нового направления в медицине - хемосенсорной функциональной 

(неинвазивной) диагностики. Предварительный экономический анализ 

указывает, что использование газометаболитного анализатора с 

расширенными возможностями по наиболее вероятному сценарию 

предполагает за счет сокращения числа дополнительных обследований и 

47


врачей-специалистов без ущерба для здоровья пациентов получить 

экономию денежных средств в размере 106 тыс. рублей в месяц, а срок 

окупаемости комплекса составит 11,4 месяца. По пессимистическому 

сценарию экономия составит 58 тыс. рублей в месяц и в течение 28,5 

месяцев диагностический комплекс полностью окупится. 

Таким образом, проведенное концептуальное обоснование нового 

направления в функциональной диагностике, основанного на 

идентификации специфических и неспецифических летучих маркеров 

патологических процессов в выдыхаемом воздухе, подтверждает 

необходимость и перспективность разработки газометаболитного 

анализатора с расширенными возможностями, а предварительные расчеты 

показали его экономическую эффективность от внедрения в 

медицинскую практику. 

ДИНАМИЧЕСКИЙ ИНТРАОПЕРАЦИОННЫЙ 

ФИБРОБРОНХОСКОПИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ 

В.В. Грызунов, И.В. Грызунова 

Санкт-Петербургский государственный политехнический 

университет, г. Санкт-Петербург, 

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. 

акад. И.П. Павлова г. Санкт-Петербург 

Устойчивая тенденция повышения заболеваемости и смертности от 

рака легкого на фоне демографического постарения населения 

сохраняется практически во всех экономически развитых странах. 

Увеличение случаев первичной запущенности рака легкого 

предопределяет необходимость проведения расширенных и 

комбинированных хирургических вмешательств у пожилых людей на фоне 

полиморбидности и полифункциональной недостаточности. Несмотря на 

достигнутые успехи в области торакальной хирургии, частота 

послеоперационных осложнений составляет 45-58%, а летальность 11- 

12%. Сложившаяся ситуация требует разработки и внедрения метода 

минимизации хирургического риска, развития бронхолегочных 

осложнений. В целях повышения безопасности больных в 

интраоперационном и раннем послеоперационном периодах, снижения 

риска развития бронхолегочных осложнений, обеспечения проходимости 

дыхательных путей при эндотрахеальной интубации был методологически 

обоснован, разработан и внедрен в клиническую практику метод 

многоэтапного интраоперационного фибробронхоскопического 

мониторинга. Основным назначением метода является недопущение 

нарушений в трахеобронхиальной системе больных с сопутствующей 

48



бронхолегочной патологией, предупреждение инфицирования 

непораженных зон легкого, формирования свободно мигрирующего 

фрагмента опухоли, введение управляемого катетера для постоянной 

аспирации секрета, поступающего из удаляемых сегментов легкого, во 

время сложных многочасовых хирургических вмешательств. Принцип 

многоэтапности мониторинга включает в себя последовательный и 

целенаправленный контроль за состоянием верхних дыхательных путей во 

время операции и основывался на решении следующих задач: оценка 

положения интубационной трубки, состояния трахеобронхиального 

дерева, распространенности патологического процесса; проведение 

санационных мероприятий, направленных на предупреждение 

инфицирования непораженных участков легкого; введение под 

эндоскопическим контролем управляемого катетера для постоянной 

аспирации секрета, поступающего из удаляемых отделов легкого; 

визуальный контроль за механическим пересечением и ушиванием культи 

бронха пораженного легкого, особенно при экзофитных формах рака 

легкого, снижавший риск появления свободно мигрирующего фрагмента 

опухоли и опасность прошивания эндобронхиальной трубки при 

раздельной интубации; оценка состояния культи бронха и проведение 

посегментарного бронхиального микролаважа или бронхоальвеолярного 

лаважа растворами антисептиков или антибиотиков; проведение 

диагностической и лечебной фибробронхоскопии с последующей 

экстубацией и оценкой состояния голосовых связок и подсвязочного 

пространства. 

Сравнительный анализ эффективности интраоперационного 

фибробронхоскопического мониторинга и заключительной санационной 

эндоскопии во время операции при анестезиологическом обеспечении 149 

больных раком легкого в возрасте от 52 до 73 лет со степенью 

распространенности опухолевого процесса T1-2N1M0; T1-3N02M0; T1- 

4N03M0 с признаками нарушения бронхиальной проходимости и 

выраженной мукоцилиарной недостаточности продемонстрировал 

высокую эффективность динамического эндоскопического контроля, 

включавшего в себя интубационную, диагностическую и санационную 

эндоскопию. 5 больным из-за особенностей верхних дыхательных путей 

интубация проводилась под контролем фибробронхоскопа. В 29 случаях в 

предоперационном периоде выявлены признаки деформирующего 

эндобронхита, что потребовало изменить характер санационных 

мероприятий. У 17 больных обнаружены признаки трахеобронхиальной 

дискинезии I и II степени, что отразилось на характере мероприятий в 

раннем послеоперационном периоде. В 12 случаях были удалены 

свободные фрагменты опухолевой ткани, что позволило снизить риск 

метастазирования. 

49


Таким образом, интраоперационный фибробронхоскопический 

мониторинг у больных раком легкого может рассматриваться как 

обязательный компонент системы предупреждения экстремальных 

состояний в хирургии легких. 

ПРЕЦИЗИОННЫЙ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ СПИРОМЕТР 

Е.М. Цуркина 

Научный руководитель: д.т.н, профессор З.М. Юлдашев 

Санкт-Петербургский государственный электротехнический 

университет им. В.И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петербург 

Статистика заболеваний в мире показывает резкое увеличение в 

последние годы количества людей с хронической обструктивной болезнью 

легких (ХОБЛ). Эта болезнь на поздней стадии развития часто приводит к 

летальному исходу. Одним из эффективных методов ранней диагностики 

ХОБЛ является спирометрия. Однако большинство существующих 

спирометров используют или турбинные или двунаправленные цифровые 

датчики объема, которые имеют низкую чувствительность и не позволяют 

фиксировать кратковременные изменения воздушного потока в полное 

мере, что не дает объективную информацию о функции внешнего дыхания 

пациента. 

Цель исследования - разработка прецизионного спирометра, 

позволяющего определять незначительные изменения воздушного потока 

при вдохе-выдохе во времени. 

Объект исследования - микропроцессорный спирометр на основе 

датчика воздушного потока. 

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи: 

1. Провести анализ функциональной схемы спирометра с выбранным 

датчиком потока; 

2. Предложить варианты коммуникация спирометра с персональной 

ЭВМ; 

3. Разработать структуру спирометра на основе микроконтроллера; 

4. Разработать программно-алгоритмическое обеспечение 

прецизионного спирометра. 

Для решения поставленных задач предлагаются следующие 

подходы: 

1. Использование подключения микропроцессорного спирометра к 

персональной ЭВМ по протоколу USB в целях интеграции 

разрабатываемого спирометра в составе медицинских комплексов 

различного назначения. 

50



2. Обеспечение функциональной гибкости спирометра за счет 

использования адаптивного алгоритма ввода, предварительной обработки 

и передачи измерительной информации с датчика воздушного потока. 

Общий принцип работы разрабатываемого спирометра заключается в 

следующем: на вход датчика мостовой схемы поступает разность давлений 

с преобразователя потока. Разность давлений преобразуется в аналоговый 

сигнал и усиливается. При этом сигнал с датчика дифференциального 

давления и датчика температуры поступают на усилитель с блоком 

линеаризации выходного сигнала. После этого аналоговый сигнал 

поступает на аналоговый вход микропроцессора, где он преобразуются в 

цифровой код и поступает в процессор электронного блока для обработки. 

Обработанная процессором цифровая последовательность передается в 

персональную ЭВМ для дальнейшего анализа. ПЭВМ производит расчет 

параметров дыхания и представление их в табличной форме, 

формирование предварительного медицинского заключения, вывод на 

печать итогового протокола с изображением спирограмм, таблиц и 

заключения, а также хранение информации в базе данных. 

По своей структуре микропроцессорный спирометр состоит из трех 

блоков: датчик воздушного потока, блок обработки и блок связи с 

персональной ЭВМ. Рассмотрим каждый из блоков более подробно. 

Датчик воздушного потока - несомненно важная часть в 

спирометрической системе. Так как мы стремимся получить данные о 

незначительных изменениях воздушного потока при вдохе-выдохе во 

времени, то нам требуется обеспечить высокую динамическую 

чувствительность. Проведя анализ различных датчиков, выберем 

полупроводниковый датчик воздушного потока AWM5104VA фирмы 

Honeywell. Данный датчик состоит из 2-х чувствительных тонкостенных 

мембран с интегрированными в них чипом микромоста, что позволяет 

находится ему в прямом контакте с потоком воздуха. За счет малой 

толщины мембран инерционность системы стремится к нулю, 

соответственно появляется возможность отслеживать незначительные по 

времени и по величине изменения потока воздуха. Датчик содержит схему, 

которая выполняет увеличение, линеаризацию и температурную 

компенсацию с выдачей стандартного сигнала в диапазоне 1-5В. 

Блок обработки представлен микропроцессорной системой на основе 

8-разрядного RISC-микроконтроллера. Выберем микропроцессор Atmel 

AVR ATmega32, содержащий 10-разрядное аналого-цифровой 

преобразователь последовательного приближения, предназначенный для 

измерений параметров сигналов с высокой точностью и большим 

динамическим диапазоном, поступающих с входных датчиков. 

Анализируя технические параметры выбранного микропроцессора 

можно сказать, что его вычислительной мощности хватает для обработки 

всего потока данных. А так же появляется возможность проводить чтение 

51


данных одновременно с записью рассчитанных результатов, что позволяет 

в режиме "реального времени" наглядно строить кривую потока-объема и 

дает возможность оператору контролировать процесс обследования. 

Блок связи с персональной ЭВМ представлен одним из вариантов 

реализации связи по USB-порту. 

Схемотехническое решение микропроцессорной системы и блока 

связи с персональной ЭВМ представлено в виде платы - опытного образца 

для дальнейших исследований и анализа лучшего варианта решения 

максимальной чувствительности и точности преобразования сигнала с 

датчика воздушного потока для получения полной информации о функции 

внешнего дыхания пациента. 

Программное обеспечение микропроцессорного спирометра решает 

следующие задачи: 

- инициализация датчика воздушного потока, 

- считывания данных с датчика в виде аналогового сигнала и 

преобразование его в цифровую форму, 

- предварительная обработка полученных значений и их приведение 

к виду удобного для визуального анализа, 

- вывод данных по запросу центральной программы персональной 

ЭВМ. 

У существующих спирометров погрешность при измерение 

допускается 3-5%. Полупроводниковый датчик воздушного потока 

обеспечивает повторяемость и гистерезис измеряемых данных максимум 

±0,5%. Абсолютная ошибка при аналого-цифровом преобразовании 

возможна ±0,2%, то суммарная погрешность около 0,7%. Разработанный 

микропроцессорный спирометр обладает почти на порядок лучшими 

метрологическими характеристиками чем серийные образцы. 

В соответствии с поставленными задачами были получены 

следующие результаты: 

1. Разработана функциональная схема прецизионного 

микропроцессорного спирометра, удовлетворяющего медико-техническим 

и метрологическим требованиям. Спирометр использует прецизионный 

датчик воздушного потока AWM5104VA фирмы Honeywell с 

погрешностью преобразования не более 1,5% и микроконтроллер 

ATxmega32; 

2. На основе созданной функциональной схемы и выбранного 

варианта реализации протокола разработаны две печатные платы для 

дальнейшего анализа и выбора лучшего варианта решения максимальной 

чувствительности и точности преобразования сигнала с датчика 

воздушного потока для получения полной информации о функции 

внешнего дыхания пациента; 

52



3. Разработан алгоритм работы спирометра и его программное 

обеспечение, позволяющее интегрировать прибор в диагностические 

системы. 

МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРНЫХ АППАРАТОВ В 

ЭКОЛОГИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ 

А.С. Петухов 

Научный руководитель: д.ф.м.н., профессор М.Ф. Умаров 

Вологодский государственный технический 


Повсеместно используются эксимерные лазеры, которые в своем 

составе имеют лазерную камеру, замкнутую систему регенерации газовой 

смеси (благородных газов Ar, Xe, Ne, He), включающую устройство 

прокачки, геттер (газопоглотитель), систему напуска благородных газов и 

источник газообразного хлористого водорода. 

Зачастую, недостатком существующих лазерных аппаратов[1] 

является высокая стоимость эксплуатации лазера из-за повышенного 

расхода дорогостоящих благородных газов. Кроме того, при работе 

криогенной очистки расходуется жидкий азот, что также повышает 

стоимость эксплуатации. Другим недостатком системы является 

необходимость работы с чистыми галогенами (F 2 , Cl 2 , газообразный НСl) 

или их смесями с благородными газами (Не или Ne), поэтому всегда 

существует опасность отравления обслуживающего персонала и пациентов 

в случае утечки газа, общее количество которого может быть 

значительным для обеспечения необходимого времени работы лазера. 

Целью данной работы является замена источника хлористого 

водорода HCl (баллона с газом HCl) на геттер. Преимущества данного 

предложения заключаются в уменьшении риска для обслуживающего 

персонала и пациентов, а также повышение экономичности использования 

смеси благородных газов. Геттер предлагается выполнять на основе 

щелочных и щелочноземельных металлов (Сa, Ba, Mg, K, Na, Li) или их 

смеси, которые взаимодействуют с большинством продуктов распада 

газовой среды эксимерного лазера, а также со всеми компонентами 

атмосферного воздуха (кроме Ar) с N 2 , O 2 , CO 2 и Н 2 О. Рабочий диапазон 

температур геттера лежит в пределах от 20 до 600 о С, в зависимости от 

энергии активации используемого металла. Лучшим выбором будет 

натриевый геттер, т.к. натрий является и очень дешевым металлом из 

перечисленных выше, и самым распространенным из них. 

Принцип работы предлагаемой лазерной установки заключается в 

следующем. В цепь по току газа (4) следует включить генератор 

53


газообразного НCl (1), который добавляют в газовую смесь благородных 

металлов (Ne:Ar, He: Xe, Ne:Kr и некоторые др.). 

Рис. 1. Принципиальное устройство предлагаемой лазерной установки 

Газовая смесь (2) попадает в геттер (3), где происходит удаление 

примеcей в результате химичеcких реакций. Уcтройcтво управления 

генератором НСl (5) поддерживает требуемую в данный момент времени 

концентрацию HСl в лазерной смеси. Изменяя температуру нагревателя в 

диапазоне от 20 до 200 о С можно контролировать количество и скорость 

выработки 

HCl. 

В предлагаемом генераторе НСl с двухкамерным объемом осуществляется 

нагрев только одного химического компонента - серной кислоты, которая 

заполняет нижнюю камеру. Образующиеся в результате нагрева пары 

серной кислоты проникают сквозь решетку в верхнюю камеру, в которой 

находится твердый хлорид натрия: 

o 

200 C 

2NaCl 

H 

2 

SO4 

 

Na2SO4 

2HCl 

 

(1) 

Геттер предлагается выполнять из того же Na: 

4Na O2 2Na2O 

2Na 2H 

2O 

2NaOH 

H 

2 

 

(2) 

Na2O 

H 

2O 

2NaOH 

Система 2 показывает, что реагирует не только сам натрий, но и 

продукты первичных реакций. 

Система 3 показывает, что в результате реакции геттера со смесью 

газов и галогена образуются твердые и жидкие соединения, не влияющие 

на дальнейшую работу лазера, значит, способствуют улучшению качества 

работы. Также за счет замкнутого кругооборота веществ достигается 

высокий уровень экономии газовой смеси и высокая чистота последней. 

Благодаря предложенному геттеру, хлорид натрия NaCl вновь поступает в 

генератор, где вступает в реакцию с парами серной кислоты. Полученный 

хлористый водород реагирует со смесью благородных газов и цикл 

повторяется. 

54



6Na 

N 

Na O CO 

2 

2Na 

H 

2 

2 

2Na 

N 

2 

Na CO 

2NaH 

2Na 

2HCl 

2NaCl 

H 

2HCl 

Ne : Ar NeCl : ArCl H 

2HCl 

He : Xe HeCl : XeCl H 

Na ArCl NaCl Ar 

Na XeCl NaCl Xe 

3 

2 

3 

2 

 

Na KrCl NaCl Kr 

Натриевый геттер позволяет получить более безопасный и 

экономичный эксимерный лазер, в котором расход благородных газов, 

серной кислоты и хлорида натрия снижен по сравнению с использованием 

баллона с готовым хлоридом водорода. 


1. Жуков Б.Н., Лысов Н.А., Бакуцкий В.Н., Анисимов В.И. Лекции по 

лазерной медицине: Учебное пособие. – Самара: СМИ, 1993. – 52 с. 

2. Канюков В.Н., Терегулов Н.Г., Винярский В.Ф., Осипов В.В. 

Развитие научно-технических решений в медицине: Учебное пособие. – 

Оренбург: ОГУ, 2000. – 255 с. 

2 

2 

 

 

(3) 

АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СТУДЕНТОВ 

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА КУБАНСКОГО 

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА 

В.А. Фёдорова 

Научный руководитель: к.п.н., доцент Л.Ф. Добро 


Занятия физическими упражнениями являются сильным 

профилактическим и лечебным фактором. Систематические занятия 

спортом увеличивают устойчивость организма к неблагоприятным 

факторам. Цель физического воспитания в вузе – содействие подготовке 

гармонично развитых, высококвалифицированных специалистов. В 

процессе обучения предусматривается решение таких задач как 

воспитание высоких волевых и физических качеств, укрепление здоровья, 

приобретение необходимых знаний по основам теории и организации 

физического воспитания. 

55


По характеру проявления психофизических качеств у студентов 

можно отнести к представителям профессий, чей труд вызывает 

постоянное умственное напряжение и требует длительного внимания. У 

них один из самых продолжительных рабочих дней - 8-9 часов, что 

составляет в неделю 50-60 часов. 

Вынужденное ограничение двигательной активности при 

умственной деятельности сокращает поток импульсов от мышц к 

двигательным центрам коры головного мозга. Происходит снижение 

возбудимости нервных импульсов и, следовательно, умственную 

работоспособность. Отсутствие динамических мышечных напряжений, а 

также механическое сдавливание кровеносных сосудов задней 

поверхности бедер в положении сидя снижает интенсивность 

кровообращения, ухудшает кровоснабжение головного мозга, осложняет 

его работу. Составляя 2-3% от веса тела, мозговая ткань поглощает в 

состоянии покоя 20% кислорода, потребляемого всем организмом. 

В течении 80% учебного года суммарная двигательная активность 

большинства студентов не превышает 50%. В период сессии эта цифра 

уменьшается в 1,5 раза. Динамика макроморфологических и 

функциональных показателей физического развития, состояние здоровья, 

умственной и физической работоспособности находится в зависимости от 

объема двигательной активности – чем ниже уровень двигательной 

активности, тем хуже эти показатели. 

В Кубанском Государственном университете было проведено 

исследование среди студентов физико-технического факультета. (См. 

график 1). Установлено количество занимающихся в общей и средней 

группе, а так же группе освобожденных. В ходе исследования было 

отмечено снижение уровня физической подготовленности студентов (от 

четвертого к первому курсу). Так на I курсе в общей группе 118 человек, 

что составило 57% от общего числа первокурсников. На II курсе – 81 

человек (58,2%), на III курсе – 101 человек (64,7%), на IV курсе – 71 

человек (65,7%). Изучение состояния соматического здоровья студентов 

группы освобожденных показало, что наиболее низкие показатели 

комплексной оценки здоровья наблюдаются у студентов I курса, в отличие 

от студентов II и III курсов. Первокурсники характеризуются «ниже 

среднего» и «низким» уровнем физического здоровья, студенты II-го III – 

го курса – «средним» и «выше среднего» уровнями, студенты IV-го курса – 

«средним». уровнем физического здоровья. 

Высокий уровень функционального состояния определен только у 

20,5%, средний – у 50%, низкий – почти у 30% студентов. Биологический 

возраст у 83% студентов превышает паспортный. В ходе исследований 

было замечено снижение физической работоспособности от первого курса 

к четвертому. Зачастую это связано со сменой привычного ритма жизни 

первокурсников. Кроме того, число студентов, нарушающих режим дня, на 

56



четвертом – пятом курсах гораздо меньше, чем на первом – третьем 

курсах.Образ жизни студентов не соответствует эволюционно 

сложившимся принципам, что приводит к перегрузкам, поломкам 

механизмов адаптации и нарушению здоровья. 

График 1. Распределение студентов I – IV курса по группам здоровья 

Регулярные занятия физической культурой и спортом способствуют 

нормализации двигательных (моторных) процессов, координации, 

помогают восстановить утраченные функции организма. Нагрузки должны 

распределяться в зависимости от функционального состояния, 

тренированности, физиологии студента. Должен осуществляться 

непрерывный контроль за реакциями организма на тот или иной вид 

физической нагрузки (ЧСС, давление, дыхание, потоотделение, цвет 

кожного покрова). При условии рационального распределения физической 

нагрузки, занятия физической культурой будут иметь положительное 

воздействие на организм: увеличение размеров сердца (причем различные 

формы двигательной активности имеют и различные возможности по 

совершенствованию сердца), улучшение работы печени (кроссы 

стимулируют работу печени, что положительно сказывается на работе 

ЖКТ и кровеносной системы). При занятиях спортом на свежем воздухе 

мозг обогащается кислородом, это способствует более продуктивной 

работе на лекциях и семинарах. Длительные пробежки способствуют 

увеличению объема легких. 

Таким образом, в ходе исследований было установлено что: 

у студентов, систематически занимающихся физическими 

упражнениями не менее 3-х раз в неделю, наступают положительные 

достоверные функциональные сдвиги в организме; 

в организме студентов, независимо от медицинской группы, 

прекративших занятия физическими упражнениями после второго курса, 

за пять лет преобладают отрицательные сдвиги (особенно со стороны 

сердечно – сосудистой системы); 

57


для предупреждения отрицательных и развития 

положительных функциональных сдвигов в организме студентов 

необходимы занятия физическим воспитанием не менее 3-х раз в неделю 

в течение всего периода обучения в вузе. 

Для привлечения большего количества студентов к занятиям 

физической культурой и спортом, необходимо проводить разнообразные 

мероприятия, которые способствуют повышению их мотивации к 

занятиям. В процессе физического воспитания в учебном заведении 

необходимо постоянно проводить мониторинг, учитывать пожелания, 

физические возможности студентов и состояние материально-технической 

базы. Необходимо повышать качество организации и проведения учебных 

занятий дисциплины «физическое воспитание», включая современные 

оздоровительные системы, реализовывая индивидуальный подход к 

студентам. 


1. Л.Ш. Шаймарданова, Н.А.Петрова. «Методические рекомендации 

по организации занятий физической культурой для студентов» - 2008. 

2. Виноградов П.А., «Физическая культура и здоровый образ жизни» 

- М., 1990. 

3. Виленский М. Я., Зайцев А. И., Ильинич В. И. «Физическая 

культура для студентов: Учебник для вузов» – М.: Гардарики,2001. 

БИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ 

ЛЕТЧИКА ВО ВРЕМЯ ПОЛЕТА В АВИАЦИОННОЙ, 

ВОЕННО-АВИАЦИОННОЙ И ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЕ 

Н.Н. Гусева 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Т.В. Истомина 

Московский авиационный институт, г. Москва 

Мониторинг летчика во время полета повышает вероятность 

благополучности полета. В настоящее время контроль летного состава в 

основном проводится перед полетом. В тоже время на большой высоте 

существует много опасностей, от которых не застрахован даже самый 

опытный летчик. Такие опасности, как разгерметизация кабины, воздушные 

ямы, перепады атмосферного давления и др. 

В итоге могут возникнуть значительные осложнения при перелете 

(такие, например, как гипоксия, изменение состава крови, резкий скачок 

давления, потеря сознания). 

58



Вследствие этого была разработана биотехническая система с двойным 

контуром, которая состоит из следующих блоков: 

1. Блок приборных датчиков – измерения от каждого прибора (входит в 

блок снятия показаний) 

2. Блок снятия показаний, который встроен в костюм и кресло летчика 

проводит снятие показаний, измерений и распределяет сигналы в соответствие 

с их точностью. (В блоке снятия показаний стандартные исследования – ЭКГ, 

ЭГГ, тонометрия, ЭЭГ, стабилометрия, бесконтактный анализатор крови и 

др.). 

3. Блок усиления и предварительной фильтрации - позволяет добиться 

усиления сигнала и устранению с него элементарных помех. 

4. Блок передачи данных. 

5. Блок фильтрации сигнала – происходит фильтрация сигнала в 

соответствии с усредненными показаниями для данного рода исследований. 

6. Блок визуализации - вывод на экране ситуативных данных и 

рекомендаций. 

7. Блок АРМ-врача – находится, как правило, удаленно. 

8. Блок точного реагирования – в критических ситуациях выполняет 

действия по включению автопилота, катапультированию и т.д. в зависимости 

от ситуации и заданных функций. 

9. Блок обратной связи. 

10. Блок записи. 

Биотехническая система с двойным контуром позволяет 

Позволяет проводить высокоскоростной мониторинг всего 

организма в целом и выводить на экран показатели состояния летчика, с 

помощью которых сам пилот может контролировать свое самочувствие; 

С помощью системы можно проследить индивидуальные 

изменения в состоянии пилота и учитывать их (при изменении высоты над 

уровнем моря разные люди чувствуют себя по-разному, это может быть 

очень важно для пилотов-стажеров, которые еще не освоились и могут 

подвергаться воздействию, например, укачивания); 

получать записи показателей и их расшифровку с 

рекомендациями; 

система практически не отвлекает пилота и не требует никакой 

дополнительной поддержки в виде ассистента-медика; 

систему можно легко дополнять необходимыми датчиками и 

средствами диагностики в зависимости от необходимости, или наоборот, 

можно отключать незначительные на момент исследования компоненты. 

Система поможет предотвратить большинство несчастные случаи, 

произошедшие из-за состояния здоровья летчика. 

59


Рис.1. Схема биотехнической системы с двойным контуром 

Сокращения на схеме: биологический объект (в данном случае, 

пилот или член летного экипажа), ЭМГ – прибор, использующий метод 

исследования биоэлектрических (потенциалов, возникающих в скелетных 

мышцах человека при возбуждении мышечных волокон; регистрация 

электрической активности мышц [2], ЭГГ+ЭКГ - компьютерный прибор, 

предназначенный для одновременного длительного исследования 

электрической активности, длительного мониторинга кислотности и 

электрокардиограммы (ЭКГ) [3]Стабилометрия - стабилометрическое 

исследование основывается на регистрации параметров колебаний 

проекции центра масс обследуемого человека на плоскость 

стабилоплатформы. При этом регистрируются такие параметры, как, 

например: колебания проекции центра масс в саггитальной и фронтальной 

плоскостях (стабилограмма), скорость колебаний и траектория 

(статокинезиограмма) [4]. Тонометрия на схеме – устройство мониторинга 

артериального давления, ЭЭГ – энцефалографический усилитель, В блоке 

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь. 

Анализ связей, применяющихся в биотехнической системе: 1 – 

Прямая – мониторинг состояния летчика, снятие показаний, усиление 

сигнала, фильтрация сигнала, запись и передача сигнала, постановка 

временного диагнозом. 2 – Обратная – вывод полученных и обработанных 

данных на экран, рекомендации в соответствии с полученными данными. 3 

– Вторая обратная связь – включение необходимых систем для 

предотвращения внештатной ситуации. Все блоки соединены сообщаются 

между собой и могут уточнить информацию при возникновении ошибки. 

Таким образом, биотехническая система с двойным контуром в 

авиационной медицине сможет улучшить качество полета, повысит 

60



эффективность труда. В военной медицине сможет способствовать 

проведению серьезных операций без вреда для здоровья летчика. 

Таким образом, биотехническая система показана для длительного 

мониторинга летчикам, космонавтам, летной группе, а также в целях 

отслеживания и лечения каких-либо заболеваний, для подтверждения 

каких-либо диагнозов, требующих уточнения и непрерывного слежения. 

Количество подключаемых модулей регулируется в соответствии с 

требованиями к системе. Целесообразно преобразовать систему и в 

стационарный комплекс для всестороннего обследования в медицинском 

центре и оставить только необходимые устройства. Биотехническая 

система решит проблемы с транспортировкой больных, это тоже 

немаловажно, ведь необходимость транспортировки больных 

периодически возникает из-за природных катаклизмов, войн или просто 

из-за отсутствия необходимого оборудования и т.д. И самое главное, 

биотехническая система поможет правильно установить диагноз в 

кратчайшие сроки, т.к. одновременно производит несколько видов 

диагностик, что, несомненно, является важным ее достоинством. 


1. http://notam.ru/purposes.htm 

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/aerofobia 

3. http://www.aviavideo.ru/index.php?category=voenn 

4. Персон Р. С., Электромиография в исследованиях человека, М., 

1969. 

5. Рысс Е. С. Введение в гастроэнтерологию: Учебное пособие / 

СПб.: СпецЛит, 2005. — 175 с. : ил. 

6. http://www.biomera.ru/education 

7. http://www.gastroscan.ru/disser/popov-ai.pdf 

8. http://www.gastroscan.ru/physician/egg/index.php?sphrase_id=48412 

9. http://vz.ru/tags/1818/ 

10. http://www.roscosmoc.ru/ 

11. http://www.federalspace.ru 

61


ПОРТАТИВНЫЙ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС, 

ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В АВИАЦИОННОЙ МЕДИЦИНЕ 

А.Д. Грибанов 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Т.В. Истомина 

Московский авиационный институт, г. Москва 

В данной работе рассмотрены результаты разработки аппаратнопрограммного 

комплекса экспресс - диагностики состояния летного и 

диспетчерского состава на этапах профессионального отбора, 

предполетного мониторингаи послеполетной реабилитации. Определены 

основные направления совершенствования средств и методов экспресс - 

диагностикифункционального состояния организма. 

Человеческий фактор в статистике лётных происшествий остаётся 

доминирующим [1]. 

Современный уровень развития технический средств обработки и 

анализа диагностической информации показывает, что эффективность 

функциональной диагностики в авиационной медицине может быть 

улучшена. Решение данной задачи может быть получено за счёт 

разработки и внедрения в авиационную практику новых технологий 

исследований функционального состояния организма. 

Использование различных технических устройств совместно с 

компьютерами в медицинской практике позволяет решать ряд проблем 

диагностического, профилактического и лечебного характера. Научные 

исследования в области медицинских информационных технологий 

являются также актуальными в связи с тем, что современные разработки 

способны прийти на замену медикаментозной терапии, зачастую имеющей 

побочные эффекты [3]. 

В основе разработанной информационно-измерительной системы 

лежит принцип интегративной медицины, предполагающей объединения 

нескольких методик и средств их реализации при исследовании 

функционального состояния организма. Применение такого комплекса на 

практике делает доступным в рамках одного сеанса обследования 

реализовать сразу несколько методик с синхронной визуализацией и 

обработкой полученных результатов. Возможности комплекса 

обеспечивают повышение эффективности диагностики летного состава на 

этапах обследований при профессиональном отборе, перед и после 

полетом. Главная осообенность аппаратного-программного комплекса это 

составление полной картины функционального состояния организма на 

текущий момент, которое занимает очень мало времени (собственно 

снятие показаний прибора - до 10 минут, расшифровка и консультация – в 

зависимости от полученной картины). 

62



В комплектацию аппаратного комплекса входит ряд наиболее 

информативных каналов диагностики (канал АД-ФПГ, универсальные 

ЭКГ, ЭЭГ и ЭМГ каналы), связанных между собой и объединненных в 

портативный блок. Второй блок состоит из компьютера и встроненного 

программного обеспечения, позволяющего проводить диагностическое 

исследование и лечебные процедуры биоуправления. 

Мультидиагностический комплекс состоит из аппаратной и 

программной частей. Сигналы, снимаемые с биообъекта, фильтруются, 

поступают в программную часть комплекса, где происходит его обработка, 

составляется база данных, а затем программа дает медицинское 

заключение о состоянии здоровья пациента (члена летного и 

диспетчерского состава). 

Таким образом, за счёт разработки и внедрения в авиационную 

практику лечебно-диагностического комплекса, реализующего 

одновременное использование нескольких методик, позволяет добиться 

нового качества исследований и повысить достоверность диагноза на 

разных этапах (на этапе предполётной подготовки, в полёте и 

послеполётных условиях). Улучшится не только эффективность 

функциональной диагностики, но и появляется возможность лечения 

нарушений функционального состояния организма членов летного и 

диспечерского состава. 


1. Козлов В.В. Человеческий фактор: история, теория и практика в 

авиации. – М.: Полиграф, 2002. - 280 с. 

2. Лейченко С.Д., Малишевский А.В., Михайлик Н.Ф. Человеческий 

фактор в авиации. Кн. 1. - СПб.: – 2005. – 480 с. Кн. 2. - СПб.: – 2006. – 512 

с. 

3. Адамчук, А. В. Полифункциональный мультипараметрический 

реабилитационный комплекс для функционального биоуправления / А. В. 

Адамчук, С. М. Захаров, А. Н. Луцев, А. А. Скоморохов // Биоуправление 

4. Теория и практика. Новосибирск, 2002. С. 287-291. 

4. Анохин П.К. Принципы системной организации функций. – М.: 

Наука, 1973. С. 5-61. 

63


ВИЗУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ БОЛЬНОГО 

В ПРОЦЕССЕ ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ 

Э.Д. Якупова 

Научный руководитель: д.м.н. профессор А.И. Сафронов 

Пензенская государственная технологическая академия, г. Пенза 

Актуальность. Визуальная информация в лечебно-диагностическом 

процессе является одной из ведущих форм отражения состояния больного, 

поэтому интеллектуальные процессы, определяющие врачебную 

деятельность, в значительной степени опираются на образный компонент. 

Особенно это важно в медицине критических состояний, где фактор 

времени играет определяющую роль. 

Для клинициста, как правило, бывает более важным установить момент, 

когда значение параметра достигло определенного качественного уровня, 

нежели констатация его абсолютной величины. Подобный подход к оценке 

состояния пациента имеет ряд преимуществ. Одно из них заключается в 

том, что вниманию клинициста представляется не все множество 

определяемых параметров (у реанимационного больного их более 100), а 

только те из них, которые отклоняются от своих среднестатистических 

значений. При этом степени отклонений любых параметров сравнимы 

между собой в отличие от их абсолютных значений. Реально работающих 

компьютерных систем для этих целей в отделениях реанимации не 

существует. 

Цель исследования: разработка и реализация программного средства 

для визуального представления врачу результатов оценки жизненно 

важных параметров организма в процессе интенсивной терапии. 

Задачи исследования: 

1. разработка методики визуализации параметров организма, 

2. разработка программного обеспечения для визуализации 

динамики изменения параметров в процессе интенсивной терапии, 

3. клиническая апробация программного продукта. 

Материал и методы исследования. Изучена динамика синдрома 

системного ответа при воспалении у 2-х групп больных, лечившихся в 

отделении реанимации Пензенской городской клинической больницы 

скорой медицинской помощи им. Г.А. Захарьина, на 3, 5 и 7 сутки 

послеоперационного периода: 

1. 38 больных после плановой резекции желудка (контрольная 

группа), 

2. 34 больных с терминальной фазой разлитого гнойного 

перитонита. 

64



Использованы данные электронных историй болезней пациентов, а также 

справочник для перевода количественных значений параметров в их 

«качественные» характеристики («Справочник-69» для больных 

перитонитом), разработанный специалистами отделения реанимации. 

Программное обеспечение лабораторного образца разработано доцентом 

кафедры ИТММБС Сидоровой М.А. 

Результаты исследования и выводы 

В результате проведенного исследования апробирована система 

визуального представления параметров 72-х реанимационных больных, 

проведен сравнительный анализ двух групп больных, что послужило 

основанием, как для уточнения структуры справочников перевода 

количественных значений параметров, так и для совершенствования 

программных средств визуализации динамики состояния реанимационного 

больного в процессе проведения интенсивной терапии. 

ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ СБОРА ПЕРВИЧНОЙ 

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ 

ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ ВЫСОКОГО 

РАЗРЕШЕНИЯ 

А.В. Киреев 

Пензенская государственная технологическая академия, г. Пенза 

Среди наиболее распространённых методов, применяемых для 

визуализации трёхмерной внутренней структуры тела человека можно 

выделить ультразвуковые методики, компьютерную томографию (КТ), и 

MP-томографию. Каждый из этих методов позволяет визуализировать свои 

параметры и смеет свои достоинства и недостатки. Разрешающая 

способность ультразвуковых сканеров является средней (несколько 

миллиметров). Существуют так же ограничения по глубине зондирования 

(обычно максимальная глубина зондирования составляет 10-20 см). 

Акустическое изображение внутренней структуры обычно достаточно 

сильно искажено и по нему бывает сложно определить размеры с высокой 

точностью. 

Разрешающая способность метода компьютерной томографии (КТ) 

высока (до 0.02 мм), причём изображение сохраняет все геометрические 

пропорции внутренней структуры исследуемого объекта и в целом 

является значительно более объективным по сравнению с УЗИ - снимками. 

Недостатками компьютерной томографии является относительно высокая 

стоимость томографов. Хотя лучевая нагрузка на пациента в современном 

томографе значительно меньше, чем при обычной флюорографии, это тот 

факт сильно ограничивает область применения КТ. Разрешающая 

65


способность МР – томографии составляет доли миллиметра. Метод 

значительно лучше (по сравнению с компьютерной томографией) 

визуализирует структуры мягких тканей, позволяет выявлять различные 

опухоли и т.п. 

В связи с очевидными недостатками перечисленных выше 

томографических методов в настоящее время разрабатываются 

альтернативные методы, основанные на других физических принципах. 

Перспективность этих направлений определяется даже не столько 

ожидаемым снижением себестоимости диагностического оборудования, 

сколько возможностью получения новой дополнительной диагностической 

информации, которая при использовании существующих методов 

оказывается в принципе недоступной. Так электрическая импедансная 

томография позволяет визуализировать пространственное распределение 

электропроводности в теле исследуемого объекта. Применение этого 

метода открывает возможности получения принципиально новой 

информации. 

Идея получения пространственных распределений 

электропроводности хотя и весьма привлекательна, но является 

чрезвычайно трудно осуществимой. Основным препятствием на пути 

создания электротомографических установок с приемлемым 

пространственным разрешением является теоретический предел 

разрешающей способности, связанный с особенностями сбора первичной 

измерительной информации. Так с помощью N электродов удаётся 

получить примерно ~N 2 линейно независимых измерений поверхностного 

распределения потенциала. Для типичной экспериментальной установки из 

16 электродов получается лишь 104 независимых измерения, т.е. значения 

в элементах изображения будут независимы только когда его матрица 

имеет разрешение не более 10x10. 

В настоящее время в Пензенской государственной технологической 

академии в рамках ГРАНТа Президента РФ (проект МК-3362.2012.8) 

проводятся исследования в области создания метода электроимпедансной 

томографии высокого разрешения. Используемое техническое решение 

[1], заключающееся в одновременной инжекции электрического тока в 

исследуемый объект с помощью нескольких, стационарных электродов. 

При использовании зондирующих сигналов специальной формы это 

позволяет, как минимум на порядок увеличить разрешающую способность 

метода. 

Применительно к исследованию тканей головного мозга, благодаря 

жесткой поверхности и постоянству формы черепа, значительно 

упрощается решение серьёзной проблемы импедансной томографии - 

точного позиционирования электродов на поверхности исследуемого 

объекта. В случае 3-D картирования электропроводности необходимо 

использовать как минимум 4 инжекционных электрода, при условии 

66



одновременной инжекции через каждый из них переменного тока 

специальной формы. В отличие от классической РЭГ, в импедансной 

томографии инжекционные электроды не используются для снятия 

потенциалов. Это позволяет практически полностью устранить влияние их 

поляризации на результаты измерений и резко повысить чувствительность 

к пульсовым колебаниям электропроводности. Для снятия потенциалов 

используются отдельные электроды. На рисунке 1 представлена схема 

наложения электродов при 3-D картировании электропроводности 

головного мозга человека, основанная на стандартной схеме ЭЭГ 

отведений 10-20, в которой отведения F7, F8, Cz и Oz используются для 

инжекции внешнего тока. Остальные отведения используются по своему 

прямому назначению – для снятия потенциалов. 

Установлено что для достижения приемлемого пространственного 

разрешения при частоте 50 КГц продолжительность измерений должна 

составлять около 1 мс, т.е. включать в себя 50 периодов зондирующего 

тока. В данном случае для оцифровки сигналов будет достаточно 

использовать 8-битные ЦАП-АЦП, имеющие относительную погрешность 

на уровне 2,5 10 -5 . Для обеспечения требуемой точности погрешность 

линеаризации должна быть на уровне 0,4%. Согласно данным [2], при 

использовании для съёма потенциала отдельных неполяризующихся 

электродов это требование выполняется при амплитудах отклика 

напряжения не более 30 мВ. При базовом импедансе тела 100 Ом 

амплитуда зондирующего тока должна составлять не более 300 мкА, а 

среднеквадратическая амплитуда шумов не должна превышать 150 мкВ. 

Тогда относительная погрешность измерения импеданса будет на уровне 

0,01%. 

Рис.1. Схема наложения электродов при 3-D картировании 

электропроводности головного мозга человека 

67


В реализуемом опытном образце системы сбора первичной 

измерительной информации используется оборудования фирмы Advantech 

(плата PCI-1710 и клеммная плата PCLD 8710-А). PCI-1710 - 16 входовое 

12 битное АЦП с частотой дискретизации 100 КГц и входным 

сопротивлением более 10ГОм, устанавливаемое на шину PCI системного 

блока персонального компьютера. Для разработка программного 

обеспечения томографической системы, в частности алгоритмов 

реконструкции изображений, предполагается использование программного 

пакета Matlab, предоставляющего широкие возможности для реализации 

сложных алгоритмов обработки данных и обеспечивающего простое 

сопряжение с платой сбора данных PCI-1710 в реальном масштабе 

времени. 

Работа выполнена при поддержке ГРАНТа Президента РФ (проект 

МК-3362.2012.8) 


1. Патент RU 2008108562 A Способ получения томографического 

изображения тела/ Истомина Т.В., Киреев А.В.; заявка 2008108562/14, 

04.03.2008., опубл. 10.09.2009. 

2. Киреев А.В. О нелинейной природе импеданса биологических 

тканей. Известия ЮФУ. Технические науки. №8 (109). - Таганрог, 2010, - 

с.115. 

ВИРТУАЛЬНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ 

ДЖОУЛЬМЕТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ ОЦЕНКЕ ДИНАМИКИ 

ПРОТЕКАНИЯ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ 

ГНОЙНОМ ГАЙМОРИТЕ 

Ю.А. Кривоногова 

Научный руководитель: д.т.н., профессор С.М. Геращенко 

Пензенский государственный университет, г. Пенза 

В оториноларингологии одной из серьезных проблем является 

гайморит. Гайморит - это воспаление верхнечелюстной придаточной 

пазухи носа (гайморова пазуха или гайморов синус). Придаточные пазухи 

носа представляют собой образование в виде небольших пещерок, 

имеющих сообщение с полостью носа. Во время острого синусита (острого 

гайморита) воспалительный процесс захватывает главным образом слой 

эпителиальных клеток и лежащую под ним рыхлую ткань и кровеносные 

сосуды [1]. 

Воспалительный процесс поражает одну или обе верхнечелюстные 

пазухи. 

68



У пазухи общие стенки с полостью рта, полостью носа, глазницей. 

Поэтому самыми частыми осложнениями гайморита бывают воспаления 

легких, ангины и менингиты. 

Врач определяет гайморит после осмотра: вставляет в нос 

расширитель и визуально осматривает каждую ноздрю. Но точный диагноз 

можно установить лишь на основе данных рентгена. Больному делают 

рентгеновский снимок, и если есть гайморит, область между глазами и 

верхней челюстью будет непрозрачной, белой. В настоящее время в 

медицине для исследования воспалительных процессов околоносовых 

пазух применяются такие методы как диафаноскопия, диафанография, 

рентгенография, термометрия, эхографиия, компьютерная, 

магниторезонансная томография. Перечисленные методы способны 

предоставить информацию, характеризующую воспалительный процесс, 

но не решают проблему оценки его активности из-за низкой 

чувствительности и разрешающей способности. 

А так как неблагоприятное течение гайморита может привести к 

неприятным последствием, то очень важно своевременно принимать меры 

по предупреждению подобных осложнений. Это позволяет сделать 

джоульметрический метод. 

Протекающие в процессе воспаления изменения в тканях приводят и 

к изменениям их электрических параметров. По изменению электрических 

параметров тканей можно, используя различные электрохимические 

методы, определить наличие или отсутствие воспалительного процесса, 

контролировать его протекание, прогнозировать его дальнейшее развитие. 

Это позволит выбирать рациональную тактику лечения больных, 

оперативно ставить диагноз и определять сроки их реабилитации. 

Были проведены исследования в оториноларингологическом 

отделении областной клинической больницы им. Н.Н. Бурденко. Больным 

гайморитом на протяжении периода лечения делали прокол и промывали 

пазухи дистиллированной водой. Объем дистиллированной воды при 

каждой промывке был одинаковым. Раствор воды с гнойными 

выделениями после промывки закачивался в шприц и вводился в 

четырехэлектродный датчик проточного типа, приведенного на рис. 1. 

Рис.1. Датчик для оценки активности воспалительных процессов 

69


Измерения проводились с помощью джоульметрического прибора 

«ДИВО» на четырех токах 8 мкА, 22 мкА, 47 мкА, 104 мкА в течение 

периода лечения больных. Время измерений на каждом токе составляло 8 

секунд. . Измерялись значения работы затрачиваемой током на изменение 

исследуемых жидкостей; осуществлялась синхронная запись и оцифровка 

входного и выходного сигналов при каждом измерении, которые 

использовались в процедурах идентификации и получении, 

характеризующих биологические жидкости, параметров. 

Сигналы, снимаемые с датчика, оцифровывались и записывались в 

базу данных компьютера. Затем обработка данных осуществлялась в среде 

графического программирования Labview [3]. 

В среде графического программирования Labview [3] был разработан 

виртуальный прибор (рис.2), позволяющий вычислить обобщенное 

значение работы и произвести его декомпозицию. Для реализации данного 

метода необходимо определение характерных точек на кривой 

межэлектродного напряжения, по которым находятся значения четырех 

работ электрического тока и общее значение работы. 

Рис. 2. Виртуальный прибор для обработки джоульметрических сигналов 

На первой панели показаны графики, необходимые для анализа 

работы алгоритма, реализованного в виртуальном приборе. Выведен 

индикатор массива межэлектродного напряжения и массива 

отфильтрованного сигнала, индикаторы общего значения работы, четырех 

его составляющих, а также суммарного значения четырех работ. 

Для увеличения количества формируемых информативных 

признаков можно использовать джоульметрический декомпозиционный 

метод [2]. Он позволяет формировать многопараметрическое признаковое 

пространство. Суть метода состоит в том, что производится декомпозиция 

обобщенного значения работы на отдельные составляющие и 

70



использованием их в качестве самостоятельных признаков. Это 

достигается путем деления площади, ограниченной кривой зависимости 

межэлектродного потенциала от времени на четыре отдельные части 

(рис.3). 

U мэ 

U в 

U н 

A1 

U мэ (t) 

Iconst 

U 0 

A3 

t0 

0 

tk 

Рис.3. Графическая интерпретация джоульметрического 

декомпозиционного метода 

t 

A2 

A4 

Если принять значение t 0 за момент окончания процесса заряда 

двойного электрического слоя, значение t k за момент окончания процесса 

электрохимических реакций, значения U н и U в за падения напряжений на 

электрохимической ячейке в момент начала и окончания протекания 

электрохимических реакций соответственно, значение U МЭ (t) 

за падение 

напряжения на электрохимической ячейке и значение U 0 за падение 

напряжения на электрохимической ячейке в момент коммутации тока, то 

общая работа, совершенная током Iconst , слагается из четырех 

компонентов: 

A A1 A2 

A3 

A4 

. 

Значения каждой из них можно вычислить по следующим 

зависимостям: 

A4 U 0 It k , 

характеризует межэлектродное сопротивление; 

t 0 

 

 

 

' ' 

A 3 I U МЭ t dt U 0 t0 

, 

 

0 

 

характеризует емкость двойного электрического слоя; 

' 

U 

U I 

t 

 

' 

A2 н 0 k t 01 , 

характеризует сопротивление электрохимической реакции; 

t 

 

' 

k 

' ' 

A 1 I U 

' МЭ t dt U н t k t 0 

, 

 

t 0 

 

t 

71


характеризует активность электрохимических реакций. 

Значения этих работ выступают в качестве информативных 

признаков, характеризующих воспалительный процесс при гайморите. 

На рис.4 представлена динамика работы четырех токов в течение 

периода лечения одного больного. При этом наиболее предпочтительным 

следует считать ток 104 мкА, так как на этих параметрах наблюдается 

меньший разброс параметров, что можно наблюдать из рис.4. 

На рис. 4 представлена динамика общей работы тока I=104мкА и 

четырех составляющих обобщенного значения работы в течение периода 

лечения больного. Разложение обобщенного значения работы на 

отдельные составляющие позволяет выбрать наиболее предпочтительные 

составляющие по чувствительности и повысить точность метода 

исследования (рис.5). 

Общая работа A 

А,Дж 

0,06 

0,05 

0,04 

0,03 

0,02 

0,01 

I=8 мкА 

I=22 мкА 

I=47мкА 

I=104 мкА 

0 

1 2 3 4 5 6 7 

Дни лечения 

Рис.4. Динамика работы четырех токов в течение периода лечения больного 

I= 104 мкА 

А,Дж 

0,06 

0,05 

0,04 

0,03 

0,02 

0,01 

A 

A1 

A2 

A3 

A4 

0 

1 2 3 4 5 6 7 

Дни лечения 

Рис.5. Динамика общей работы тока I=104мкА и четырех составляющих обобщенного 

значения работы в течение периода лечения больного 

72



К концу лечения больных значения работы тока приближаются к 

показаниям дистиллированной воды, которой осуществляли промывку 

пазухи. 

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что с 

помощью джоульметрического метода можно осуществлять контроль за 

протеканием воспалительного процесса у больных с гнойным гайморитом 

и, по оценкам джоульметрических параметров, судить о его активности 

Разработанный виртуальный прибор значительно облегчает 

обработку джоульметрических сигналов записанных в память компьютера 

при проведении экспериментальных исследований. 


1. http://mirsovetov.ru/a/medicine/diseases/cure-antritis.html 

2. Геращенко С.И. Джоульметрия и джоульметрические системы: 

теория и приложение: монография. – Пенза: Изд-во Пенз. Гос. Ун-та, 2000. 

192 с. 

3. Курс по LabVIEW 7. Под редакцией чл.-корр. РАН П.А. Бутырина 

/М. Михеев, В.В.Каратаев, М., 2005. 

ДЖОУЛЬМЕТРИЧКИЙ МЕТОД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 

МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ПРИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОМ 

ПРОЦЕССЕ ПАНКРЕОНЕКРОЗЕ 

Н.В. Шпенглер, С.П. Кравцова 

Научные руководители: д.т.н., профессор С.И. Геращенко, 

д.т.н., профессор С.М. Геращенко 


Острый панкреатит – это острое внезапное воспаление 

поджелудочной железы. 

Среди причин острого панкреатита следует отметить прием 

алкоголя, желчные камни, прием острой и жирной пищи; в патогенезе 

ведущую роль играет внутриацинарная активация протеолитических 

ферментов, которые ведут к самоперевариванию поджелудочной железы. 

Прогноз при панкреонекрозе зависит как от объема поражения 

поджелудочной железы, распространенности гнойно-некротического 

процесса в самом органе и окружающих тканях, так и от степени 

иммунных нарушений у пациента. 

На кафедре ПГУ «Медицинские информационные системы и 

технологии» был разработан и внедрен в практику метод джоульметрии. 

Метод используется для оценки активности внутриполостных 

73


воспалительных процессов, воспалительных процессов в лобных и 

клиновидных пазухах, для контроля формирования костного регенерата, а 

также для диагностики состояния биологических объектов и реализации 

тканесохраняющих методик проведения операций с 1994 года. 

В основу метода положено соответствие между работой, 

совершаемой внешним источником энергии в исследуемом объекте, и 

изменением состояния исследуемого объекта. Если в качестве внешнего 

воздействия использовать ток I (t), а в качестве параметра, 

характеризующего состояние объекта, изменение межэлектродного 

напряжения U(t) во времени, то значение работы А(t) на временном 

интервале от t1 до t2 можно определить на основании следующей 

зависимости: 

A( 

t) 

 

t 2 

 

t1 

I( 

t) 

U( 

t) 

dt. 

Значение произведенной работы тока А(t) находится на основании 

обработки зависимостей тока I(t) и напряжения U(t) во времени. По 

изменению параметра работы тока во времени можно судить о динамике 

гнойно-воспалительного процесса. 

Оценка значений работы производилась с использованием датчика, 

состоящего из двух электродов, один из электродов является пассивным и 

выполнен в виде пластины, а второй электрод является индикаторным и 

представляет собой иглу. Использование двухэлектродных датчиков на 

основе индикаторного электрода обусловлено тем, что с уменьшением 

площади одного электрода (индикаторного) по сравнению с другим 

(пассивным), потенциал на индикаторном электроде увеличивается. Это 

дает большую воспроизводимость результатов в случае расположения 

индикаторного электрода непосредственно в исследуемом объекте. 

Все 69 исследуемых пациентов были разделены на две группы в 

зависимости от величины подаваемого постоянного тока. В первой группе 

(ток 90 – 91 – 90 – 30 – 31 – 30 мкА) у 54,8% была отмечена связь 

клинического состояния, воспалительных маркеров крови и динамики 

электрохимических параметров при джоульметрическом исследовании; у 

45,2 % ± 1,1 эта зависимость отсутствовала. Во второй же (ток 45–44–44– 

44 мкА) такая зависимость была уже отмечена у 81,2 % . 

Из этого следует, что при использовании последовательно 

подаваемого на электрод прибора тока силой 45–44–44–44 мкА у большего 

числа больных удавалось добиться наиболее информативных показателей 

работы тока, а данные джоульметрии более чем на сутки опережали 

появление реакции со стороны маркеров воспаления у 46,4 % пациентов. 

Таким образом, электрохимические реакции, происходящие в очаге 

гнойно-некротического воспаления при панкреонекрозе, могут быть 

достаточно достоверно оценены с помощью джоульметрии. Более того, у 56 

74



(81,2 %) больных параметры электрохимической реакции в очаге некроза 

полностью совпадают с морфологическими проявлениями заболевания, а в 

32 (46,4 %) случаях более чем на сутки опережают появление негативной 

динамики со стороны маркеров воспаления. 

Измерения джоульметрических параметров (работы тока) у больных 

с острым панкреатитом может быть использовано в клинической 

практике для прогнозирования динамики развития некротических 

процессов. 


1. Волчихин В.И., Геращенко С.И., Геращенко С.М. 

Джоульметрические медицинские приборы и системы. М.: РАН, 2008. 131 

с. 

2. Геращенко С.И., Мозеров С.А., Никольский В.И., Геращенко С.М., 

Юткина Е.Г. Исследование джоульметрических параметров и их 

взаимосвязи с морфологией воспалительного процесса при панкреонекрозе 

в эксперименте // Известия высших учебных заведений. Поволжский 

регион. Медицинские науки. 2009. № 3 (11). С. 3–11. 

БЕСКОНТАКТНЫЙ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ 

СЕРДЦЕБИЕНИЯ И ДЫХАНИЯ ПАЦИЕНТА В КОМПЛЕКСНОЙ 

МАГНИТОТЕРАПИИ 

Е.О. Путилин 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Е.М. Прошин 

Рязанский государственный радиотехнический университет, г. Рязань 

В настоящее время в комплексной магнитотерапии выделяется 

важное направление, связанное с регистрацией таких частотно-временных 

показателей функционирования организма человека, как ритмы дыхания и 

сердцебиения. При согласовании параметров магнитотерапевтического 

воздействия с сердечным и дыхательным ритмами пациента можно 

добиться наилучшего лечебного эффекта. 

Использование контактных датчиков для съёма параметров дыхания 

и пульса обременяет врача дополнительной работой, создаёт дискомфорт 

для пациента, а также увеличивает время подготовки к сеансу 

магнитотерапии. Поэтому являются актуальными разработка и 

использование дистанционных методов регистрации сердечного и 

дыхательного ритмов, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с 

контактными [1]. 

75


Известные бесконтактные методы регистрации, основанные на 

СШП- или КВЧ-излучении, обладают низкой чувствительностью и 

помехозащищенностью, являясь при этом достаточно дорогостоящими. В 

результате подобные способы не позволяют надежно регистрировать 

процессы сердцебиения и дыхания пациента. 

Поэтому ставится задача создания надежного способа регистрации 

ритмов сердцебиения и дыхания пациента, а также устройства для его 

осуществления. 

Предложенный способ основан на облучении участка тела пациента 

ультразвуковым сигналом и нахождении фазового сдвига, 

соответствующего амплитуде перемещений этого участка, между 

переданным и отраженным сигналами [2]. При этом особенностью 

способа является то, что облучение производится суммой двух 

ультразвуковых сигналов с различающимися частотами f и 1 

f 

2 

, разность 

между которыми связывают с колебаниями участков тела пациента 

выражением: 

C 

, 

f1 f2 

k l 

где l – амплитуда колебаний участка тела пациента; C – скорость 

распространения волны излучения в среде (~330 м/с); k – коэффициент, 

устанавливающий чувствительность и линейность измерений. Например, 

при k = 0,15 – можно добиться практически линейного изменения фазового 

сдвига между огибающими переданного и принятого сигналов, а при k = 

0,5 – максимальной будет чувствительность и относительный сдвиг фаз 

может достигать 180°. Регистрируя изменения фазового сдвига между 

огибающими переданного и отраженного (принятого) сигналов, получаем 

кривые ритмов дыхания и сердцебиения: 

 

 

2 

f1 f2 

l t 

 

t 

 

C 

где l(t) – функция колебаний участка тела пациента; Δφ(t) – функция 

изменения разности фаз. 

Структурная схема прибора на основе постоянного ультразвукового 

излучения представлена на рис.1. 

76



Рис.1.Устройство для бесконтактной регистрации процессов 

сердцебиения и дыхания пациента на основе постоянного излучения 

Данная схема отличается относительной простотой реализации как 

аналоговой, так и цифровой частей, а также обработки измерительной 

информации. Подбирая частоты генераторов Г1 и Г2, можно регулировать 

чувствительность прибора за счёт изменения частоты биений на выходе 

сумматора СУ, а следовательно и длины волны биений ультразвуковых 

частот, излучаемых ультразвуковым передатчиком УПД. 

Отраженный от грудной клетки пациента сигнал поступает в 

ультразвуковой приемник УПР, где преобразуется в электрическое 

напряжение, которое усиливается и фильтруется с помощью 

узкополосного усилителя УУ. 

Огибающие переданного и принятого (отраженного) сигналов 

выделяются с помощью детекторов Д1 и Д2. Посредством измерителя 

фазового сдвига ИФС, построенного на принципе интегрирующего 

измерения фазы, измеряется текущий фазовый сдвиг между огибающими. 

Массив кодов с выхода ИФС поступает на блок фильтрации БФ, где 

выделяются сигналы, соответствующие процессам сердцебиения и 

дыхания. 

Основным недостатком представленной схемы является 

возникновение неоднозначности результата измерений при амплитуде 

колебаний грудной клетки превышающей длину волны ультразвуковых 

биений. Поэтому надежная регистрация процессов сердцебиения и 

дыхания посредством данного устройства возможна лишь у неподвижного 

пациента. В условиях комплексной хрономагнитотерапии это допустимо, 

так как человек находится в неподвижном состоянии. Но подобный подход 

существенно снижает возможный ареал использования подобного 

устройства, ограничивая его хрономагнитотерапией. 

77


Поэтому целесообразно использовать устройство на основе 

импульсных ультразвуковых биений [3]. В основу работы устройства 

положен тот же принцип измерения фазы между огибающими 

ультразвуковых биений, но при этом, благодаря формированию 

импульсного сигнала биений, стало возможным использование одного 

ультразвукового преобразователя, который выступает в качестве 

передатчика и приемника. 

Помимо этого, наряду с принципом интегрирующего измерения 

фазы, в данном устройстве реализован эхолокационный принцип 

измерения расстояния. Таким образом, за счёт параллельного 

использования двух принципов измерения расстояния существенно 

расширяется динамический диапазон измерений, что позволяет 

сканировать процессы сердцебиения и дыхания даже движущегося 

человека. 

Сигналы выделенных ритмов пульса и дыхания могут 

использоваться в хрономагнитотерапии для организации биотехнической 

обратной связи, где по реакциям пациента на основе интегрального 

показателя состояния пациента с использованием многопараметрического 

критерия эффективности лечения подбираются биотропные параметры 

магнитотерапии. 

Помимо этого, разработка прибора на основе импульсного 

ультразвукового излучения позволяет в будущем создавать системы 

сканирования общего функционального состояния человека, опираясь на 

анализ ритмов сердцебиения и дыхания и их вариабельность. 


1. Гуржин С.Г., Прошин Е.М., Путилин Е.О., Шуляков А.В. Радио и 

оптико-локационный контроль функционального состояния пациента 

хрономагнитотерапии // Биомедицинская радиоэлектроника. 2011. №7. С. 

18 – 24. 

2. Путилин Е.О. Ультразвуковые биения в бесконтактном контроле 

ритмов сердцебиения и дыхания пациентов // Информационноизмерительная 

и биомедицинская техника. 2011. С. 130 – 141. 

3. Прошин Е.М., Путилин Е.О. Фазовые методы локационного 

контроля пульсо- и спироритмии пациента // Информационноизмерительная 

и биомедицинская техника. 2011. С. 142 – 157. 

78



ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 

НАНОЧАСТИЦ КОЛЛОИДНОГО ЗОЛОТА С ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ 

КРАСИТЕЛЕМ РОДАМИНОМ В, ЛЕЖАЩИХ В ОСНОВЕ 

ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДНК 

Т.Е. Пылаев*, Е.К. Волкова, В.И. Кочубей, 

В.А. Богатырев*, Н.Г. Хлебцов* 

Научный руководитель: д.ф.-м.н., профессор Н.Г. Хлебцов 


имени Чернышевского Н.Г., г. Саратов 

*Институт биохимии и физиологии растений 

и микроорганизмов РАН, г. Саратов 

В работе исследованы основные механизмы взаимодействия частиц 

коллоидного золота с флуоресцентным красителем родамином В, лежащие 

в основе недавно разработанного метода флуоресцентного определения 

ДНК. Полученные данные показывают, что как минимум два фактора, 

тушение красителя вследствие его адсорбции на частицах, и эффект 

внутреннего фильтра влияют на измеряемый сигнал флуоресценции. Для 

проведения флуоресцентного теста на определение ДНК необходимо 

учитывать оба фактора и корректировать измеряемый сигнал. 

Недавно был предложен новый метод чувствительного 

количественного детектирования ДНК с использованием частиц 

коллоидного золота (КЗ) и родамина В (RB) без процедуры мечения [1]. 

В данном методе фактически реализуется та же схема определения 

ДНК-мишеней за счет дестабилизации коллоида при реакции 

гибридизации (рис. 1), что и в колориметрическом тесте [2]. Однако, в 

отличие от колориметрического теста, реакция гибридизации 

отслеживается по возобновлению флуоресценции, которая была 

полностью потушена в системе без мишеней. Возможные механизмы, 

лежащие в основе флуоресцентного метода детектирования ДНК, 

состоят в следующем. Родамин В имеет максимум возбуждения на 

длине волны 520 нм, и при взаимодействии с частицами КЗ происходит 

тушение флуоресценции красителя. При агрегации частиц 

(инициированной гибридизацией зондов и мишеней, как и в 

колоримерическом тесте) поверхность, доступная для адсорбции 

молекул RB, уменьшается, что приводит к увеличению свободных 

молекул RB в растворе, и, следовательно, к увеличению интенсивности 

флуоресценции. Вторым фактором является так называемый эффект 

внутреннего фильтра, обусловленный изменением интенсивности 

возбуждающего и флуоресцентного света за счет изменения спектра 

поглощения системы при агрегации частиц. В частности, при агрегации 

79


частиц КЗ поглощение на длине волны 520 нм уменьшается, и 

интенсивность возбуждающего света на пути в кювете до места 

возбуждения соответственно увеличивается. В результате 

интенсивность флуоресценции RB также увеличивается. Кроме этого, 

эффект внутреннего фильтра проявляется в поглощении 

флуоресцентного света на пути от места излучения в кювете до 

приемника. 

Рис.1. Схематическое представление флуоресцентного метода 

детектирования олигонуклеотидов (кДНК-мишень – комплементарная зонду ДНКмишень) 

с использованием цитратных частиц КЗ и флуоресцентного красителя 

родамина В 

RB обладает хорошей растворимостью в воде, 

фотостабильностью, высоким квантовым выходом, и в связи с этим, 

вероятно, был выбран в работе [1] в качестве флуоресцентного 

красителя. Длина волны возбуждающего света для RB равна 520 нм, 

максимум эмиссии флуоресценции лежит в области 575 нм. Добавление 

диспергированных частиц КЗ в воде приводит к сильному эффекту 

тушения флуоресценции. 

Важно отметить, что в работе [1] не было показано, какой же из 

двух механизмов (или оба) работают в данном варианте 

флуоресцентного теста. В настоящей работе мы продемонстрировали, 

что для проведения флуоресцентного теста необходимо учитывать оба 

фактора. Для решения этого вопроса было оценено влияние оцДНК, 

NaCl гибридизационного буфера и концентрации диспергированных 

частиц КЗ на флуоресценцию. 


1. Zhang H., Wang L., Jiang W., 2011. Talanta, 85, 725–729. 

2. Pylaev T.E., Khanadeev V.A., Khlebtsov B.N., Dykman L.A., 

Bogatyrev V.A., Khlebtsov N.G., 2011. Nanotechnology, 22 (28), P. 285501 (11 

pp.). 

80



ЛАЗЕРНАЯ ДОПЛЕРОВСКАЯ ФЛОУМЕТРИЯ ГОРТАНИ 

Е.С. Краснова 

Научный руководитель: д.м.н., профессор О.В. Мареев 



Заболевания гортани – одна из частых и нередко, поздно 

диагностируемых проблем в оториноларингологии виду того, что гортань 

является труднодоступным для диагностического обследования органом. 

На основании данных, полученных при рутинных обследованиях 

затруднительно провести дифференциальную диагностику между 

гиперпластическими процессами, доброкачественными 

новообразованиями гортани и злокачественными новообразованиями в 

начальных стадиях заболевания. Часть патологических изменений при 

заболеваниях гортани связана также и с появлением патологической 

микрореваскуляризации голосовых складок. Ранее предлагались методики 

микроларингоскопии с фотографированием для изучения рисунка 

микрососудистого русла с целью дифференциальной диагностики 

подобных состояний, но они не получили широкого распространения 

ввиду неудобства при обследовании, невысокой точности и 

необъективности визуальной оценки. В настоящее время практически не 

существует пригодных для применения в широкой клинической практике 

методик для определения микроциркуляторного кровотока гортани. В 

отечественной и зарубежной литературе за последнее время появились 

работы, посвященные исследованию микроциркуляторного кровотока в 

ЛОР-органах с использованием лазерной доплеровской флоуметрии 

(ЛДФ). Метод основан на оценке допплеровского сдвига лазерного 

рассеянного излучения движущимися клетками крови. Однако 

исследованию микроциркуляторного кровотока в гортани ввиду ее 

труднодоступности для обследования и отсутствия промышленных 

датчиков для проведения подобных исследований внимания не уделялось. 

Цель исследования - разработать и применить на практике методику 

для дифференциальной диагностики различных заболеваний гортани с 

помощью ЛДФ. 

Материалы и методы. В группу исследования вошло 10 человек, 

которым с лечебно-диагностической либо диагностической целью 

необходимо проведение прямой ларингоскопии, при которой 

осуществлялось исследование микроциркуляторного кровотока в гортани с 

помощью оригинального бесконтактного лазерного доплеровского 

флоуметра. Каждое измерение проводилось нами в течение 30 сек. При 

обработке сигнала флоуметра нами оценивались нулевой и первый 

81


спектральные моменты. Сравнение результатов производилось с 

интактными структурами гортани, при этому состояние 

микроциркуляторного кровотока оценивалось в истинных голосовых 

складках (ГС), складках преддверия (СП); в патологическом очаге на 

голосовой складке. Также проводились адреналиновые тесты на выявление 

показателей резерва сосудистого русла. Данные, полученные методом 

ЛДФ, сопоставлялись нами с патоморфологическими изменениями 

гортани. В исследование вошли 5 лиц без патологии гортани (кровоток 

исследовался нами при даче наркоза для проведения плановых 

оперативных вмешательств на других ЛОР-органах), 4 больных фибромой 

гортани, 1 больной с гиперпластическим ларингитом (последний – с 

длительным стажем курения, прочие – некурящие). 

Результаты исследования, полученные нами, приведены в табл. 1. 

Уровень микроциркуляторного кровотока СП выше, нежели в ГС. Вообще 

уровень базального кровотока в голосовых складках в норме весьма 

невелик (чуть выше «биологического нуля» ткани), при проведении 

адреналинового теста падения уровня кровотока в них практически не 

происходит; в СП же падение в этом тесте весьма значительно. У 

курильщика с длительным стажем, страдающего хроническим 

гиперпластическим ларингитом, имеется значительное увеличение 

показателей ЛДФ истинных голосовых складок, практически отсутствует 

его изменение при проведении адреналинового теста; при фиброме 

голосовых складок показатели практически такие же, как и с интактных 

структур. При фиброме с гистологически обнаруженными явлениями 

тяжелой дисплазии наблюдается некоторое увеличение повышение 

показателей микроциркуляции при ЛДФ. 


Средние значения показателей микроциркуляторного кровотока различных 

структур в гортани в норме и при различной патологии, полученные при 

исследовании методом лазерной ЛДФ 

Гистологическ 

ое 

исследование 

Без 

патологически 

х изменений 

Хронический 

гиперпластиче 

Числ 

о 

обсле 

- 

дова 

н- 

ных 

5 

1 

Данные 

флоуметр 

ии 

82 

ГС 

ГС 

после 

адрена 

л. 

СП 

СП 

после 

адрена 

л. 

Патол 

о- 

гичес 

кий 

очаг 

M0 0,01 0,01 0,04 0,00 - 

M1 0,01 0,01 0,05 0,01 - 

M0 0,07 0,07 0,06 0,04 0,07 

M1 0,10 0,10 0,09 0,07 0,10

ский ларингит 

Фиброма 

гортани 

Фиброма 

гортани, с 

явлениями 

дисплазии 

II-III ст. 

2 

2 



M0 0,01 0,01 0,06 0,01 0,01 

M1 0,01 0,01 0,10 0,01 0,02 

M0 0,01 0,01 0,10 0,00 0,08 

M1 0,01 0,01 0,08 0,01 0,08 

Выводы. Нами выявлены существенные отличия показателей уровня 

микроциркуляторного русла при различной патологии гортани, таким 

образом, лазерную доплеровскую флоуметрию можно рассматривать как 

новый дополнительный метод для дифференциальной диагностики 

заболеваний гортани. 

ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО АВТОДИННОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ 

НАНОСМЕЩЕНИЙ В ДИАГНОСТИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ УХА 

Г.О. Мареев 

Научные руководители: д.м.н., профессор Н.А. Дайхес *, 

д.ф-м.н., профессор Д.А. Усанов ** 



*Научно-клинический центр оториноларингологии 

ФМБА России, г.Москва 

** Саратовский государственный университет 


В настоящее время в оториноларингологии имеется насущная 

необходимость в развитии методов непосредственного измерения 

смещения барабанной перепонки. Это не только является решением 

некоторых вопросов физиологии слуха, но и основой для создания новой 

объективной методики диагностики слуховой функции. В настоящее время 

в связи с созданием лазерных автодинов на квантоворазмерных структурах 

появилась возможность проводить измерения микро- и нановибраций 

биологической ткани in vivo. Автодинный эффект основан на изменении 

режима работы лазерного диода при возвращении части излучения 

обратно в его резонатор, данная система обладает высокой 

чувствительностью к отраженному сигналу. Амплитуду колебаний 

барабанной перепонки определяют по спектру автодинного сигнала. Нами 

предложена система принципиальная схема которой изображена на рис. 1. 

На барабанную перепонку 1 направлено когерентное излучение от 

83


источника лазерного излучения 3, питаемого от источника тока 4. Для 

обеспечения прямой видимости барабанной перепонки использована 

воронка 2. Отраженное от барабанной перепонки 1 лазерное излучение 

регистрируется с помощью фотоприемника 5. Сигнал с фотоприемника 

поступает через широкополосный усилитель, содержащий фильтр 

переменного сигнала 6 в аналого-цифровой преобразователь 7 и затем – в 

персональный компьютер 8, где специальной программой производится 

обработка его сигнала – построение спектра автодинного сигнала и по 

команде оператора – вычисление амплитуды колебаний барабанной 

перепонки. Сигнал подается при помощи генератора звукового сигнала 9 с 

усилителем в громкоговоритель 10. 

Всего нами было обследовано 207 человек (257 ушей), разделенных 

на 7 основных групп по наличию различной патологии слуха или ее 

отсутствию: 1) отологически здоровые лица – 100 ушей; 2) больные 

сенсоневральной тугоухостью – 65 ушей; 3) больные адгезивным отитом – 

20 ушей; 4) больные отосклерозом – 12 ушей; 5) больные острым средним 

отитом – 20 ушей; 6) больные хроническим гнойным средним отитом – 20 

ушей; 7) больные тубоотитом – 20 ушей. 

Рис.1.Принципиальная схема работы лазерного автодинного измерителя колебаний 

барабанной перепонки (пояснение в тексте) 

Исследование подвижности барабанной перепонки в области umbo 

является весьма ценным в плане дифференциальной диагностики 

патологии уха. Полученные в нашем исследовании результаты наглядно 

представлены на точечном графике (рис. 2), при этом по оси абсцисс 

откладывается значение костно-воздушного интервала, зафиксированного 

у обследуемого на аудиограмме на частоте 1000 Гц; по оси ординат – 

разница между средней амплитудой смещения барабанной перепонки в 

области umbo у отологически здоровых лиц и измеренной амплитудой 

смещения барабанной перепонки у обследованного на частоте 1000 Гц, 

УЗД 85 дБ. Возникновение костно-воздушного интервала до 10 дБ обычно 

не считается значимым; стандартное отклонение от среднего значения 

амплитуды смещения в области umbo у отологически здоровых лиц 

84



составляет ±24,9 нм; таким образом, на графике разграничена область 

нормальных значений. В эту область попадут также и больные 

сенсоневральной тугоухостью (отсутствие костно-воздушного интервала; 

амплитуда смещения барабанной перепонки не отличается от 

отологически здоровых лиц. При рассмотрении нескольких подгрупп 

больных с хроническим отитом можно отметить, что подгруппа II (с 

большими перфорациями и большой амплитудой смещения барабанной 

перепонки) попадает в область на графике, близкую к подтвержденному 

оперативным путем случаю с разъединением цепи слуховых косточек. 

Очевидно, кроме наличия перфорации в этих случаях имеется разрушение 

цепи слуховых косточек. Больные хроническим гнойным средним отитом 

со значительной тугоухостью, но уменьшенной амплитудой смещения 

барабанной перепонки (I подгруппа) - попадают в противоположную 

подгруппе II область, близко к группе адгезивного отита с выраженными 

нарушениями слуха. Таким образом, у этих больных имеются процессы в 

барабанной полости, препятствующих нормальному движению ее структур 

(холестеатома, рубцовые изменения, полипы в барабанной полости). 

Больные с малыми точечными перфорациями барабанной перепонки (III 

подгруппа) и небольшим снижением слуха по кондуктивному типу 

примыкают к отологически здоровым лицам.Больные с острым средним 

отитом образуют достаточно обособленную группу. Наличие экссудата в 

барабанной полости резко снижает смещения барабанной перепонки, 

группа находится достаточно высоко в положительной части графика. В 

достаточной степени отличаются между собой и подгруппы больных 

адгезивным отитом, выделенные по степени потери слуха. Больные с 

отосклерозом ввиду незначительного изменения подвижности барабанной 

перепонки из-за избирательной фиксации стремени и хорошей 

подвижности прочих структур среднего уха занимают положение около 

нулевой точки по оси ординат, примыкая к отологически здоровым лицам. 

На основании изложенных данных следует сделать вывод о 

возможности применения методики лазерного автодинного метода 

измерения смещения барабанной перепонки для дифференциальной 

диагностики различной патологии уха при наличии костно-воздушного 

интервала. Каждому процессу на данном графике четко соответствует 

определенная область. Так, при нанесении данных обследования смещения 

барабанной перепонки лазерным автодинным методом в области umbo на 

подобный график, можно сделать заключение о наличии у больного 

разъединения цепи слуховых косточек, либо адгезивных процессов или 

фиксации стремени; о наличии экссудата в полостях среднего уха. 

85


Рис.2. Графическое изображение основных групп полученных нами данных в 

представлении костно-воздушный интервал/относительная амплитуда смещения 

области umbo барабанной перепонки. Измерения смещения даны для частоты 1000 Гц, 

УЗД 85 дБ, костно-воздушный интервал на аудиограмме в полосе 1000 Гц. 

Обозначения групп: ХГСО (1-3) – хронический гнойный средний отит, 3 подгруппы; 

РАЗРЫВ – разрыв цепи слуховых косточек;ОГСО – острый гнойный средний отит; АО 

(1-3) – адгезивный отит, 3 подгруппы; ОС – отосклероз; НОРМА – область значений у 

отологически здоровых лиц. 

СОЗДАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ МЕТОДОМ 

МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ НА МЕДНЫХ ДЕТАЛЯХ 

МЕДИЦИНСКИХ ПРИБОРОВ 

В.А. Кошуро, Г.Г. Нечаев, А.В. Лясникова 

Научные руководители: д.т.н., профессор А.В. Лясникова 

к.т.н., доцент Г.Г. Нечаев 



Современный уровень развития медицинской техники требует 

разработки материалов с уникальными иногда взаимоисключающими 

свойствами. Одним из способов создания материалов отвечающих таким 

требованиям, является метод формирования функциональных покрытий, 

получивший название микродуговое оксидирование (МДО). 

Данное исследование посвящено решению задачи получения 

структуры, обладающей высокими показателями по тепло- и 

электропроводности и изолированную от контактирующих с ней деталей в 

условиях высоких (до 400 о С) температур. 

В качестве электро- и теплопроводящего материала была выбрана 

медь. На поверхности медного образца необходимо сформировать 

электроизоляционный слой. 

86



Решение поставленной задачи заключалось в нанесение на 

поверхность медного образца слоя алюминия и преобразования его в 

оксид. Известно, что при микродуговом оксидировании алюминиевых 

сплавов получают слои с высокой механической прочностью и имеющие 

напряжение пробоя 1500 В [1]. 

На поверхность образцов, представляющих из себя стержни 

квадратного сечения из меди, методом электроискрового легирования 

наносился слой алюминия толщиной до 50 мкм. Перед нанесением 

покрытия, медные образцы промывались в водном растворе этилового 

спирта. Покрытие наносилось послойно при разных режимах: первые слои 

наносились при токе от 2 до 2.5 А, последующие слои наносились при 

уменьшении тока, последний слой наносился при токе 0.8 – 1 А. 

Количество слоев варьировалось от 25 до 90. 

Для формирования электроизоляционных слоев методом МДО был 

выбран щелочной электролит содержащий 3 г/л NaOH; 10 г/л жидкого 

стекла натриевого. Процесс формирования электроизоляционного 

покрытия проводился на экспериментальной установке МДО – 1 в анодном 

режиме при плотности тока 30-40 А/дм 2 в течение 10-15 минут. 

Визуальный осмотр образцов после МДО позволил установить, что 

на поверхности сформировано сплошное малопористое покрытие с 

участками различной окраской от темно серого до практически черного 

(рисунок 1). Была исследована диэлектрическая прочность полученных 

покрытий. 

Рис.1. Фотография поверхности покрытия 

Результаты измерения пробивного напряжения оксидных покрытий 

представлены в таблице 1. 


Результаты измерений пробивного напряжения покрытий 

Плотность тока 

при МДО, А/дм 2 

Длительность 

процесса 

оксидирования, 

мин 

Толщина 

оксидного слоя, 

мкм 

Пробивное 

напряжение, кВ 

9,5 28 50 0,6 

30 10 30 0,3 

33,5 15,5 100 0,95 

40 13 50 0,55 

87


Выводы 

В результате проведенного исследования установлено, что методом 

МДО можно получать диэлектрические слои на медной основе, путем 

формирования слоя алюминия и преобразования его в оксид. 

Пробивное напряжение таких оксидных слоев достигает величины 1 

кВ при толщине оксидного слоя около 100 мкм. 

Пробивное напряжение оксидных слоев, сформированных методом 

МДО, зависит от толщины слоя и не зависит от плотности тока, при 

которой было сформировано покрытие. 

При полном перерождении алюминиевого слоя в оксид адгезия 

покрытия и металла уменьшается. 

Данную технологию получения диэлектрического слоя на медных 

проводниках предлагается применять при изготовлении медных 

изолированных радиаторных узлов в медицинских приборах. 


1. Харитонов Д.Ю. Электроискровые покрытия на алюминии и их 

свойства / Д.Ю. Харитонов, С.Ю. Гогиш-Клушин, Г.И. Новиков // Вестник 

АН БССР. Сер. хим. наук. 1987. №6. С.105-109 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОТОКСИКАНТОВ 

В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ 

А. Ф. Серикова 

Научный руководитель: к.х.н., доцент О.А. Дячук 



В настоящее время в результате хозяйственной деятельности 

человека в биосфере циркулирует большое число различных чужеродных 

для человека и животных соединений, или ксенобиотиков, многие из 

которых имеют исключительно высокую токсичность [1] . Такие вещества 

называют экотоксикантами. Они присутствуют в окружающей среде в 

ничтожно малых количествах, на уровне следов. Поэтому их определение 

в объектах окружающей среды затруднено и требует использования 

специальных аналитических методов и сложнейшего оборудования. 

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) относятся к 

группе стойких органических загрязнителей. Они обладают ярко 

выраженными канцерогенными свойствами и способны оказывать 

токсическое действие на организмы всех уровней организации [2] . ПАУ 

обладают способностью передаваться по трофическим цепям, 

88



накапливаться в органах и тканях организмов. При попадании в организм 

ПАУ циркулируют в крови и метаболизируются под действием 

ферментов, образуя эпоксисоединения, реагирующее с нуклеиновыми 

кислотами. Данный процесс нарушает синтез ДНК, приводит к 

возникновению мутаций, способствующих развитию раковых заболеваний 

[3]. Поэтому изучение процессов взаимодействия ПАУ с белками является 

актуальной задачей для современной науки [4]. 

Люминесцентные методы, обладающие высокой чувствительностью 

и не требующие применения сложной аппаратуры, широко используются в 

анализе полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). 

Целью нашей работы является исследование люминесцентными 

методами взаимодействия ПАУ с транспортным белком САЧ 

(сывороточным альбумином человеческим). Исследования проводятся 

метод люминесцентного зонда пирена (представителя группы ПАУ), 

выбранная структура спектра флуоресценции которого реагирует на 

изменение полярности микроокружения его молекул. Люминесцентные 

зонды широко применяются при изучении структурных изменений в 

белках, липопротеинах, а также при исследовании свойств биологических 

мембран [5] Установлено, что интенсивность флуоресценции пирена 

возрастает при переходе от водных растворов к растворам САЧ. Это 

можно объяснить сорбцией молекул пирена белками и, как следствие, 

уменьшением вероятности безызлучательной потери энергии. Индекс 

полярности в САЧ (1,25) меньше, чем в водном растворе (1,75). Это 

свидетельствует об уменьшении полярности микроокружения молекул 

пирена вследствие локализации молекул зонда в гидрофобной микрофазе 

белков. 

Результаты исследования спектральных характеристик 

люминесцентного зонда пирена могут найти применение в медицине, а 

также для эколого-аналитического определения ПАУ в белковых средах и 

плазме крови. 

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 10-02- 

00159-а (2010-2011гг). 


1. Крылов, В. А. Влияние света люминесцентных ламп на 

стабильность образцов, содержащих полициклические ароматические 

углеводороды / В. А. Крылов [и др.] // Вестник Нижегородского 

университета им. Н.И. Лобачевского. - 2010. - № 4 (1). - С. 79–85. 

2. Кудрявцев, А. А. Моделирование спектров люминесценции 

растворов нефти / А. А. Кудрявцев [и др.] // Вестник Тюменского 

государственного университета. – 2011. - № 5. – С. 56-62. 

89


3. Ming Kei, Chung A Sandwich enzyme-linked immunosorbent assay for 

adducts of polycyclic aromatic hydrocarbons with human serum albumin / 

Analytical Biochemistry. – 2010. - V. 400. №1. - P. 123-129. 

4. Skupinska, K; Zylm, M; Misiewicz, I; Kasprzycka-Guttman, T 

Interaction of anthracene and its oxidative derivatives with human serum 

albumin Acta biochimica polonica, 2006. - V.53. №1. - P. 101-112 

5. Добрецов, Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеток, 

мембран и липопротеинов./ Г.Е Добрецов. - Москва. Наука. - 1989. 

БИОКЕРАМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ 

ТИТАНА ИМПУЛЬСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 

С.В. Телегин 

Научный руководители: д.т.н., профессор В.Н. Лясников, 

к.т.н., доцент А.А. Фомин 



Применение теплофизического воздействия импульсной лазерной 

обработки (ИЛО) при изготовлении внутрикостных имплантатов 

способствует упрочнению конструкции и модифицированию ее 

поверхности. Придание наноструктурного состояния поверхности 

имплантатов приводит к повышению показателей морфологической 

гетерогенности, что оказывает непосредственное влияние на качество 

процессов остеоинтеграции. 

Методика исследования включала изготовление пластинчатых 

образцов из титана марки ВТ1-00 толщиной 2 мм. Поверхность образцов 

подготавливалась шлифованием и промывкой в этиловом спирте. Далее 

образцы подвергались ИЛО на полуавтоматической установке «LRS-50» в 

диапазоне изменения параметров: 

– напряжение накачки U – от 310 до 400 В; 

– длительность импульса τ – от 3,3 до 8 мс; 

– частота следования импульсов T – от 1 до 2 Гц. 

Исследование образцов поверхности производится методами 

оптической (металлографические микроскопы «МИМ-8М» и «МБС-10») и 

атомно-силовой микроскопии (сканирующий мультимикроскоп «СММ- 

2000» в режиме АСМ), профилометрии (профилометр 107622), а также 

анализа изображений микроструктур с помощью оптико-компьютерного 

комплекса АГПМ-6М. 

Результаты исследования и их анализ 

90



Оптическая микроскопия. Анализ оптической микроскопии 

поверхности покрытий показал, что варьирование параметрами 

технологического процесса лазерной модификации поверхности таких как 

напряжения лампы накачки, длительность и частота следования импульсов 

позволяет регулировать температурное воздействие и напряженность 

термического цикла, влияющих на субмикро- и нанометровые показатели 

морфологической гетерогенности поверхностного слоя. В ходе 

сравнительного анализа было выявлено, что на структуру поверхностного 

слоя существенное влияние оказывают длительность и частота следования 

импульсов (рис. 1). 

Рис. 1. Образцы, подвергнутые ИЛО. 

Влияние частоты следования импульсов: а) №1, U=400 В, τ =8 мс, Т=2 ГЦ, N=5; б) №3, 

U=400 В, τ =8 мс, Т=1 ГЦ, N=5; 

Влияние длительности импульсов: в) №7,U=400 В, τ =8 мс, Т=1 ГЦ, N=2; 

г) №8, U=400 В, τ =3,3 мс, Т=1 ГЦ, N=2. 

При длительности импульсов τ = 8 мс поверхностный слой обладает 

более высокой степенью открытой пористости и равномерностью 

распределения пор по поверхности (рис. 1, в), что оказывает 

непосредственное влияние на качество процессов остеоинтеграции. 

Профилометрия. Исследование параметров микрорельефа 

модифицированных ИЛО покрытий, показало, что поверхностная 

структура имеет высокую степень шероховатости, зависящую от режимов 

технологического процесса модификации. Так, при изменении 

длительности и частоты следования импульсов имеются существенные 

различия основных параметров шероховатости (табл. 1). Разброс величин 

среднеквадратического отклонения (R a ) по всем исследованным образцам 

91


составляет от 0,06 – 2,21 мкм; максимальной высоты неровностей (R max ) - 

от 0,52 – 20,4 мкм; средний шаг неровностей (S m ) - от 12,5 – 61,0 мкм. 


Изменение параметров шероховатости поверхности после ИЛО покрытий 

титановых образцов 

№ 

образ 

ца 

Класс 

Параметры шероховатости 

шероховато 

R 

R 

сти 

a , мкм R z , мкм max , 

мкм 

S m , мкм D, 1/см 

1 6б 1,88 13,9 16,9 60,3 166 

2 7в 0,64 4,5 7,76 46,3 216 

6 10а 0,14 0,98 1,15 17,4 76 

7 6а 2,1 16,2 20,4 61,0 164 

8 10в 0,09 0,76 1,11 17,8 563 

11 11б 0,06 0,46 0,52 18,8 533 

14 10б 0,12 0,89 1,45 12,5 798 

15 10в 0,08 0,72 0,81 13,0 767 

17 

(без 

возд.) 

10а 0,13 0,92 3,01 16 627 

Результатом перечисленных технологических нововведений является 

придает поверхности титанового имплантата, на которую предварительно 

предполагается наносить титановый подслой с повышенными 

микрогеометрическими показателями морфологической гетерогенности, 

регулярной микроструктуры, модифицированной металлооксидной 

наноструктурированной биокерамической пленкой или шероховатым 

пористым покрытием с субмикрометровыми показателями структурной 

организации. 

Для повышения эффективности и улучшения функциональных 

характеристики имплантатов целесообразно осуществить комплексную 

обработку, заключающуюся в повышении твердости поверхностного слоя 

конструкции имплантата в сочетании с наличием пластичной сердцевины, 

при варьировании режимов упрочняющего термического воздействия на 

титановую основу ИЛО; придании микро- и нанометровых показателей 

морфологии поверхности имплантата, соответствующих минеральной 

составляющей для костной ткани, что оказывает непосредственное влияние 

на качество процессов остеоинтеграции. Установлена возможность 

получения на поверхности имплантатов металлооксидных 

биокерамических покрытий за счет теплофизического воздействия 

импульсной лазерной обработки на материал основы с плазмонапыленным 

подслоем, что способствует модифицированию поверхности и упрочнению 

конструкции. Варьирование параметрами напряжения лампы накачки, 

длительностью и частотой следования импульсов позволяет регулировать 

92



температурное воздействие и напряженность термического цикла, 

влияющих на субмикро- и нанометровые показатели биокерамической 

пленки или тонкого шероховатого покрытия. 

МОДЕЛЬ ВЛИЯНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА НА ПРОЦЕССЫ 

ПРОТЕКАЮЩИЕ НА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ 

ПРИ МИКРОДУГОВОМ ОКСИДИРОВАНИИ 

Ю.Ю. Богдан, И.Б. Кучмин 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Г.Г. Нечаев 



Одним из наиболее перспективных методов модификации 

поверхности металлов и сплавов с целью создания на поверхности 

монгофункциональных наноструктурированных оксидных 

композиционных слоев является микродуговое оксидирование. Весьма 

перспективным является этот метод и для создания биоактивных и 

биоинертных покрытий изделий медицинского назначения [1]. Несмотря 

на достаточно активные исследования характеристик микроразрядов, 

токовых режимов процесса микродугового оксидирования (МДО), свойств 

и состава формируемых покрытий, обобщенных моделей механизма 

формирования покрытия при МДО до настоящего времени не выработано. 

Настоящая работа имеет целью на основе имеющихся данных составить 

модель процессов протекающих на поверхности детали во время МДО. 

Применительно к процессу микродугового оксидирования (МДО) 

можно выделить как минимум две группы процессов на поверхности 

детали: процессы, связанные с анодным окислением и процессы, 

связанные с пробоем уже сформированного оксидного покрытия, 

развитием микродугового разряда и протеканием плазмохимических 

реакций. 

Для понимания взаимосвязи этих групп явлений при МДО 

рассмотрим, что будет происходить на поверхности детали из 

алюминиевого сплава при изменении плотности тока на различных 

стадиях процесса. 

На этапе формирования барьерного слоя. Все подошедшие под 

действием электрического поля к поверхности анода отрицательные ионы 

вступают в реакцию с металлом. Протекают процессы по механизму 

анодного окисления металлов. По мере роста покрытия и увеличения 

сопротивления ток уменьшается. Часть анионов скапливается у 

поверхности оксидной пленки, создавая квазикатод, формирование 

93


которого приводит к перераспределению электрического поля в 

электролитической ячейке, увеличивает напряженность электрического 

поля между открытой поверхностью покрытия и металлом анода, что 

обеспечивает протекание анодных процессов. Увеличение плотности тока 

приводит к увеличению количество ионов, продиффундировавших через 

покрытие к металлу и увеличению термических потерь, приводящих к 

разогреву покрытия. Однако теплоотвод от покрытия как в толщу металла, 

так и в электролит, весьма эффективен и для разогрева до температуры 

вскипания электролита потребуется очень большая плотность тока. 

На стадии формирования пористого слоя. Согласно модели Келлера 

пористый слой состоит из гексагональных призм по центру которых 

проходят поры. Анионы по порам заполненным электролитом достигают 

дна. Именно на дне пор протекают анодные процессы. Условия 

охлаждения покрытия на дне поры значительно хуже в силу гораздо 

меньшей теплопроводности оксида, составляющего покрытие. При 

сравнительно небольшой плотности тока нагрев дна поры, приводит к 

вскипанию электролита в поре и образованию парового пузыря. Ионы, 

оказавшиеся в таком пузыре, под действием поля ускоряются. 

Столкновение «ускоренных» ионов с молекулами приводит к увеличению 

кинетической энергии молекул, то есть к разогреву пузыря. При 

достижении определенной энергии столкновения приводят к ударной 

ионизации и образованию электронов, которые ускоряются полем и 

достигая дна поры бомбардируют его, вызывая еще больший нагрев. 

Нарастая этот процесс вызывает электрический пробой оксида на дне поры 

и формирование микроразряда. Однако, если плотность тока недостаточна 

для термического разогрева оксида на дне поры до температуры кипения 

электролита, то такой механизм не реализуется, пробоев покрытия и 

развития микроразрядов не происходит. 

На стадии микроразрядов согласно модели эквивалентных 

сопротивлений увеличение силы тока возможно только за счет возрастания 

токовой составляющей, протекающей через микродуговые разряды. 

Суммарный ток микроразрядов при всех прочих равных условиях 

определяется количеством микроразрядов. Следовательно, при увеличении 

плотности тока количество микроразрядов увеличивается. Каждый 

микроразряд состоит из «плазменного шнура», находящегося в поре и 

«пароплазменного пузыря» у поверхности покрытия. 

Пароплазменный пузырь закрывает часть поверхности. Увеличение 

количества микроразрядов приводит к уменьшению площади поверхности, 

на которой протекает анодное окисление. Кроме того, в поре после 

микродугового разряда формируется кристаллизованная пробка, пора 

исчезает. То есть площадь поверхности, на которой протекает анодное 

окисление, является функцией от плотности тока процесса МДО. При этом 

наблюдается обратно пропорциональная зависимость: с увеличением 

94



плотности тока, площадь реализации анодного окисления уменьшается и, 

наоборот, с уменьшением плотности тока площадь реализации анодного 

окисления возрастает. 

S aо ~ 1/j (1) 

Таким образом, в результате проведенного анализа удалось 

представить общую картину процессов, протекающих на поверхности 

детали при МДО. Согласно модельных представлений, соотношение 

процессов, протекающих на поверхности детали при МДО, зависит от 

плотности тока процесса МДО. 


1. Выборнова Н.Д., Гавкин А.А., Нечаев Г.Г., Ушаков В.И. 

Формирование биоактивных и биоинертных покрытий методом 

микродугового оксидирования // Вестник Саратовского государственного 

технического университета. 2011. №1(53), Вып.2. С.37-40. 

ИССЛЕДОВАНИЕ МОРФОЛОГИИ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ 

СТРУКТУРЫ СВЕЛЛИНГОВЫХ СЛОЕВ ИОННО- 

ИМПЛАНТИРОВАННОГО ТИТАНА 

Е.Д. Перинская, Ю.И. Пугаченко 

Научный руководитель: к.т.н., доцент И.В. Перинская 



В настоящее время актуальной задачей является исследование 

систем, содержащих нановключения металлов в диэлектрических 

матрицах. 

Одним из наиболее эффективных методов модификации свойств 

таких систем служит ионное облучение большими дозами, при которых 

происходит перемешивание атомов включения и матрицы. 

Известен цикл работ, связанный с, так называемым, «свеллингом» 

или распуханием [1]. 

Для некоторых металлов (например, Ti) объем подвергнутых 

имплантации ионов аргона с энергией 75 кэВ и дозой 3-5·10 3 мкКл/см 2 

значительно увеличивается в сравнении с рассчитанной по программе 

Монте-Карло (позволяющей рассчитывать распределение и концентрации 

только первичных дефектов без учета последующих эффектов – диффузии, 

рекомбинации, объединения в комплексы). 

Объем слоев резко увеличивается вследствие образования пор 

(рис.1). 

95


а 

б 

Рис.1.Электронно-микроскопические снимки поверхности титана (×9500), облученного 

ионами аргона Е= 75кэВ: 

а- Ф=1000 мкКл/см 2 ; б- Ф=3000 мкКл/см 2 [2] 

Микроскопическое исследование морфологии образцов показало, 

что при дозах (рис.1.а) поверхность сохраняет вид, характерный для 

необлученных образцов; вблизи дозы (рис.1.б) ее морфология аналогична 

апельсиновой корке с многочисленными шаро- и куполообразными 

микроучастками. 

Кинетика химического травления существенно зависит от масштаба 

свеллинга. В отличие от равномерного травления не имплантированных 

покрытий, облученные участки длительно сохраняли в травителе 

зеркальную поверхность, после чего наблюдалось неравномерное по 

площади растворение титанового слоя. С помощью металлографического 

микроскопа (x1000) в процессе жидкостного травления выявлены (рис.2): 

начальная стадия; торможение травления с восстановлением морфологии 

исходного слоя Ti; дальнейшее неравномерное травление. 

а б в 

г 

д 

Рис.2.Влияние жидкостного травления на морфологию поверхности титана 

( 1000), облученную ионами аргона. 

Е= 75кэВ, Ф=3000 мкКл/см 2 . 

Время травления: а- 25 с; б- 55 с; в- 120 с; г- 240 с; д- исходный материал [3] 

96



Микродифракция кристаллической структуры свеллинговых слоев 

на титане в зависимости от дозы ионов аргона представлена на рис. 3. и 

свидетельствует об изменении структурного совершенства слоев. 

а б в 

Рис.3.Микродифракция слоев титана 

Е= 75кэВ. 

а- исходный образец; б- Ф=1000 мкКл/см 2 ; в- Ф=6000 мкКл/см 2 [3] 

Поскольку свеллинговый слой предстваляет собой фактически 

наноструктурированный материал («квантовая губка»), с точки зрения 

интереса к наноматериалам целесообразно изучить его электронные 

свойства. 


1.Тетельбаум Д.И. Ионная имплантация / Д.И. Тетельбаум // 

Вестник Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского.- 2010. - №5 (2). – 

С. 253. 

2.Перинская И. В., Лясников В. Н., Перинский В.В. Механизмы 

влияния ионной имплантации на химическую активность металлов / И.В. 

Перинская, В.Н. Лясников, В.В. Перинский // Технология металлов. – 

2009. – № 8. - C. 22-25. 

3.Перинская И.В. Совершенствование и применение ионно-лучевой 

технологии субмикронной пассивации металлов для безрезистной 

литографии и защиты от коррозии: автореф. … канд. техн. наук / 

Перинская И.В.- Саратов, 2010. – 18 с. 

97


ПОВЫШЕНИЕ АДАПТАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ 

ОРГАНИЗМА ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ 

НАГРУЗКАХ 

Е.В. Забанова 

Научный руководитель: д.м.н., профессор С.И. Баулин 


имени Гагарина Ю. А., г. Саратов 

Известно, что одним из основных признаков срыва адаптационных 

возможностей организма является снижение физической 

работоспособности [2]. В то же время для коррекции гомеостатических 

реакций при воздействии целого ряда неблагоприятных факторов внешней 

среды в настоящее время широко используется препараты ,относящиееся к 

так называемым адаптогенам. Общим эффектом для всех адаптогенов 

является неспецифическое повышение функциональных возможностей, 

повышение приспособляемости (адаптации) организма при осложненных 

условиях существования. Адаптогены практически не меняют нормальных 

функций организма, но значительно повышают физическую и умственную 

работоспособность, переносимость нагрузок, устойчивость к различным 

неблагоприятным факторам (экотоксиканты, жара, холод, жажда, голод, 

инфекция, психоэмоциональные стрессы и т.п.) Указанные препараты 

способны воздействовать на многочисленные механизмы, определяющие 

состояние здоровья человека, лимитирующие его работоспособность, что 

позволяет использовать их как профилактические препараты для 

повышения качества жизни у здоровых людей (спортсмены, фитнесс и 

профессиональная медицина), а также в клинической практике в период 

физической реабилитации пациентов с использованием методологии и 

средств спортивной тренировки. 

В связи вышеуказанным были проведены экспериментальные 

исследования по выбору наиболее перспективных адаптогенов различного 

происхождения и их рецептур для целей повышения резистентности 

организма при воздействии экстремальной физической нагрузки. 

В качестве подопытных животных использовались клинически 

здоровые белые крысы массой 200-220г. Оценка физической 

работоспособности осуществляется по результатам исследования плавания 

белых крыс до полного отказа при температуре воды 29-30 С и с грузом, 

составляющим 7% от массы тела животного (методика «Принудительного 

плавания») (Dawson С.A., Horvath S.A., 1970). 

Внутрижелудочное введение растворов рецептур белым крысам 

осуществлялось в удельном объеме 5,0 мл/кг с помощью зонда. 

Исследовались следующие виды адаптагенов: антигипоксанты – 

98



бемитил, гипоксен, кобазол; ноотропы – семакс; общетонизирующие 

вещества-пантолен; анксиолитики – мебикс, селанк; препараты 

пластического и энергетического действия – аспаркам, L-карнитил, 

глицерофосфат Са, креатин, милдронат, экдистен. 


Общая физическая работоспособность белых крыс при внутрижелудочном 

введении исследуемых образцов в эквитерапевтических дозах 

1 

2 

3 

4 

5 

Образец 

Работоспособность 

при 

плава-нии 

через 5 мин, 

% от нормы 

99 


после 

введения 

образца, % от 

плавания 

через 5 мин 

Контроль 44,10 134,47 59,33 

Бемитил, Гипоксен 

L-Карнитин (Р1) 

36,79 160,92 59,20 

Бемитил, 

48,00 178,38 85,75 

Глицерофосфат Са, 

L-Карнитин (Р2) 

Работоспос 

об-ность, % 

от 

нормы 

Контроль 48,28 167,01 80,55 

Бемитил,Аспаркам, 46,28 171,51 79,38 

L-Карнитин,Креатин(Р3) 

L-Карнитин,Креатин, 

Крезорцин(Р4) 

46,11 173,41 98,68 

Бемитил,Гипоксен, 49,07 199,72 80,00 

Милдронат(Р5) 

Контроль 48,73 166,20 81,00 

Бемитил,Милдронат,Асп 58,83 210,06 125,59 

аркам(Р6) 

Гипоксен, 

53,14 202,02 106,90 


L-Карнитин, 

Милдронат (Р7) 

Мебикс, Гипоксен 


Милдронат (Р8) 

53,91 204,87 110,46 

Контроль 42,80 175,08 74,93 

Селанк (Р9) 40,58 218,27 88,59 

Семакс (Р10) 58,77 150,00 88,20 

Пантолен (Р12) 52,50 178,30 93,62 

Контроль 38,57 172,76 66,65 

Мазь пантолен, 1,2 40,28 180,68 72,79


6 

7 

8 

%(Р11) 

L-Карнитин (Р13) 49,02 166,20 81,49 

Экдистен (Р14) 41,02 248,62 101,99 

Контроль 48,94 173,39 84,87 

ДМ-12 (Р15) 47,27 172,13 81,37 

ДМ-13 (Р16) 44,88 166,20 74,60 

Ксимедон (Р17) 49,82 140,54 70,02 

Контроль 49,40 158,46 78,25 

Эфедрина 

43,27 174,76 75,63 

гидрохлорид(Р18) 

Экстракт из пантов 59,91 152,83 91,57 

марала (Р19) 

Контроль 45,27 177,27 80,29 

Кобазол (Р20) 47,20 140,00 66,08 

Как следует из представленных в таблице 1 результатов общая 

физическая работоспособность у всех групп подопытных животных при 

повторном плавании (через 5 минут после первого плавания) составляет 

37,79-59,91 % от показателей нормы. Восстановление работоспособности 

после 40 минутного отдыха в контрольной группе составляет 134,47-175,08 

% от второго плавания, а после введения исследуемых образцов и отдыха 

140,54-248,62 %. При этом по степени восстановления общей физической 

работоспособности, которые достоверно превосходят показатели контроля, 

исследуемые образцы располагаются в ряду: 

Р-14 > Р-9 > Р-6 > Р-8 > Р-7 > Р-5 > Р-11 > Р-2 > Р-12 > Р-18 > Р-4 > 

Р-1; 

Среди образцов, повышающих общую работоспособность более, чем 

она была в норме, следует отметить Р-6, Р-7, Р-8, содержащие милдронат, а 

также Р-14 (экдистен), т.е препараты пластического и энергетического 

типа действия. При этом гипоксен, входящий в состав образцов Р-7 и Р-8 

как антигипоксант, оказывает менее выраженное положительное влияние 

на физическую работоспособность, чем бемитил. Об этом же 

свидетельствуют результаты обследования образцов Р-1 и Р-2. 

Обращает на себя внимание положительное – повышающее общую 

физическую работоспособность действие анксиолитика-селанка (Р-9). 

Кроме того, положительное влияние анксиолитиков (мебикс) выявляется 

при обследовании образцов Р-7 и Р-8. 

Выраженного действия на физическую работоспособность образцов, 

относящихся к ноотропам по результатам экспериментальных 

исследований при их однократном введении в организм не выявлено. 

100




1. Адаптация и физическая работоспособность спортсменов: 

Сборник научных трудов/ГДОИФК им. П.Ф.Лесгафта.-Ленинград, 1989 

2. Сейфулла Р.Д. Фармакологическая коррекция факторов, 

лимитирующих работоспособность человека. // Экспериментальная и 

клиническая фармакология. - 1998. - № 1. - С. 3-9 

3. Бобков Ю.Г., Виноградов В.М., Катков В.Ф. и соавторы – 

Фармакологическая коррекция утомления. Медицина. М. 1984 

4. Шашков B.C., Лакота Н.Г. Фармакологическая коррекция 

работоспособности // Фармакология и токсикология. - 1984. - № 2, Т. 74. - 

С. 5-15 

5. Гаркави Л.Х., Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. Адаптационные 

реакции и резистентность организма. — Ростов-на-Дону: Изд-во 

Ростовского ун-та. 1990. -- 223с. 

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА 

КОЛЕБАНИЙ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВОТОКА 

А.А. Сагайдачный, Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, А.В. Фомин 

Научные руководители: д.ф.-м.н., профессор Д.А. Усанов, 

д.ф.-м.н., профессор А.В. Скрипаль 



Ряд проведенных исследований позволяет говорить о наличии тесной 

связи температуры конечностей с уровнем перфузии крови [1, 2, 3]. 

Происходящее при этом изменение тонуса периферических сосудов 

приводит к изменению уровня как объемной, так и поверхностной 

перфузии. При нормальных условиях изменение объемного содержания 

артериальной крови в микрососудах кожи приводит к изменению баланса 

между термогенерацией и теплоотдачей с поверхности кожи в более 

холодную окружающую среду. В результате спонтанного изменения 

кровенаполнения поверхностных тканей даже при обеспечении 

стабильности температуры окружающей среды происходят медленные 

колебания температуры, проявляющиеся особенно ярко в области 

конечностей. 

Задачей данной работы является разработка способа и устройства 

мониторинга периферического кровотока, восстанавливаемого с помощью 

обработки сигнала колебаний температуры дистальных фаланг пальцев 

рук. 

101


Идея способа состоит в восстановлении частотно-временного 

спектра колебаний кровотока с помощью преобразований спектра 

колебаний температуры. 

Для измерения температурных колебаний пальцев в течение 20 мин. 

использовалась тепловизионная камера ThermaCam SC 3000 Flir Systems 

(Швеция) с температурным разрешением 0.02°С. Колебания 

периферического кровотока, восстановленные из температурного сигнала 

сопоставлялись с колебаниями, измеренными фотоплетизмографическим 

датчиком KL-79102. 

Изначально колебания температуры и кровотока имеют различную 

форму (рис. 1). 

Частотно-временной анализ с использованием вейвлета Морле (рис. 

1 в, г) показывает, что в области эндотелиальной активности регуляции 

кровотока 0.005-0.02 Гц спектры колебаний температуры и кровотока 

имеют похожий вид. В области нейрогенной активности регуляции 

кровотока 0.02-0.05 Гц амплитуда спектральных составляющих колебаний 

температуры значительно ниже амплитуды колебаний кровотока. 

Температурный сигнал, распространяясь от капилляров к 

поверхности кожи, претерпевает амплитудные и фазовые изменения. Как 

видно из сравнения частотно-временных спектров (рис. 1 в и г) колебания 

температуры запаздывают относительно колебаний кровотока. 

(а) 

(б) 

(в) 

(г) 

Рис. 1. Анализ экспериментальных сигналов в области дистальной фаланги 

указательного пальца руки. Колебания температуры (а), колебания кровотока (б), 

спектр колебаний температуры (в), спектр колебаний кровотока (г) 

Таким образом, для реализации способа мониторинга колебаний 

периферического кровотока с помощью преобразований температурного 

102



сигнала необходимо восстановить высокочастотную составляющую 

колебаний кровотока и выполнить сдвиг спектральных составляющих на 

время задержки. 

Для восстановления колебаний кровотока ω(t) выполняются 

амплитудные преобразования колебаний температуры T(t) с 

использованием выражения (1), используемого в модели [4]. 

Как показали проведенные исследования, задержка колебаний 

температуры относительно колебаний кровотока зависит от частоты. 

Временной сдвиг спектральных составляющих колебаний температуры Δt 

выполнялся с помощью выражения (2). 

dT ( ti 

) 

C 

V 

 

dt 

H 

air 

S T 

( ti 

) Tair 

 

( ti 

) 

, ((1) 

C 

T T( 

t ) 

b 

b 

 

2 

3 

D D 

S , V 

где 2 12 , t – время, ρ- плотность ткани, ρb -плотность крови, 

C – удельная теплоёмкость ткани, Cb – удельная теплоёмкость крови, D - 

диаметр пальца, S - площадь пальца (полусферы), Tb -температура крови, 

Tair -температура воздуха, V -объём пальца (полусферы), H – коэффициент 

конвекции воздуха. 

z 

t( f ) , 

 

2 f 

c 

где λ – константа теплопроводности, f – частота сигнала с – удельная 

теплоёмкость ткани, ρ – плотность ткани, z – толщина ткани. 

Проведенные измерения на группе из 11 испытуемых 

продемонстрировали увеличение коэффициента корреляции после 

преобразований до 0.7 при этом до преобразований коэффициент 

корреляции в среднем по группе равнялся от 0.35. Проведенные 

спектральные преобразования восстанавливают форму колебаний 

кровотока с учетом запаздывания температурного сигнала. 

Устройство мониторинга колебаний периферического кровотока 

предусматривает сочетание, как контактного температурного датчика, так 

и фотоплетизмографического датчика для измерения частоты сердечных 

сокращений. Задержка между анализируемыми сигналами будет 

характеризовать толщину и тепловые свойства кожи. Тепловизионный 

метод измерения температуры открывает возможность бесконтактного 

наблюдения восстановления микроциркуляции кожи при термических 

поражениях. 


1. Bornmyr S., Svenson Н., Lilja В., et al. Skin temperature changes in 

skin blood flow monitored with Doppler flowmetry and imaging: 

methodological study in normal humans // Clinic, Physiology. - 1997. - Vol. 17, 

N. 1. -P. 71-81. 

b 

i 

 

((2) 

103


2. Stikbakke E., Mercer B.J. An Infrared thermographic and Doppler 

flowmetric investigation of skin perfusion in the forearm and finger tip flowing 

a short period of vascular stasis // Thermology international. - 2008. - Vol.18, N. 

3 . - P . 107-111 

3. Усанов Д.А., Сагайдачный А.А., Скрипаль А.В., Фомин А.В. 

Взаимосвязь колебаний температуры и кровотока пальцев рук// 

Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2012. №2. С.37-42. 

4. Shitzer A., Stroschein L. A., Gonzalez R. R., Pandolf K. B. Lumpedparameter 

tissue temperature-blood perfusion model of a cold-stressed fingertip 

//Journal of Appl. Physiol. 1996. Vol. 80, PP. 1829-1834. 

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО 

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 

В БИОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ 

Т.В. Холкина 

Научный руководитель: д.т.н., профессор В.П. Севостьянов 

Научно-производственное предприятие «ВЕНД», г. Саратов 

Утилизация органических обеззараживающих сред 

Применение органических соединений в процессе дезинфекции 

(обеззараживания) воды достаточно хорошо изучено и широко 

применяется в медицине. Особенно это важно при дезинфицировании 

инструментов или большого по объему технологического оборудования и 

пространства. Одновременно актуальным становится вопрос о 

последующей утилизации (очистке) примененных растворов от 

дезинфицирующей органики. 

В качестве теста в этом случае рассматривается раствор фенола, 

который из-за своего строения (наличие ароматического кольца) требует 

серьезного энергетического воздействия при разложении. 

Для проблемы утилизации был применен электрический разряд [1], а 

именно: 

- «скользящий», импульсный по поверхности раздела «воздух-вода»; 

- импульсный коронный в газе [2]. 

Эффект достигался тем, что при воздействии электрического разряда 

над жидкой фазой образовывались активные частицы (озон, атомарный 

кислород, гидроксилы и т.д.), эффективно окисляющие впоследствии 

фенол в воде. Согласно [2], импульсный коронный разряд зажигали над 

поверхностью непрерывно перемешиваемого раствора фенола в воде. В 

итоге была достигнута ≈ 70%-ная очистка воды при энергозатратах до 40 

эВ на молекулу фенола. Отрицательный момент технологии заключался в 

104



том, что фенол разлагался на побочные продукты, которые опять же 

требовали определенной доочистки [1, 2]. 

Исходя из поставленной задачи и, прежде всего, из унификации 

процесса дезинфекции жидких сред, нами была сделана попытка 

применить высоковольтный короткоимпульсный электрический разряд не 

на поверхности, а непосредственно в объеме жидкости [3]. При этом в 

задачу входило полное разложение фенола до экологически «безопасных» 

продуктов – элементного углерода и его оксидов. Во всех случаях в 

качестве окислителя применялась перекись водорода, которая, кстати, 

образовывалась в небольших количествах при ЭГ-воздействии. 

В табл. 1 приведен сравнительный анализ влияния скользящего, 

коронного [2] и электрогидравлического разрядов на разложение фенола в 

воде. 


Сравнительный анализ влияния электрического разряда на разложение 

фенола в воде 

Способ электрического 

воздействия 

Скользящий (пробойный) 

разряд [1, 2] 

Степень 

разложения, % 

Количество 

импульсов 

50 100 300 

- 6,7 10 

Коронный разряд [1, 2] - 61 90 

Расположение 

электродов 

Над 

поверхностью 

жидкости 

Над 

поверхностью 

жидкости 

В объеме 

Конечные 

продукты 

разложен 

ия 

ЭГ-разряд в окислительной 

С, СО, 

100 - - 

среде [4]. 

жидкости СО 2 

В подтверждение сказанному ниже приведен химизм процесса 

разложения фенола до экологически «чистых» продуктов, а именно, до 

элементного углерода и газообразных продуктов оксидов углерода по 

указанному выше механизму. 

- 

- 

105


В итоге, происходит снижение концентрации фенола в воде до 

уровня ПДК, отвечающего санитарным нормам питьевой воды [5]. 

Обеззараживание сточных вод от микрофлоры 

Проводя эксперименты по удалению фенолов из их водных 

растворов, нами было обращено внимание на дезинфекцию 

(обеззараживание) воды. Осуществить дезинфекцию воды до 100 % на 

практике обычно не удается. Поэтому в настоящее время принято 

выражать эффективность обеззараживания как 99 %, 99,9 % и т.д. 

Удовлетворительной считается степень обеззараживания в пределах 99,99- 

99,999 %. 

Разработка надежных, дешевых по эксплуатации, экологически 

безопасных технологий обеззараживания биологически загрязненных вод 

чрезвычайно актуально. К сожалению, применяемые на сегодняшний день 

методы обеззараживания воды имеют характерные недостатки [6]. Это 

стимулирует поиски новых технологий водоподготовки, к числу которых 

относится применение электрогидравлического воздействия [3]. 

Бактерицидный эффект ЭГУ [7] можно объяснить рядом физикохимических 

факторов. 

Во-первых, появлением в воде «ядовитых» для микрофоры 

продуктов, возникающих в результате расщепления молекул Н 2 О в поле 

высоковольтного электрического разряда. В такой воде появляются 

свободные гидроксильные радикалы и атомарные водород и кислород [8]: 

2H 2 O+ O 2 H 2 O 2 ; 2HO 2 H 2 O 2 + H 2 ; H 2 O HO + H; 

OH+ O H H 2 O 2 и т.д. 

Во-вторых, обеззараживающим действием УФ-излучения, доля 

которого относительно всего объема ЭГВ составляет 90 %, ударной волны 

– 23-46 %, а на долю обеззараживания воды продуктами термолиза и 

электролиза приходится – 10-20 %. Именно ультрафиолетовые лучи 

ответственны за обеззараживающий эффект бактерицидных стоков, а их 

механизм обусловлен фотохимическими реакциями. Последние 

необратимо разрушают ДНК, а также действуют на РНК, клеточные 

мембраны и т.д. Максимум бактерицидного действия наблюдается при 

λ=250-260 нм, что, фактически, обеспечивается эффектом 

электрогидравлического разряда. 

106



В-третьих, механизмом действия ударной волны приводит к 

разрушению клеточных оболочек. Продукты электролиза повышает 

уровень осмотического давления в клетке, что приводит к плазмолизу 

мембраны. Действие продуктов термолиза воды оказывается аналогичным 

действию высокоактивных реагентов (озон). 

Обеззараживающее действие факторов ЭГВ определялось на 

установке со следующими параметрами: напряжение разряда U = 40 кВ, 

емкость конденсатора С = 0,2 мкФ, индуктивность разрядного контура 

L=10-1250 мкГн. Воздействию подвергалась дистиллированная вода, 

зараженная кишечной палочкой (штамм E. coli) с исходной концентрацией 

10 9 -10 12 кл/л. 

В качестве модельной системы использовалась вода, загрязненная 

бактериями кишечной палочки (Escherichia coli). Для этого брались 24- 

часовые культуры, выращенные на мясо-пептонном агаре при Т=37 °С. Из 

этих культур готовили суспензии по оптическому стандарту 10. Суспензию 

вносили в 100 мл дистиллированной воды. Далее опытные образцы 

подвергались ЭГУ воздействию (пробойное напряжение U = 20 кВ, 

емкость конденсатора C = 0,1 мкФ) с различным количеством импульсов. 

После обработки образцы инкубировались при Т=37 °С в течение 18-24 

часов с последующим количественным высевом из последовательных 

разведений (по 0,1 мм) на чашки Петри со средой Эндо для подсчета 

выросших колоний. Чашки с посевами выдерживались в термостате при 

Т=37 °С в течении 12 часов. 

Среднее число живых клеток в 1 мл бактериальной взвеси 

составляло 10 9 . Опыты проводились с молибденовыми и медными 

электродами. При 10 и 20 импульсах общее микробное число (ОМЧ) 

равно: c медными электродами – 165 и 140, а с молибденовыми – 180 и 

160. Полная гибель Ecoli в исследуемых образцах наступила при 150 

импульсах (соответствие Сан. Пин. 4.2.1019 – 01). 

Таким образом, электрогидравлический удар может выступать в 

качестве реальной альтернативы известным методам обеззараживания 

воды. Применение ЭГ-воздействия для дезинфекции водных сред 

позволяет добиваться требуемой степени очистки 99,999997 %, избежать 

использования дорогостоящих (и токсичных) реагентов и осуществлять 

водоподготовку в проточном режиме. Более того, в обработанной 

жидкости наблюдается эффект последействия, т.е. среда остается 

практически стерильной спустя 7-10 суток. 

Интересными явились два факта. Во-первых, обеззараживающее 

действие воды наступает через 10-15 мин. после окончания ЭГУвоздействия. 

Это обстоятельство подтверждается ранее полученным 

экспериментом: 10-и минутным интервалом образования в воде перекиси 

водорода [8]. Во-вторых, было показано, что в ранее обработанной ЭГУвоздействием 

исходной воды при последующим заражении ее 

107


бактериальной культурой Ecol также проявляется обеззараживающее 

действие до полная гибели бактерий. 

Очень важным является то обстоятельство, что разложение 

органических веществ в воде и ее обеззараживание методом ЭГВ 

происходит унифицировано практически в один цикл. 

Очистка деталей и узлов медицинской техники 

В процессе эксплуатации изделия медицинской техники 

(инструмент, оборудование, узлы и детали) подвергаются различного рода 

загрязнениями. Возникает ситуация, требующая их очистки, а в некоторых 

случаях и претензионной. Опыт показывает [3, 8-10], что наиболее 

чувствительным в этом направлении является стандартное щелочносиликатное 

стекло. Именно подбор режимов для его очистки может быть 

удачно распространен на керамику, цементы, металлы и различного рода 

порошки. Часто бывает, что применение механической обработки 

поверхности деталей либо затруднено, либо недопустимо. В этом случае 

возможно применение ЭГ-воздействия, особенно в части унификации 

технологии в целом. 

В результате проведенных экспериментальных исследований была 

разработана технология очистки поверхности стекла с использованием 

ЗГВ на разработанной нами установке ТХ-20,0-9 [8]. Эффект достигается 

при первичных физических явлениях, сопровождающих ЭГВ 

(электронный пробой жидкости, ударная ионизация вещества и создание 

импульсных сильно неоднородных электромагнитных полей). Как 

следствие этих процессов развиваются вторичные эффекты: 

кавитационные и гидродинамические явления, звуковое, ультразвуковое, 

видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское излучения, создаются 

локальные, быстро убывающие с расстоянием от канала разряда 

сверхвысокие давления и температуры. Именно возникновение мощного 

ультразвукового излучения и ударных волн послужило предпосылкой 

использования ЭГУ. 

Исследования, проведенные на щелочно-силикатных стеклах с 

использованием методов Оже-спектроскопии и электронной 

просвечивающей микроскопии, а также тестовые испытания на 

адгезионные параметры напыленных металлических пленок, показали, что 

на подложках, прошедших стандартную химическую очистку, 

наблюдаются пики типичных загрязнений Ca (151…154 эВ), C (271…274 

эВ), а также S (290…294 эВ), O (509…513 эВ), K (250…256 эВ). Для 

нашего случая наиболее принципиальными являются поведение спектров 

углерода и серы. 

Результаты исследований представлены на рис. 1 и 2 [11]. Видно, что 

обработка стеклянных подложек непосредственно в камере установки ЭГУ 

(рабочая среда – дистиллированная вода) между стадиями 3 и 4 приводит к 

значительно более однородной морфологии поверхностного слоя стекла 

108



(рис. 2, е), а интенсивность пика углерода на Оже-спектрограмме 

снижается до фонового уровня (рис. 3, д). 

а 

б 

в 

г 

д 

е 

Рис. 1. Микроэлектронные фотографии поверхности стеклянных пластин до (а) и 

после различных химических обработок в: б – трихлорэтилене; в – водном растворе 

ПАВ с применением ультразвука; г – перекисно-аммиачной смеси; д – перекисноаммиачной 

смеси с последующим отжигом; е – в камере установки ТХ-20,0-9 (вода 

дистиллированная) 

Рис. 2. Оже-спектры стеклянных электродных подложек ЖКИ после различных 

химических очисток в: а – трихлорэтилене; б – водном растворе ПАВ с применением 

ультразвука; в – перекисно-аммиачной смеси; г – перекисно-аммиачной смеси с 

промежуточной обработкой в растворе силиката натрия; д, е – камере установки ТХ- 

20,0-9 в дистиллированной воде и растворе силиката натрия соответственно 

Вывод 

Высоковольтное электрогидравлическое воздействие может быть: 

- эффективным при обеззараживании и очистке медицинской 

техники, а также при утилизации отработанных дезинфицирующих 

растворов; 

- унифицированным по применяющемуся оборудованию и 

реактивной базе в едином технологическом цикле. 

109



1. Пат. 2136602 Россия. МПК C02F1/46. Устройство для очистки и 

обеззараживания воды / Н.Д. Рязанов, К.Н. Рязанов. Заявл. 01.06.1998. 

Опубл. 10.09.1999. 

2. Пат. 2108977 Россия. МПК C02F1/48. Способ очистки сточных вод 

от фенола / Д.М. Медведев, В.А. Аболенцев, С.В. Коробцев, В.Л. 

Ширяевский. Заявл. 30.12.1992. Опубл. 20.04.1998. 

3. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в 

промышленности. Л.: Машиностроение, 1986. 253 с. 

4. Пат. РФ № 2326055. Способ очистки промышленных сточных вод 

от фенола / Т.В. Холкина, В.П. Севостьянов, И.Д. Кособудский, П.Г. 

Никоноров. Опубл.10.06.2008. Бюл. № 16. 

5. ГОСТ 2874-8. Вода питьевая. Гигиенические требования и 

контроль за качеством. М.: Изд-во Стандартов. 

6. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. – М.: Изд-во МГУ, 

1996. – 680 с.занов Н.Д., Перевязкина Е.Н. Действие обеззараживающих 

факторов импульсного электрического разряда в воде // Электронная 

обработка материалов. – 1984.– № 2. – С. 43-45. 

8. Севостьянов В.П., Ракитин С.А. Экстремальные физические 

воздействия в технологии производства изделий знакосинтезирующей 

электроники. – Саратов: СГАП, 1999. – 228 с. 

9. Безбородов М.А. Химическая устойчивость силикатных стекол. – 

Минск: Высшая школа, 1972. 

10. Белолипцева Г.Г., Филипченко В.Я., Финкельштейн С.Х. 

Исследование физико-технологического процесса подготовки поверхности 

стекла под вакуумную металлизацию // Электронная техника. Сер. 4. – 

1985. – Вып. 3. – С. 3-6. 

11. Н.Г. Кузьмин, С.А. Ракитин, В.П. Севостьянов, Т.В. Холкина 

Очистка стеклянных подложек // Электронная промышленность. – 2004. – 

№ 2. – С. 71-74. 

ПРИМЕНЕНИЕ ОТКРЫТЫХ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ ДЛЯ 

УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА 

И.В. Горохов 

Научный руководитель: к.т.н., доцент В.В. Вахнина 

Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти 

Для ряда производственных процессов и медицинских учреждений 

необходимо создание зон с низким содержанием в воздухе пыли и 

органических соединений, вызывающих аллергические реакции. Для 

изолированных помещений эта проблема решена. Очевидно, что 

110



необходимо также улучшение качества воздуха на территориях 

медицинских и оздоровительных учреждений, для чего необходимы 

системы очистки воздуха расположенные по их периферии. Основными 

источниками пыли для данных территорий являются пыльца и споры 

растений, техногенные источники и автотранспорт. Высота 

распространения пыли от этих источников не превышает 10…20 метров. 

Для осаждения пыли по линии ограждения территории в работе [1] 

предложено использовать широкоапертурные открытые электрофильтры. 

В нормальных условиях пылинки находятся в непроводящей среде 

(воздухе) и являются отрицательно заряженными. Отталкиваясь друг от 

друга, пылинки создают устойчивую структуру подобную коллоиду [2]. 

При протекании тока разряда положительной короны происходит 

изменение знака заряда пылинок. Предельный заряд частицы в коронном 

разряде [1]: 

4 

0кТ 

q0 

E rч 

(1) 

р 

где Е – напряженность электрического поля ε 0 – электрическая постоянная, 

к – постоянная Больцмана, Т температура, р – давление, - сечение 

столкновений иона с молекулами, r ч - характерный размер частицы. 

Скорость дрейфа v d частицы пропорциональна действующей силе и 

3 

если на частицу массой т ( m 8 r o 

– масса частицы, ρ – её плотность) и 

зарядом q 0 действуют однонаправлено электрическая сила и сила тяжести 

F q 0 

E mg (g =9,8 м/с 2 ), то v d будет зависеть от r ч как: 

2 

4 

ob 

E b 

v 

d 

8 r÷ 

g 

(2) 

qiN 

r÷ 

qi 

Первый член в правой части уравнения учитывает вклад в скорость 

дрейфа электрического поля, а второй силы тяжести. Определим размеры 

пылинок, для которых осаждение электрическим полем разряда станет 

основным. Для этого запишем неравенство: 

2 

4 

ob 

E b 

8 r÷ 

g , из которого получаем: 

q N r q 

r oE 2 

2 

÷ 

, (3) 

2Ng 

i 

÷ 

i 

Подставляя 1 2 

9 í ì 

910 

, N = 2,7·10 25 м -3 , σ = 10 -20 м 2 [3], 

2 

4 o 

Êë 

ρ = 10 3 кг/м 3 , g = 10 м/с 2 , Е =10 кВ/м в находим r 10 5 

÷ 

ì Таким образом, в 

коронном разряде с напряженности электрического поля Е =10 кВ/м 

осаждение пылинок размерами 10 мкм и менее осуществляется, в 

основном, электрическим полем. При выносе пыли за пределы разрядного 

промежутка её осаждение осуществляется электрическим поле Земли 

(E g = 100 В/м [3]), которое способно эффективно воздействовать на 

пылинки с r 10 7 

ì . 

÷ 

111


Для выделения направления тока короны и, соответственно, 

повышения эффективности электрофильтра можно предложить [1] 

следующую (рис. 1) конструкцию коронирующего электрода. 

Несущие 

проводники 

Соединительный 

каркас 

R 

R эф 

Иглы 

Рис.1. Конструкция коронирующего электрода 

В конструкции электрода используются три несущих проводника 

объединенные каркасом. Расстояние между проводниками много больше 

их диаметра. На проводниках в один или несколько рядов расположены 

проводники малого диаметра- острия. 

Средняя напряженность электрического поля в разрядном 

промежутке предлагаемого электрофильтра при U = 100 кВ, h = 10 м, 

R эф = 0,2 м составит: E 

ñð 

5êÂ/ì 

. Требования к радиусу R кончиков игл 

определяются неравенством: 

Eñð 

h 

R (4) 

2Ek 

Напряженность электрического поля на поверхности острия при 

которой зажигается коронный разряд составляет Е к ≈ 4 МВ/м [4], с учетом 

этого из (4) для h = 10 м получаем R ≤ 6 мм. 

Для снижения запыленности воздуха на выделенных территориях 

необходимо расположение системы очистки воздуха по их периферии. Для 

обеспечения безстриммерного коронного разряда электродная система [1] 

должна состоять из отдельных сегментов. Принципиальная электрическая 

схема соединений сегмента электрофильтра приведена на рис. 2. 

112



6 

4 

6 

5 

1 3 

5 

2 

8 

Рис.2. Принципиальная электрическая схема подсоединения сегмента 

1 – высоковольтный источник, 2 – электрод заземлителя, 3 – высоковольтный электрод, 

4 – провод подвеса, 5 – опоры, 6 - изоляторы, 7 - грунт, 8 - кабель электропитания 

Для питания электрофильтров используются высоковольтные 

источники постоянного тока. Специфическим требованием к источникам 

электрофильтров является их высокое выходное сопротивление, а к 

конструкции электродной системы малая межэлектродная емкость. 

Для осаждения потока пыли 1 кг/с при напряжении коронирования 

U k ≈ 100 кВ электрическая мощность электрофильтра составит не более 

Р = j l·U k ·L ≈ 10 кВт. 

Заключение 

Проведен анализ воздействия коронного разряда на движение пыли в 

газе. Показано, что скорость дрейфа частиц в коронном разряде обратно 

пропорциональна их характерному размеру, а дрейфа под действием силы 

тяжести прямо пропорциональна. Коронный разряд перспективен для 

применений в открытых широкоапертурных электрофильтрах, 

.предназначенных для улучшения качества воздуха на территориях 

медицинских и оздоровительных учреждений. Предложена схема 

снижения запыленности на выделенных территориях. Выполнены оценки 

параметров электродов для широкоапертурных электрофильтров. 


1. Воздействие коронного разряда на дрейф частиц пыли и 

наночастицы. И.В.Горохов. Сборник материалов Всероссийской 

молодежной конференции. 21-22 мая 2012г. – Саратов, ООО 

«Издательство Научная книга», 2012, с. 139 – 143. 

2. Фейнмановские лекции по физике. т.5 Электричество и 

магнетизм. Р.Фейнман, Р.Лейтон, М.Сендс. М.: Атомиздат, 1976. 

3. Таблицы физических величин / Под. ред. ак. И.К. Кикоина – 

М.: Атомиздат, 1976. 

4. Попков В.И. Избранные труды. Коронный разряд и линии 

сверхвысокого напряжения. – М.: Наука, 1990 г. 

7 

113


ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ 

СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ 

ФОФСФАТОВ КАЛЬЦИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ ВЧ-МАГНЕТРОННЫМ 

ОСАЖДЕНИЕМ 

И.Ю. Грубова, М.А. Сурменева, А.А. Иванова 

Научный руководитель: к. ф.-м. н., доцент Р.А. Сурменев 

Национально исследовательский Томский политехнический 

университет, г. Томск 

В настоящее время лидирующее место среди материалов для 

получения покрытий на поверхности имплантатов занимают изоморфные 

разновидности гидроксиапатита (ГА) [1]. В последние годы особый 

интерес вызывает ГА с частичным замещением PO 3- 4 -групп анионами 

4- 

SiO 4 (Si-ГА). На примере стеклокерамики, известно, что присутствие 

кремния в материале ускоряет процесс остеоинтеграции [2], эти данные 

позволяют прогнозировать перспективность использования Si-ГА в 

качестве покрытий для медицинских имплантатов. 

Метод высокочастотного (ВЧ) магнетронного распыления является 

эффективным методом модифицирования металлической поверхности 

имплантатов [3]. 

Цель данной работы состоит в изучении закономерностей 

формирования биосовместимых нанокомпозитных покрытий на основе Si- 

ГА методом ВЧ-магнетронного осаждения. 

Для достижения поставленной цели были сформулированы и 

решены следующие задачи: 

– изучить закономерности формирования покрытия, разработать 

физическую модель его роста из плазмы ВЧ-магнетронного разряда и 

установить взаимосвязь микроструктуры, фазового и элементного состава 

полученных пленок с параметрами осаждения; 

– исследовать влияние параметров покрытий на основе Si-ГА на их 

функциональные свойства: механические характеристики, поверхностную 

энергию и биологическую совместимость. 

Порошок Si-ГА Са 10 (РО 4 ) 6-х (SiO 4 ) x (НO) 2-x , для мишени был получен 

механохимическим методом с замещением 0,5 и 1,72 моля РО 3- 4 на анион 

SiO 4- 4 , что составило 1,22 и 4,9 масс. % Si. Мишень для распыления ( 

220 мм, толщина 10 мм) готовилась из порошка Si-ГА по керамической 

технологии. 

С учетом наличия двух мишеней с различной концентрацией 

кремния, естественным является предположение, что состав мишени будет 

определяющим фактором, влияющим на состав покрытия. В связи с этим 

проводилось исследование фазового и элементного состава мишеней. 

114



После чего была выбрана оптимальная концентрация кремния в мишени 

(х=0,5), которая оказывает наибольшее влияние на состав покрытия. 

подложка 

Интенсивность, отн.ед. 

ГА 

ГА 

ГА 

ГА 

20 30 40 

2, 0 

2 ч 

1 ч 

0,5 ч 

Рис.1.Рентгенограмма Si-КФ покрытий при замещении х=0,5 

Исследование элементного состава покрытия методом ЭДРА 

показало, что в состав покрытия входят Са, Р, Si и О. На ИК-спектрах 

присутствуют две области поглощения (1250 – 960) см -1 и (500 – 600) см –1 , 

соответствующие колебаниям ионов PO 4 3- . Полосы поглощения при 945, 

870, 504 см -1 отвечают колебаниям групп SiO 4 4- , наличие которых 

подтверждает замещение трехзарядных фосфат-ионов на четырехзарядные 

силикат-ионы. На рентгенограмме покрытий, полученных в течение 30 

минут, отсутствуют рефлексы, характерные для КФ (рис.1). На 

рентгенограмме покрытия, полученного в течение 120 минут, 

присутствуют кроме рефлексов материала подложки рефлексы, 

соответствующие гексагональному ГА. Других фаз, таких как CaO и - 

Ca 3 (PO 4 ) 2 не выявлено. Этот факт дает основание предполагать, что либо 

ТКФ не образуется в покрытии, так как является высокотемпературной 

фазой, а температура подложки при формировании покрытия достигает 

лишь 200С, либо интенсивность данных рефлексов относительно 

рефлекса подложки незначительна из-за малого содержания данной фазы в 

покрытии. На рисунке 2 представлена морфология пленки, нанесенной на 

Si-подложку при заземлённой подложке (ЗП). В Si-КФ покрытиях 

обнаруживается двухуровневая зеренная структура с фрагментацией зерен 

размером порядка 0,2 мкм на субзерна со средним размером 4020 нм. На 

СЭМ-изображении скола покрытия у межфазной границы с подложкой 

наблюдается поликристаллическая мелкозернистая или аморфная 

115


структура пленки (рисунок 2 б). Толщина этого слоя при скорости 

формирования покрытия 4 нм/мин составляет (120 – 140) нм. 

Анализ методом ПЭМ верхнего слоя покрытия показывает, что оно 

представляет собой нанокомпозит, состоящий из включений 

нанокристаллической фазы, разделенных прослойкой или отдельными 

областями аморфной матрицы. 

а б в 

Рис.2. СЭМ-изображения поверхности (а), скола (б) и протравленной границы (в) 

покрытия, сформированного при ЗП на Si-подложке. Толщина 740 нм 

Таким образом, в ходе данной работы была установлена 

последовательность фазовых превращений в кремнийсодержащих 

фосфатах кальция на всех этапах формирования биосовместимых 

покрытий. Также установлено, что пленка, сформированная методом ВЧмагнетронного 

осаждения, представляет собой композит, состоящий из 

включений нанокристаллической фазы Si-ГА, разделенных прослойкой и 

отдельными областями аморфной матрицы. Кроме этого предложены 

схемы, иллюстрирующие кинетику формирования покрытия на основе Si- 

ГА при изменении температуры поверхности конденсации в процессе ВЧмагнетронного 

осаждения: с ростом толщины покрытия происходит 

образование градиентной структуры. 


1. LeGeros R.Z., LeGeros J.P. Dense hydroxyapatite in: Hench L.L., 

Wilson J. (Eds.), An Introduction to Bioceramics, World Scientific, Singapore. – 

1993.– P. 139 – 180. 

2. Best S.M., Porter A.E.,Thian E.S., Huang J. Bioceramics: Past, 

present and for the future// Journal of the European Ceramic Society. –2008.–V. 

28.– P. 1319–1327. 

3. Wolke J.G.C., van Dijk K., Schaeken H.G., de Groot K., Jansen 

J.A. Study of the surface characteristics of magnetron-sputter calcium phosphate 

coatings // J. Biomed. Mater. Res.– 1994.– V.28–I.12.– P. 1477–1484. 

116



АНАЛИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА ОБЩЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ И ШКОЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ 

ПО ЭКОЛОГИИ В УКРАИНЕ 

М.А. Безлюдная 

Научный руководитель: д.п.н., доцент О.Н. Головко 

Севастопольский национальный технический 

университет, г. Севастополь 

В условиях современного экологического кризиса чрезвычайно 

важно формировать экологическое сознание молодежи, но, к сожалению, 

до сих пор в Украине не существовало экологического всеобуча в Системе 

общего образования. Современная образовательная ситуация изменилась к 

лучшему в связи с принятием нового Государственного стандарта базового 

и полного общего среднего образования в ноябре 2011 года. 

Предпосылкой данного Госстандарта стал приказ Министерства 

образования и науки № 834 от 27.08.2010 «Об утверждении Типовых 

учебных планов общеобразовательных учебных заведений III ступени», в 

котором предусмотрено изучение экологии отдельной нормативной 

дисциплиной. При этом для стандартного и академического уровней 

выделяется 0,5 ч в неделю в 11 классе, для профильного уровня - 2 ч в 10 и 

11 классах [3]. 

В дополнение к нему 28 октября 2010 года была издана «Программа 

для общеобразовательных учебных заведений» (приказ МОН № 1021). 

Таким образом, введен экологический всеобуч. 

Рассмотрим кратко содержательные линии Госстандарта и 

тематическое содержание школьной программы по экологии. 

Госстандарт направлен на формирование у учеников экологического 

сознания и соблюдения правил экологически безопасного поведения в 

окружающей природной среде. 

Общими содержательными линиями образовательной отрасли 

являются: 

- законы и закономерности природы; 

- методы научного познания, специфические для экологии; 

- экологические основы отношения к природопользованию; 

- экологическая этика; 

- значимость природо-научных знаний в жизни человека и их роль в 

общественном развитии; 

- уровни и формы организации живой и неживой природы [1]. 

117


Программа «Экология», предложенная для изучения в 11 классе, 

обобщает школьное экологическое образование. Учебный курс 

ориентирован на выявление экологических проблем, связанных с 

изменениями и превращениями природных процессов и компонентов 

природы. Общая цель курса: формирование завершающих элементов 

экологической культуры старшеклассников, навыков, фундаментальных 

экологических знаний, экологического мышления и сознания, которые 

основываются на бережном отношении к природе как уникального 

природного ресурса. 

Ведушие идеи программы: выявление теоретико-методических 

основ, которые основываются на фундаментальных принципах 

международной стратегии устойчивого развития и прикладных сторон 

экологических исследований, ознакомление с основными экологическими 

проблемами в Украине и мире. 

Основными заданиями курса «Экология» (11 класс) для 

общеобразовательной школы являются: 

- формирование мировоззренческих знаний про основные 

тенденции развития экологических особенностей природопользования; 

- расскрытие научных основ изучения экологических проблем в 

соответствие с положениями международной стратегии устойчивого 

развития; 

- воспитание чувства ответственности за загрязнение и состояние 

окружающей природной среды, необходимости соблюдения 

природоохранного законодательства; 

- развитие системы интеллектуальных и практических навыков 

касательно оценивания экосостояний и экоситуаций, уровня их 

напряженности, эффективности охраны природы. 

Структура и содержание программы «Экология» базируются на 

принципах непрерывности и последовательности школьного 

экологического образования, её интеграции на основании 

внутрипредметных и межпредметных связей, гуманизации, экологизации, 

дифференциации учебного материала в зависимости от практического 

направления. 

В программе нашли отображения сквозные для школьного 

экологического образования содержательные линии, указанные в 

Концепции экологического образования Украины. 

Данных курс рассчитан на 17 часов (0,5 часов недельной нагрузки в 

11 классе) и охватывает 8 взаимосвязанных тем. 

Практическая часть программы является важной и обязательной её 

составляющей, поскольку обоснование некоторых зависимостей, 

доведение имеющихся тенденций развития, и, в конце концов, 

аргументация конкретной позиции невозможно без приведения некоторых 

статистических данных. Поэтому практические занятия предусматривают 

118



решение несложных экологических задач, осуществление сравнительного 

анализа, проведение наблюдений, мини-исследований, дисскусий, 

семинаров, «круглых столов», деловых игр, мониторинговых 

исследований, написание творческих работ. Оценивая учебные 

достижения учеников по экологии, необходимо пользоваться 

критериями, утвержденными МОН Украины, учитывая при этом: 

- правильность и научность изложенного материала, 

полноту расскрытия понятий и закономерностей, точность 

употребления экологической терминологии; 

- уровень самостоятельности ответа; 

- логичность и аргументированность в изложении 

материала; 

- уровень сформированности интеллектуальных, 

общеобразовательных, специфических умений (работа с 

картографическими, статистическими и другими 

дополнительными материалами) [2]. 

Ознакомившись с Госстандартом и школьной программой, 

можно сделать вывод, что по окончанию изучения данного курса 

у школьников сформируется представление об экологии как о 

комплексной сложной многогранной науке о взаимоотношениях 

живой и неживой природы. Ученики смогут анализировать 

последствия изменений природных процессов и компонентов 

природы, связанных с антропогенной деятельностью. Появится 

осознание роли живой природы в организации биосферы и места 

человека в природе. 

Безусловно, такие инновации будут способствовать 

подъему общественного экологического сознания у молодежи, 

формированию нового типа экологичной личности в Украине. 


1. ПКМУ № 1392 «Про утверждение Государственного 

стандарта базового и полного общего среднего образования» от 

23.11.2011г. Киев. 

2. Приказ МОН № 1021 «Программа для 

общеобразовательных учебных заведений» от 28.10.2010г. Киев. 

3. Приказ МОН № 834 «Об утверждении Типовых учебных 

планов общеобразовательных учебных заведений III ступени» от 

27.08.2010г. Киев. 

119


ВАРИАЦИОННОЕ ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКОЕ 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО 

ОБОСНОВАНИЯ НОВОГО ОТЕЧЕСТВЕННОГО 

РАДИОФАРМПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ 188 Re 

О.П. Александрова, А.Н. Клёпов, В. В. Каныгин* 

Научный руководитель: к.ф.-м.н. А.Н. Клёпов 

Обнинский Институт Атомной Энергетики – 

филиал НИЯУ МИФИ, г. Обнинск 

*ФМБА Минздравсоцразвития РФ, г. Обнинск 

В настоящее время разработан и готов к клиническому применению 

новый отечественный остеотропный РФП 188 Re-КОЭДФ для паллиативной 

радионуклидной терапии костных метастазов на основе 

188 Re и 

монокалиевой соли 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты (В.М. 

Петриев и В.Г. Скворцов, МРНЦ Минздравсоцразвития). На базе данных 

экспериментальных исследований, проведенных в МРНЦ, авторами было 

осуществлено математическое моделирование обращения 188 Re-КОЭДФ в 

организме крыс с использованием многокамерных схем; при этом были 

восстановлены дозиметрические характеристики облучения их органов [1]. 

Существует острая потребность экстраполяции этих данных для 

дозиметрического планирования предстоящих клинических испытаний 

данного РФП. Перенос полученных для различных РФП дозиметрических 

характеристик животных на организм человека обычно производится на 

базе полуэмпирических методик и рекомендаций, которые до сих пор не 

имеют строгого научного обоснования. С целью оценки возможных границ 

дозиметрических характеристик облучения критических органов больных, 

применительно к планируемым клиническим испытаниям, авторами был 

реализован следующий подход. На первом этапе, по данным (взятыми из 

работы [2]) радиометрии проб мочи и крови больных с костными 

метастазами, пролеченными 

188 Re-HEDP, было осуществлено 

компартаментное моделирование фармакокинетики данного 

терапевтического РФП, который является аналогом 188 Re-КОЭДФ, в силу 

преемственности химической структуры. Компартаментная модель для 

188 Re-HEDP была сформулирована на основе следующей системы 

уравнений, аналогично [3]: 

dP( 

t) 

( 

k 

BP 

k 

HP 

) 

P( 

t); 

dt 

 

dH( 

t) 

k P( 

t) 

( k ) H ( t); 

HP 

 

dt 

dB( 

t) 

k 

BP 

P( 

t) 

B( 

t) 

dt 

, (1) 

dU ( t) 

k H ( t) 

U 

( t) 

dt 

120



где покамерные функции активности: в камере крови – P(t), в камере кости 

– B(t), в камере почек – H(t), в камере экскреции активности с мочой – U(t), 

– отнесены к введенной активности 188 Re; начальные условия: P(0) 1, 

B(0) H(0) U(0) 0; – постоянная распада 188 Re; k BP , k HP , k – параметры 

межкамерных коммуникаций, которые идентифицируются, аналогично [3], 

численным методом минимизации подходящей целевой функции. С этой 

целью вводится функция невязки, описывающая меру отклонения 

расчётных характеристик кинетического процесса от их 

экспериментальных значений в радиометрируемых органах: 

e 2 

e 2 

( ) 

U ( t ) U 

P( 

t ) P , (2) 

i i 

 

i i 

 

i 

e e 

где t 

i 

– моменты времени задания экспериментальных данных; U 

i 

, P 

i 

– 

соответствующие относительные экспериментальные значения функции 

активности РФП в экскреции мочи и в плазме крови (рис.1); k 

, k , k 

– вектор кинетических параметров. Минимизация функции (2) по искомым 

параметрам (k BP , k HP , k) производилась с использованием метода Нелдера- 

Мида. Прямая задача кинетики на каждом шаге итерации решалась 

методом Рунге-Кутты с автоматическим выбором шага. Для решения 

задачи идентификации авторами было разработано соответствующее 

программное обеспечение на языке математического программирования 

FORTRAN. 

Результаты идентификации: Идентифицированные значения 

констант коммуникации: k BP 

3, 27 , k HP 

3, 65, k 0, 27 . На ниже 

приведенном рисунке даны восстановленные (с учетом распада 188 Re) 

кривые кинетики активности РФП и его метаболитов – в камерах «крови» 

и «экскреции РФП с мочой». Следует подчеркнуть, что динамика 

активности 188 Re в камерах «кость» и «почки» (здесь не приведены) была 

реконструирована в процессе идентификации, при отсутствии прямых 

радиометрических данных в них. 

На втором этапе была произведена серия расчётов кинетики РФП 

( 188 Re-HEDP) в организме человека варьированием кинетических 

параметров относительно идентифицированных значений. При этом 

рассчитывались резидентные времена для камер «крови», «кости», «почек» 

и «экскреции активности с мочой», а также удельные поглощённые дозы, 

приходящиеся на стенку мочевого пузыря и критические структуры 

скелета пациентов. Результаты (не все) представлены ниже в табл. 

Рассчитанные вариации максимальных уровней накопления активности 

РФП в кости [0,025-0,9], в моче [0,05-0,85] и в почках [0,05-0,9] – отвечают 

всевозможным вариациям накопления, которые могут встретиться в 

клинической практике. Поэтому рассчитанные поглощённые дозы 

охватывают достаточно широкий диапазон их реализации, который может 

BP 

HP 

121


иметь место при введении пациентам аналога 188 Re-HEDP – отечественного 

РФП 188 Re-КОЭДФ. 

доля от введенной активности с учетом распада 

1 

0,9 

0,8 

0,7 

0,6 

0,5 

0,4 

0,3 

0,2 

0,1 

0 

0 4 8 12 16 20 24 

Время после введения, час 

122 

экскреция-эксп. 

экскреция-расчёт 

кровь-расчёт 

кровь-эксп. 

Рис.1. Экскреция с мочой 188 Re-HEDP и кинетика его в крови человека 


Вариации доз на критические «мягкие» и костные структуры человека для 

188 Re-HEDP в зависимости от вариаций кинетических параметров 

Резидентное время A , час; 

Критические 

Органы 

Стенка моч. 

пузыря 

Почки 

Красный 

костный 

мозг 

Эндост. слой 

3,27 

3,65 

0,27 

1,03 

1,19 

1,69 

2,50 

3,67 

0,48 

3,67 

0,86 

13,2 

3,65 

0,27 

0,43 

0,50 

0,70 

1,03 

6,12 

0,81 

6,12 

1,44 

9 

Удельная поглощённая доза D 10 , Гр/Бк 

Кинетические параметры k 

BP 

, k 

H 

, k , час -1 

13,2 1,64 1,64 6,60 0,41 0,41 0,41 

0,90 3,65 14,40 3,65 3,65 14,40 14,40 

0,27 0,27 1,20 0,27 0,27 0,27 1,20 

0,13 

0,15 

0,21 

0,30 

7,30 

0,96 

7,30 

1,72 

1,33 

1,54 

2,20 

3,27 

2,40 

0,32 

2,40 

0,56 

3,13 

3,64 

0,72 

1,07 

0,80 

0,11 

0,80 

0,19 

0,70 

0,81 

1,14 

1,70 

5,01 

0,66 

5,01 

1,18 

1,71 

1,98 

2,86 

4,25 

0,78 

0,10 

0,78 

0,18 

1,93 

2,24 

3,12 

4,63 

0,22 

0,03 

0,22 

0,05 

3,39 

3,94 

0,78 

1,16 

0,22 

0,03 

0,22 

0,05 

0,82 

3,65 

0,27 

6,65 

0,90 

0,27 

1,56 0,23 

1,81 0,27 

2,60 0,38 

3,87 0,57 

1,42 

0,19 

1,42 

0,33 


1. Клёпов А.Н., Петриев В.М., Скворцов В.Г., Каныгин В.В., и др. 

Математические модели фармакокинетики и дозиметрии в 

экспериментальных радиобиологических исследованиях остеотропного 

6,84 

0,90 

6,84 

1,61



РФП 188 Re-KОЭДФ// Сборник докладов международной школы-семинара 

«Черемшанские чтения»; В 3-х частях. – Димитровград: ДИТИ НИЯУ 

МИФИ, 2012. – 2 часть, с. 58-66. 

2. Savio E., Gaudiano J., Robles A.M., and et. al. «Re-HEDP: 

pharmacokinetic characterization, clinical and dosimetric evaluation in osseous 

metastatic patients with two levels of radiopharmaceutical dose»// BMC Nuclear 

Medicine, 2001, 1:2. 

3. О.П. Доля, Е.С. Матусевич, А.Н. Клепов. «Математическое 

моделирование кинетики остеотропного радиофармпрепарата в организме 

пациентов с метастазами в кости» // Медицинская физика, №2, 2007г, С. 

40-50. 

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ 

В ОНКОГЕМАТОЛОГИИ 

Е.Ю. Игушева 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Е.В. Садыкова 


университет им. В.И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петребург 

Онкология в настоящее время является важной медицинской и 

социальной проблемой. 

Острый лейкоз (ОЛ) – злокачественная опухоль кроветворной ткани. 

В последние годы заметно увеличилось число больных этим заболеванием, 

именно поэтому большое внимание уделено методам диагностики, 

лечения, прогнозирования ОЛ. 

Диагностика заболевания включает в себя проведение лабораторных 

и инструментальных исследований. Благодаря современным методам 

диагностики, врач может получить исчерпывающую объективную 

информацию о функционировании кроветворной системы и организма 

вцелом, подобрать план лечения и реабилитации. 

Сегодня в развитых странах мира медицинская модель, имеющая 

своей целью только устранение заболевания и восстановление 

функционирования человеческого организма, постепенно сменяется 

моделью, ориентированной на психосоциальный подход. Подобная 

концепция требует не только восстановления биологической функции 

организма, но и нормализации его психологического и социального 

функционирования [1]. Таким образом, главная цель лечения – приблизить 

уровень качества жизни больного к уровню практически здорового 

человека. 

123


Качество жизни (КЖ) – интегральная характеристика физического, 

психологического, эмоционального и социального функционирования 

больного, основанная на его субъективном восприятии [2]. 

КЖ оценивает компоненты не связанные и связанные с заболеванием 

и позволяет дифференцированно оценить влияние болезни на состояние 

пациента. Как и показатели традиционных методов диагностики, КЖ 

изменяется во времени в зависимости от состояния больного, что 

позволяет осуществлять мониторинг. Оценка КЖ, сделанная пациентом, 

является надежным показателем его состояния. 

Основным инструментов изучения КЖ являются профили и 

опросники, главная задача которых – отразить то, как человек переносит 

болезнь. К наиболее используемым общим опросникам, предназначенным 

для изучения качества жизни у больных со злокачественными 

заболеваниями, относятся SF-36 и EuroQoL. Их преимуществом является 

широкая распространенность, простота проведения анкетирования и 

высокая валидность [3]. 

Концепция исследования КЖ позволяет разрабатывать 

прогностические модели для различных заболеваний, в том числе ОЛ. 

Оценка КЖ позволяет более точно определить группы риска, выработать 

адекватную программу противоопухолевой терапии для каждой группы 

риска. КЖ является вторым по значимости критерием оценки результатов 

противоопухолевой терапии после выживаемости. 

Повышение сложности методов исследования, обработки 

результатов диагностических исследований сделали компьютер главным 

инструментом в работе врача. Сегодня системы поддержки принятия 

решений (СППР) широко распространены во всех областях медицины. 

Особенно актуально создание таких систем в онкогематологии для 

прогнозирования течения болезни. Автоматизация процесса принятия 

решения позволит повысить эффективность врача. 

Структура такой системы приведена на рис.1. База данных системы 

должна включать в себя не только данные диагностических исследований 

и сведений о пациенте, но и результаты изучения КЖ пациента. Эти 

данные необходимо обработать согласно выбранной модели, 

содержащейся в базе моделей. Удобный интерфейс между человеком и 

компьютером обеспечивает эффективность использования СППР. 

124



Рис.1. Структура СППР в онкогематологии 

Таким образом, для повышения эффективности прогнозирования ОЛ 

необходимо в первую очередь разработать модель прогнозирования 

развития ОЛ. Важно, чтобы прогноз учитывал показатели КЖ, так как 

психологическое состояние человека оказывает большое влияние на 

течение болезни. 


1. Ненарокомов, А.Ю. Современная концепция исследования 

качества жизни в онкологии / А.Ю. Ненарокомов // Фундаментальные 

исследования. – 2012. - № 2. – С. 421-425. 

2. Руководство по исследованию качества жизни. 2-е издание / Под 

ред. акад. РАМН Ю.Л. Шевченко. – М.:ЗАО «ОЛМА Медиа Групп», 2007. 

– 320 с. 

3. Ионова, Т.И. Концептуальные и методологические аспекты 

исследования качества жизни в онкогематологии: дис... д-ра биол. наук: 

14.00.29 / Ионова Татьяна Ивановна. – М., 2009. – 230 с. 

125


МОНОМЕРЫ ГАЛОГЕНОУРАЦИЛОВ. АНАЛИЗ 

СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ БИОМОЛЕКУЛ 

Е.А. Джалмухамбетова, М.Д. Элькин, О.М. Алыкова, В.В.Смирнов 

Научный руководитель: д.ф.-м.н., профессор М.Д. Элькин 

Астраханский государственный университет, г. Астрахань 

Галогенозамещенные урацила обладают значительной 

фармакологической активностью и используются при создании 

антиопухолевых, антибактериальных и антивирусных лекарственных 

препаратов. Установление механизма химического и биологического 

воздействия этих препаратов на живой организм на клеточном и 

молекулярном уровне связано с построением структурно-динамических 

моделей их отдельных фрагментов, каковыми являются 5- и 6- 

галогеноурацилы (С 4 N 2 O 2 H 3 X, X=F, Cl, Br, I). Для 5- галогеноурацилов 

такие экспериментальные и теоретические исследования представлены, к 

примеру, в публикациях [7,10,11]. Для 6- галогеноурацилов подобной 

информацией отсутствует. В работе представлена предсказательная 

структурно-динамическая модель мономеров галогеноурацилов (рис.1), 

построенная в рамках квантового метода функционала плотности 

DFT/B3LYP [1]. 

Рис.1. Молекулярная диаграмма галогеноурацила Х=H,F,Cl,Br,I 

Моделирование параметров адиабатического потенциала 

галогеноурацилов осуществлялось для набора базисов 6-311G*, 6-311G**, 

6-311+G**[8]. Такой подход позволяет оценить достоверность 

предсказательных расчетов колебательных состояний данного класса 

соединений. Выбор базиса сказывается на положении полос, 

интерпретированных как валентные и деформационные колебания 

фрагмента С=О, однако принципиального значения не имеет. Смещение 

положения полос определяется величиной ~ 20 см -1 . Для предсказательных 

126



квантовых расчетов колебательных состояний соблюдается критерий 

достоверности, предложенный в публикации [2]. 

Оценка ангармонического смещения полос осуществлялась по 

соотношению [9] 

1 1 

1 

E vs 

ns 

 

sr ns 

nr 

 

(1) 

 

2 

Для ангармонических констант χ sr использовались выражения из 

публикации [4] 

2 

1 5 Fsss 

1 2 

F F 

s; 

s; 

r s; 

s; 

r12r; 

r; 

r1 

(2) 

ss 

16 

 

ssss 

sr 

ssr 

48 

s 

32 

1 1 2 

ssrr Fssr 

 

127 

 

2 

2 

s; 

s; 

r s; 

s; 

r 

F 1 

16 8 

3 F 2 s; 

r; 

t s; 

r; 

t s; 

r; 

t s; 

r; 

t 

 

1 

1 

1 

 

(3) 

 

8 

srt 

1 2 

 

La; 

sr 

 

2 

s 

 

r 

 

s 

 

r 

В соотношениях (1)-(3) P α = L(α;sr)Q s P r ; L(α;sr) – постоянные 

Кориолиса, ν s – частоты гармонических колебаний (в см -1 ); Q s – 

безразмерные нормальные колебательные координаты, линейно связанные 

с декартовыми смещениями атомов; F srt и F srtu – кубические и квартичные 

силовые постоянные (параметры адиабатического потенциала молекулы), 

Ω(s; ± r; ± t) = (ν s ± ν r ± ν t ) -1 – резонансные функции, n s – квантовые числа 

рассматриваемого колебательного состояния. 

Согласно проведенным модельным расчетам, доминирующий вклад 

в ангармоническое смещение полос вносят первые два слагаемых в 

соотношении (2). Значения кубических (F sss ) и квартичных (F ssss ) силовых 

постоянных связей NH и CH не зависят от выбранного базиса и 

оцениваются значениями 2330 см -1 , 1330 см -1 и 1940, 1050 см -1 

соответственно. Ангармонические сдвиги полос, интерпретируемых как 

валентные колебания связей NH и CH (q 7 ,q 9 и q в таблице 1) оцениваются 

значениями 150 и 110 см -1 , что хорошо совпадает с результатами 

модельных расчетов при формальном использовании технологии «Gaussian 

03» [8]. Для остальных полос хорошее согласие с экспериментом можно 

получить, при использовании процедуры масштабирования частот 

фундаментальных колебаний с параметрами из работы [5]. 

Весь набор фундаментальных колебаний галогеноурацилов можно 

условно разделить на три группы. К первой [6] относятся валентные и 

деформационные колебания урацилового остова, значения которых не 

зависят от типа замещения (Δν ~ 10 см -1 ). Качественная оценка их 

интенсивностей сохраняется. Такие колебания принято называть 

характеристическими по частоте и интенсивности [3]. 

Вторую группу [6] составляют колебания, частота и интенсивность 

которых позволяют идентифицировать соединения по положению 

заместителя (5- и 6- галогеноурацилы). В первую очередь это касается 

1 

1 

sr 

 

st 

sr 

 

rt 

sr


колебаний, попадающих в спектральный диапазон ~ 1680 – 1350 см -1 . С 

увеличением массы галогена указанные полосы смещаются в 

низкочастотный диапазон спектра. Иллюстрацией сказанного является 

полоса в диапазоне 1680 – 1590 см -1 , интерпретированное как колебание 

урацилового фрагмента. Хорошее совпадение с результатами модельных 

расчетов для 6-галоидоурацилов может служить обоснованием 

достоверности полученных предсказательных результатов. 

Полосы в диапазоне ниже 1300 см -1 менее пригодны для их 

использования в задаче спектральной идентификации соединений ввиду 

сравнительно низкой интенсивности полос. Исключение составляет 

полоса, интерпретированная как неплоское деформационное колебание 

связи СН (ρ). Положение этой полосы в исследуемых изомерах 

галогеноурацилах различаются на величину ~ 60 см -1 . Заметно разнятся и 

интенсивности полос в ИК спектре молекул. 

Третья группа частот [6] связана с фундаментальными колебаниями 

фрагментов С–Х (X= F, Cl, Br, I). Приведенные экспериментальные данные 

для валентных колебаний фрагмента (Q CX ) хорошо совпадают с 

результатами модельных расчетов и согласуются с аналогичными данными 

для моногалоидобензолов. 

Проведенные модельные расчеты параметров адиабатического 

потенциала моногалоидоурацилов, сопоставление имеющихся 

экспериментальных данных в ИК и КР спектрах молекул с квантовыми 

оценками частот фундаментальных колебаний позволяют утверждать, что 

методы функционала плотности позволяют осуществлять достоверные 

предсказательные расчеты геометрической и электронной структуры 

замещенных урацила и строить на их основе структурно-динамические 

модели соединений. 


1. Минкин В.И., Теория строения молекул,/ Минкин В.И., Симкин 

Б.И., Мендяев Р.М.// Ростов-на- Дону. : Феникс – 1997 – 407 с. 

2. Мясоедов Б.Ф., Фрагментарные методы расчета ИК спектров 

фосфорорганических соединений. / Мясоедов Б.Ф., Грибов Л.А, Павлючко 

А.И. // Журн структур. химии. - 2006. - Т.47. - №1. - С.449-456. 

3. Свердлов, Л.М. Колебательные спектры многоатомных молекул/ 

Л.М. Свердлов, М.А. Ковнер, Е.П. Крайнов. - М., Наука. – 1970. – 559 c. 

4. Элькин, М.Д. Математические модели в молекулярном 

моделировании / М.Д. Элькин, В.Ф. Пулин, А.Б. Осин //Вестник 

Саратовского Гос.тех.ун-та.-2010 .- № 4 (49) .-C. 36 – 39. 

5. Элькин П.М., Анализ колебательных спектров метилзамещенных 

урацила в ангармоническом приближении / Элькин П.М., Эрман М.А., Пулин 

О.В. //Журн. Приклад. Спектр. - 2006. - Т.73. - №4. С.431-436. 

6. Эрман Е.А. Системный анализ структурно-динамических моделей. 

Мономеры галогеноурацилов.//Эрман Е.А, Элькин М.Д., Лихтер А.А., 

128



Джалмухамбетова Е.А., Алыкова О.М., Равчеева Н.А.// ж –л Естественные 

науки. - 2012. - №2(37). - с. 193-199. 

7. Dobrowolski J.Cz., Rode J.E., Kobos R, Jamroz M., Bajdor K., 

Mazurik A.R. Ar-matrix IR spectra of 5-halogenuracil interpreted by DFT 

calculation // J. Phys. Chem. A2005. V.109. P.2167-2182 

8. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B. Gaussian, Inc., Pittsburgh 

PA 2003. 

9. Hoy A.R., Mills I.M., G.Strey. Anharmonic force constants calculation. 

//J. Mol. Phys.1972. Vol.21, N.6. P.1265-1290 

10. Rastogi V.K., Palafox N.A., Guerrero-Martinez A., Tardajos G., Valts 

J.K., Kostova I., Shlukcer S., Kiefer W. FT-IR and rRaman spectra, ab initio and 

density functional computations of the vibrational spectra, molecular geometry, 

atomic charges and some molecular properties of biomolecule 5-iodouracil // J. 

Mol. Struct. 2010. V.940. P.29-44. 

11. Singh J.S. Rtir and Raman spectra and fundamental frequencies of 5- 

halosubstituted uracils // Specrtochim. Acta. 2012.V.87A, N2. P.106-111. 

ОЦЕНКА АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 

БИОКИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ КОМАРОВ) 

А.Ф. Махмудова 

Научный руководитель: д.т.н., доцент А.М. Лихтер 

Астраханский государственный университет, г. Астрахань 

Эволюция человека проходила в тесном взаимодействии с 

насекомыми. Изначально врагами человека были только паразитирующие 

насекомые, позже ими стали вредители продуктов и построек. Современная 

экологическая концепция отношения к насекомым базируется на разработке 

технологий, способствующих ограничению их вредного воздействия на 

здоровье человека, агроценозы, постройки, продукты и другие сферы его 

интересов при интенсификации полезных результатов жизненных процессов 

[4-6]. Успешное решение этих задач находится в прямой зависимости от 

достижений в изучении биофизических параметров насекомых. 

Немаловажное значение для разработки средств контроля за состоянием и 

управления поведением насекомых имеет изучение используемых ими 

принципов пространственной ориентации и функционирования 

коммуникаций. 

Поведение насекомых в заданных условиях отличается 

согласованностью. Насекомые имеют рецепторы воспринимающие 

сигналы из внешней среды, возможность анализа полученных сигналов и 

адекватное реагирование на полученный сигнал, несущий информацию, 

129


содержащуюся в акустической, электромагнитной, (тепловой) или 

оптической форме. Такое взаимное соответствие характерно для 

биокибернетических систем (БКС) и позволяет управлять поведением 

насекомых. 

Рис.1. Биокибернетическая система для управления поведением насекомых 

Биокибернетическая система для управления поведением насекомых 

состоит из трех последовательно взаимодействующих элементов: источника 

физического поля, внешней среды, т.е. канала передачи информации и 

объекта управления, причем эффективное управление в БКС можно 

осуществить после выбора оптимальных параметров, входящих в неё 

элементов на основе энергетических (уровень сигнала) и информационных 

(отношение «сигнал-шум») критериев качества. (рис. 1) В свою очередь 

решение этой задачи возможно при наличии математической модели, 

описывающей как прохождение управляющего сигнала в БКС, так и 

шумовые характеристики её элементов. Необходимо определить параметры 

этих элементов. 

Отдельным видам полей соответствуют рецепторы и органы 

насекомых, которые эти поля воспринимают. Остановимся на 

акустических полях. Воздушная, жидкая или твердая среды является 

акустическим каналом связи для передачи информации насекомым. 

Соответственно этому насекомые пользуются разными рецепторами. Они 

отличаются морфологически и функционально. Насекомые являются как 

источниками, так и приемниками звука. 

Несмотря на большое разнообразие конкретных проявлений 

акустического поведения, насекомые чаще всего используют слуховые 

анализаторы для решения двух основных задач: опознавания 

пространственно ориентированных или биологически важных сигналов и 

локализации источника звука. Остановимся на изучении кровососущих 

насекомых, в частности, комаров. Сложилось мнение, что для двукрылых, 

к которым относятся комары, частота, по-видимому, служит единственным 

130



критерием, по которому они могут различать звуки, возникающие в полете 

и это можно использовать в качестве критерия для определения одного из 

параметров БКС, данное положение потребовало дополнительных 

исследований. Для изучения акустического сигнала воспринимаемого 

комарами были проанализированы технологии, которые используются в 

ловушках, предлагаемых на современном рынке [4], разработано и 

сконструировано устройство для привлечения комаров на основе 

комплексного воздействия на их рецепторные системы. [4] С помощью 

сконструированного устройства проведен эксперимент в течение июня 

2011 года, методика которого приведена в [5]. 

Анализ спектров акустических сигналов, издаваемых комаром, 

полученные на основании обработки большого числа экспериментов, 

показал, что наиболее громкие звуки, издаваемые комаром, лежат в 

области 0,5 и 2,8 кГц. [2-7] 

а) б) 

Рис. 2. а) усреднённые частотно характеристики джонстонова органа самцов C. 

plumosus, измеренные в условиях имитации полёта и спектр звукоизлучения самки того 

же вида. По горизонтальной оси - частота, Гц; по вертикальной оси - физиологические 

пороги, дБ [1, 2, 7] 

Результатом анализа являются следующие утверждения: 

между самками и самцами комаров не происходит акустическое 

взаимодействие для подстройки частоты взмахов (рис. 2), т.к. для такого 

процесса необходимо время не только для подстройки частоты взмахов, но 

и для анализа поступающего акустического сигнала, причем время порядка 

сотых долей мс, и если бы комар анализировал каждый поступивший 

сигнал (включая ветер, шелест листьев деревьев, раскаты грома и т.д.), то 

он полностью был бы дезориентирован в пространстве. 

Для построения модели управления поведением комара в составе 

биокибернетической системы опираемся на то, что акустический сигнал 

можно представить в виде интеграла Фурье [3]: 

p 

 

 

 

t 

a f 2ft 

 

где а(f) – амплитудно-частотный спектр. 

cos df , (1) 

131


Акустические сигналы воспринимаются насекомыми на фоне помех, 

так называемого акустического фона естественного и искусственного 

происхождения, которые можно обозначить как внешний сигнал с . 

Собственные шумы атмосферы создаются такими источниками 

звукового поля как, например, ветер, шелест листьев деревьев, раскаты 

грома и т.д. Поскольку многие насекомые воспринимают информацию, 

содержащуюся в акустическом сигнале, в полете, то нельзя не учитывать 

воздействия, которое оказывает тело летящего насекомого и акустические 

волны, исходящие от его крыльев. Таким образом, необходимо учитывать 

значения частот воспринимаемого сигнала в и внешнего сигнала с . 

В настоящее время разрабатывается математическая модель 

управления гнусом в летний период, которая позволит учитывать влияние 

внешнего шума и шума производимого крыльями насекомых. 


1. Лапшин Д.Н. Восприятие акустических сигналов самцами 

комаров в условиях имитации полета. // Журнал. Сенсорные системы. – 

2010. - Т. 24. - № 2. - С. 141-150. 

2. Лапшин Д.Н. Частотные характеристики слуховых 

интернейронов самцов комаров Culex pipiens pipiens L. (Diptera, Culicidae) 

// ДАН. - 2011. - Т.439. - №2. - C. 279-282. 

3. Лихтер А.М. Оптимальное проектирование оптико-электронных 

систем: монография./ А.М. Лихтер.- Астрахань: Издательский дом 

«Астраханский университет», 241 (2004). 

4. Лихтер А.М., К вопросу о передаче акустической информации 

насекомыми в экосистеме. / А.М. Лихтер, А.Ф. Махмудова, В.В. Смирнов 

// Материалы Международной конференции с элементами научной школы 

для молодёжи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества 

жизни на Каспии» 7-10 декабря 2010г. - Астрахань. - Издательский дом 

«Астраханский университет». – 2010. - С. 68-72. 

5. Лихтер А.М., Некоторые аспекты эффективности акустических 

систем управления поведением насекомых. / А.М. Лихтер, А.Ф. Махмудова, 

В.В. Смирнов, И.Ф. Сызранова. // Материалы IX Международной научнопрактической 

конференции «Фундаментальные и прикладные исследования 

в системе образования» 28 февраля 2011г., Тамбов, Изд-во ТГУ. – 2011. - С. 

48-52. 

6. Махмудова А.Ф., К вопросу об эффективности акустических систем 

управления поведением насекомых. / А.Ф. Махмудова, А.М.Лихтер // Материалы 

Международной научной школы для молодежи «Школа научно-технического 

творчества и концептуального проектирования». Материалы Региональной 

научно-практической конференции «Исследование молодых ученых – вклад в 

инновационное развитие России». – Астрахань. - Издательский дом 

«Астраханский университет». - 2011. – Т.1: Машиностроение, электроника, 

132



приборостроение. Информационные технологии (10-14 октября 2011 г.). - С.190 

– 193. 

7. Махмудова А.Ф., Анализ процесса передачи акустической 

информации изучаемым объектам (насекомым) / А.Ф. Махмудова, 

А.М.Лихтер // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 

– 2012. – №1 (17). – С. 95-101. 

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОТИВОТРАВМАТИЧЕСКОГО ГЕЛЯ 

ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОСТПРИСТАВОЧНЫХ РЕАКЦИЙ 

В ГИРУДОТЕРАПИИ 

А.Г. Авакян, Т.Г. Авакян* 

Научные руководители: к.х.н. В.И. Горбань 

к.х.н., доцент С.Я. Пичхидзе 



*Ереванский государственный экономический 

университет, г. Ереван 

Известно, что многие гирудотерапевты отмечают возникновение 

постприставочных (или постагрессивных) реакций в процессе лечения 

пиявками [1, 2]. Это касается в той или иной степени практически каждого 

пациента гирудотерапии. Поэтому, одной из важных проблем в 

гирудотерапии является предотвращение возможных развивающихся 

реакций на постановку пиявки. Так как после постановки каждой пиявки 

возможно ответное реагирование организма в виде местных и общих, 

специфических и неспецифических реакций на введение в кровь и ткани 

биологически активных соединений, продуцируемых пиявкой. Характер и 

степень выраженности реакции обусловлены организмом, его местной и 

обшей реактивностью, гомеостазом, количественно-качественными 

особенностями биологически активных соединений. 

В связи с этим, возможно проводить коррекцию этих реакций с 

использованием средств и методов натуротерапии, например мази, 

содержащей биологически активные соединения, продуцируемые 

медицинской пиявкой, гомеопатические средства (Гирудо 3х) и др. 

Не менее актуальной проблемой при лечении пиявками является 

кровотечение после их приставки, которое может продолжаться в 

некоторых случаях довольно значительное время (24 часа и более). 

Несмотря на то, что это местная естественная ответная реакция организма 

в системе гемостаза на повреждение тканей и введение в них и в кровь 

биологически активных соединений, продуцируемых пиявкой, а не 

133


осложнение, тем не менее, внешняя картина может вызывать опасение у 

пациентов и окружающих. 

И еще один аспект использования гирудотерапии - после укуса 

пиявки остается шрам - косметический дефект, что может ограничивать 

места приставки. 

Ранее [3] был разработан препарат ”Гель противотравматический”, 

обладающий широким спектром биологического действия: снятие 

отечности, обезболивание, ранозаживление при ожогах химических, 

термических, обморожениях, при укусах насекомых, остановка 

незначительного кровотечения, зуд, гиперемия, рассасывающий эффект, 

дезинфекция. Следует отметить, что ранозаживление при небольших 

порезах проходит без образования шрамов, а мелкие термические ожоги 

могут заживать даже без образования волдыря (зависит от времени между 

ожогом и применением геля). 

Таким образом, интересно было оценить воздействие ”Геля 

противотравматического” на травму, причиняемому организму при укусе 

медицинской пиявки. В результате проведенных экспериментов наиболее 

удобным оказался способ использования ”Геля противотравматического” в 

виде марлевых салфеток, пропитанных гелем и закрепляемых на теле при 

помощи лейкопластыря. Бинт складывают в 6 слоев по размеру 

пораженного участка, прикладывают к широкому лейкопластырю так, 

чтобы по периметру оставалась клеящая поверхность пластыря, салфетку 

смачивают гелем, и пластырь с салфеткой прикладывают к ранке. Такую 

повязку можно держать на теле в течение суток, этого будет вполне 

достаточно [4]. 

Постановка повязок с гелем может проводиться через 5…8 часов 

после удаления кровевпитывающей повязки, лучше на следующий день 

под наблюдением гирудотерапевта. В результате вокруг ранки устраняется 

покраснение, отечность, ранка не чешется, в последующем шрам 

отсутствует. Возможно нанесение геля проводить на антибактерицидный 

пластырь. 

Использование ”Геля противотравматического” при обработке ранок 

в гирудотерапии показало его высокую эффективность при остановке 

крови в случае чрезмерно длительного кровотечения, уменьшении следа от 

шрама и снятии других постприставочных реакций организма на укус 

медицинской пиявки. 


1. Баскова И.П., Исаханян Г.С. Гирудотерапия. Наука и практика, М.: 

Монолит, 2004.-507с. 

2. Каменев Ю.Я., Коломиец С.Г. Современные проблемы 

гирудотерапии. Материалы VIII конференции ассоциации гирудологов 

России и стран СНГ. М., 2003.-С. 5-10. 

134



3. Гель противотравматический. ООО НВФ “Гируд И.Н.”, 2003.-4с. 

4. Базин А.В., Горбань В.И., Смирнова А.Ф. и др. Использование 

противотравматического геля для предотвращения постприставочных 

реакций в гирудотерапии. Материалы Х конференции ассоциации 

гирудологов. Харьков: ХНУ им.В.Н. Каразина, 2012.- С.49-50. 

АДАПТОГЕННЫЕ СВОЙСТВА «ПИЯВИТА» ПРИ ПОВЫШЕННЫХ 

ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ 

А.Г. Авакян, Е.В. Забанова 

Научные руководители: д.м.н., профессор С.И. Баулин 

к.х.н. В.И. Горбань 

к.х.н., доцент С.Я. Пичхидзе 



Одним из стресс-лимитирующих факторов внешней среды является 

повышенная физическая нагрузка. В зависимости от выраженности 

нарушения деятельности систем и органов выделяют четыре клинические 

формы перенапряжения при физической нагрузке [1]: 

1) перенапряжение центральной нервной системы, 

2) перенапряжение сердечно-сосудистой системы, 

3) перенапряжение печени (печеночно-болевой синдром), 

4) перенапряжение нервно-мышечного аппарата (мышечно-болевой 

синдром). 

Для коррекции мышечно-болевого синдрома обычно рекомендуется 

назначение спазмалитических, сосудорасширяющих, улучшающих 

процессы микроциркуляции и снижающих вязкость крови препаратов, 

таких как ксантинол никотинат, никошпан, трентал. 

В связи с указанным весьма перспективным для коррекции синдрома 

перенапряжения при повышенной физической нагрузке может являться 

применение препарата “Пиявит” (ООО НВФ “Гируд И.Н.”, г. Балаково), 

который является эффективным природным препаратом, улучшающим 

реологические свойства крови и ее микроциркуляцию в органах и тканях. 

Известно, что препарат “Пиявит” при введении в организм способен 

вызывать целый ряд изменений гомеостатических реакций, приводящих к 

повышению устойчивости органов и тканей к воздействию 

неблагоприятных факторов среды [2]. 

Экспериментальные исследования по оценке влияния однократного 

введения препарата “Пиявит” на показатели физической 

работоспособности проводились в лабораторных условиях на белых 

135


нелинейных крысах с использованием “Методики принудительного 

плавания” [3] при нагрузке смешанного характера (границы анаэробной и 

аэробной мощности). 

Оценка физической работоспособности осуществлялась по 

результатам исследования плавания белых крыс до полного отказа при 

температуре воды 29-30 °С и с грузом, составляющим 7 % от массы тела 

животного [4]. 

Регистрируемыми показателями являлись: 

-время первичного заплыва до отказа от плавания, 

-время повторного (после 5 минут отдыха) заплыва до отказа от 

плавания, 

-время третьего заплыва до отказа от плавания через 40 минут после 

введения препарата “Пиявит”. 

Внутрижелудочное введение водных растворов препарата “Пиявит” 

проводилось в дозе 50 мг/кг. 

В табл.1 и 2 приведены результаты исследований. 


Оценка физической работоспособности по результатам 

исследования плавания белых крыс 

№ Группа Масса Время плавания, с 

животных тела, г 1* 2 3 

1 Контроль 235 168 51 124 

2 233 120 60 100 

3 214 195 74 151 

4 230 170 53 70 

5 218 314 180 123 

6 

210 300 76 120 

M+/-m 211,17+/- 82,33+/- 

31,95 20,00 

7 препарат 240 194 51 75 

8 “Пиявит” 202 354 122 150 

9 196 220 72 224 

10 230 363 108 105 

11 230 156 79 116 

114,67+/- 

11,13 

12 

230 300 82 107 

M+/-m 266+/- 85,67+/- 139,50+/- 

35,78 10,43 21,34 

*Примечание: 1- плавание в норме, 2- плавание через 5 мин., 3- плавание 

через 40 мин. после введения водных растворов препарата “Пиявит”. 

136

Образец 




Физическая работоспособность при внутрижелудочном введении 

растворов препарата “Пиявит” 


при плавании через 

5 мин., % от нормы 


при плавании через 

40 мин., % от 

нормы 

Контроль 38,98 139,28 54,30 

“Пиявит” 32,20 162,83 52,44 

137 

Работоспособн 

ость, % от 

нормы 

Из результатов исследования следует, что при внутрижелудочном 

введении препарата “Пиявит” повышения физической работоспособности 

не отмечается. Однако, восстановление работоспособности после 

выполнения физической нагрузки увеличивается практически на 30,3 % по 

сравнению с контролем. 

Таким образом, препарат “Пиявит” может быть с успехом 

использован в качестве природного адаптогена, а также в комбинации с 

традиционными средствами терапии, предотвращающих возникновение и 

развитие различных заболеваний, патологических процессов, ускорять 

реабилитацию больных и восстановление после воздействия различных 

неблагоприятных факторов (ионизирующее и СВЧ-излучение, химические 

факторы) и нагрузок. “Пиявит” потенциально может использоваться в 

качестве перспективного лекарства для здоровых и для 

фармакологической коррекции физической работоспособности 

спортсменов, поскольку может предотвращать возникновение синдрома 

перенапряжения на подготовительном этапе учебно-тренировочного сбора, 

ослабляя негативное влияние хронических перегрузок на функциональное 

состояние организма и физическую работоспособность. Активные 

компоненты препарата “Пиявит” улучшают кровообращение, в том числе 

мозговое и тем самым предотвращают умственное утомление. 


1. Борисова И.Г. Коррекция физической работоспособности и 

процессов восстановления антиоксидантами. Автореферат дис. канд. мед. 

наук, М., 1988.-28с. 

2. Баскова И.П., Исаханян Г.С. Гирудотерапия. Наука и практика, М.: 

Монолит, 2004.-507с. 

3. Dawson C.A., Horvath S.A. “Методика принудительного плавания”, 

1970.-5с. 

4. Базин А.В., Горбань В.И., Сизова О.Л. и др. Исследование 

адаптогенных свойств «Пиявита» при повышенных физических нагрузках. 

Материалы Х конференции ассоциации гирудологов. Харьков: ХНУ 

им.В.Н. Каразина, 2012.- С.21-22.


РЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ И РАССЕЯНИИ 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ТИТАНОВЫМ 

НАНОПЛАСТИНАМИ 

Е.А. Исаева, Д.А. Зимняков, А.В. Гороховский, Е.В. Третьяченко 

Научный руководитель: д. ф.-м. н., профессор Д.А. Зимняков 



Представлены результаты экспериментальных исследований 

экстинкции наноразмерных дисперсных систем на основе нанопластин 

титаната калия в областях проявлений резонансных эффектов в среде. 

Теоретическая интерпретация экспериментальных данных проведена в 

рамках одноосцилляторной модели Лоренца. Показано, что ряд 

феноменологических параметров модели Лоренца чувствителен к 

изменениям размера и форм-фактора наночастиц. 

Наночастицы являются объектом интенсивных исследований на 

протяжении последних десятилетий. Такой интерес обусловленным 

значительным потенциалом их применения для развития существующих и 

создания новых биомедицинских методов и технологий. Резонансные 

эффекты проявляющиеся при рассеянии и поглощении света малыми 

частицами могут оказывать влияние на оптические свойства наноструктур 

и перенос излучения в них, что играет важную роль для различных 

биомедицинских применений. 

Среди резонансных эффектов, возникающих на малых частицах, 

исследованию локализованных поверхностных плазмонных резонансов 

(ЛППР) в металлических наночастицах, проявляющихся на спектрах 

поглощения и рассеяния, как частотно или геометрически зависимые пики, 

посвящено много теоретических и экспериментальных работ. 

Характерные ЛППР Ag и Au наночастиц лежат в УФ и видимой области и 

зависит от формы, размеры, структуры наночастиц [1]. Также ЛППР 

зависят от концентрации наночастиц в среде; так пики экстинкции 

полупроводниковых наночастиц, связанные с возникновением ЛППР, 

сдвинуты в инфракрасную или даже терагерцовую область [2]. ЛППР в 

металлических наночастицах могут быть использованы для аналитических 

целей в биосенсорике [3]. 

При фотодинамической терапии раковых тканей подбор 

оптимальных параметров воздействия лазерного излучения зависит от 

пространственного распределения плотности и мощности проникающего в 

ткань светового потока [4-6]. Усиление терапевтического эффекта 

фотодинамической терапии может быть достигнуто за счёт введения в 

заражённую ткань золотых наночастиц; при этом на поглощение 

138



вводимого сенсибилизатора и эффективность разрушения раковых клеток 

могут оказывать влияние изменение оптических свойств компонент среды, 

вследствие введения золотых наночастиц и индуцирования резонансных 

эффектов [7]. 

Для решения различных прикладных задач фотохимии, 

фотобиологии используются наночастицы на основе диоксида титана, 

обладающего в низкочастотной УФ области вблизи полосы 

фундаментального поглощения высоким показателем преломления. 

В данной работе представлены результаты теоретических и 

экспериментальных исследований экстинкции дисперсий на основе 

нанопластин гидратированного титаната калия (ГТК-НП) с добавлением 

поверхностно – активных агентов (лаурилсульфата натрия (ЛН) и 

этоксилированного алкифенола (ЭАФ)) и без них в условиях проявления 

резонансных эффектов. Характерные спектры экстинкции, полученные с 

использованием УФ-ВИД спектрофометра Evolution-300, представлены на 

рис. 1. 

Рис. 1. Спектр экстинкции водных суспензий ГТК нанопластин (24 ч. после 

приготовления): 1- ГТК-НП суспензия на основе водного раствора ЭАФ; 2- ГТК-НП 

суспензия на основе водного раствора ЛН; 3- ГТК-НП водные растворы. Маркеры F1 и 

F2 соответствуют положениям пиков экстинкций, индуцированных поверхностными 

модами 

Согласно экспериментальным данным, спектры экстинкции 

обладают двумя характерными пиками (явно выраженные пики около 200 

нм, обозначенные F1, и низкоамплитудные уширенные около 300 нм, 

обозначенные F2, на рис. 1), связанными с возникновением взаимноортогональных 

поверхностных мод малого порядка в наночастицах 

титаната калия и определяемыми условиями Фрёлиха [8]. Спектральный 

сдвиг максимума экстинкции (рис. 1) и возрастание амплитуды пиков для 

дисперсий, обработанных поверхностно-активными агентами, 

предположительно, связаны с изменением форм-фактора наночастиц 

вследствие их агрегации и дефолиации под влиянием поверхностноактивных 

агентов. Введённые в рамках одноосцилляторной модели 

139


Лоренца феменологические параметры, такие как частотный интервал 

между пиками экстинкции, амплитуда и полуширина пиков экстинкции, 

принимают различные значения для сред с добавлением поверхностно - 

активных агентов и без них. По оценкам, значения соотношения амплитуд 

пиков экстинкции для сферических R , 

сфер 

и дискообразных R частиц 

, пласт 

подчиняются соотношению R 

, пласт 

R 

, сфер. 

Особенности поведения экстинкции малых частиц при зондировании 

в полосах фундаментального поглощения материала наночастиц 

свидетельствует о том, что резонансные эффекты оказывают влияние на 

перераспределение энергии рассеянного наночастицами поля, что 

необходимо учитывать в методах фотодинамической терапии раковых 

тканей. 


1. Hao F., Nehl C.L., Hafner J.H., Nordlander P. Plasmon resonances of a 

gold nanostar // Nano Letters, 7 (3) , 2007, P. 729-732. 

2. Luther J.M., Jain P.K., Ewers T., Alivisatos A.P. Localized surface 

plasmon resonances arising from free carriers in doped quantum dots // Nature 

Materials, V. 10, №5 , 2011, P. 361-366. 

3. Stewart M.E., Anderton C.R., Thompson L.B., Maria J., Gray S.K., 

Rogers J.A., Nuzzo R.G. Nanostructured Plasmonic Sensors // Chem. Rev., V. 

108, №2, 2008, P . 494-521. 

4. Chen W.R., Adams R.L., Heaton S., Dickey D.T., Bartels K.E., Nordquist 

R.E. "Chromophore-enhanced laser-tumor tissue photothermal interaction using 

an 808-nm diode laser // Cancer Lett., V. 88, №1, 1995, P. 15-19. 

5. Diddens H., Fischer F., Pottier R.H. In-vivo investigations on dyeenhanced 

photothermal tumor therapy with a naphthalocyanine derivative// 

Oftalmologia, V. 56, №1, 2003, P. 59-61. 

6. Vittar N.B., Prucca C.G., Strassert C., Awruch J., Rivarola V.A. Cellular 

inactivation and antitumor efficacy of a new zinc phthalocyanine with potential 

use in photodynamic therapy // J. Biochem Cell Biol., V. 40, №10, 2008, P. 

2192-2205. 

7. Khlebtsov B., Zharov V., Melnikov A., Tuchin V., Khlebtsov N. Optical 

amplification of photothermal therapy with gold nanoparticles and nanoclusters 

// Nanotechnology, V. 17, № 20, 2006, P. 5167-5179. 

8. Huffman D., Bohren C.F. Absorption and Scattering of Light by Small 

Particles. New York: Wiley, 1998. 

140



СПЕКЛ-КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ОПТИЧЕСКИХ 

ХАРАКТЕРИСТИК НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ И 

МИКРОСТРУКТУРИРОВАННЫХ СРЕД 

А.А. Исаева 

Научный руководитель: д. ф.-м. н., профессор Д.А. Зимняков 

Саратовский государтсвенный технический университет 


В настоящее время спекл-корреляционные методы оценки 

оптических характеристик случайно-неоднородных сред со структурами 

различного порядка. В частности этот подход широко используется для 

изучения динамики клеточных структур в медицине, биологии и 

биофизике. Однако возможности использования спекл-корреляционных 

методов для оценок транспортных параметров зондируемых биотканей 

(транспортной длины, длины поглощения, параметра анизотропии 

рассеяния), позволяющих осуществлять мониторинг 

морфофункционального состояния биотканей, практически не 

рассматривались. Традиционно для определения транспортных 

характеристик многократно рассеивающих сред используются измерения 

коэффициентов диффузного и коллимированного пропускания и 

диффузного отражения образца среды в форме плоского слоя с 

применением интегрирующих сфер. Тем не менее, несмотря на высокую 

точность этого подхода, он обладает рядом недостатков (существенными 

временными затратами и необходимостью специальных процедур 

приготовления образцов). 

В данной работе предлагается оригинальный подход к определению 

транспортной длины распространения зондирующего излучения в среде на 

основе использования локализованного источника излучения и 

программно реализуемой пространственной кольцевой фильтрации 

составляющих рассеянного излучения. 

141


а 

б 

Рис. 1. Схема спекл-коррелометра с локализованным источником зондирующего 

излучения и пространственной фильтрацией рассеянного света в плоскости 

изображения (а); 1 – лазер; 2 – микрообъектив; 3 – исследуемый подвижный образец; 4 

– объектив; 5 – КМОП-камера. Схема кольцевой фильтрации рассеянного излучения 

(б), источник излучения, радиусы внешнего и внутреннего радиуса кольцевого фильтра 

Схема экспериментальной установки и принцип кольцевой 

фильтрации показаны на рисунке 1. Транспортная длина определятся 

путём анализа зависимости времени корреляции флуктуации 

интенсивности от положения фильтра, осуществляющего селекцию 

регистрируемого излучения. Изменение расстояния между источником и 

детектором приводит к значительному изменению среднего пути 

распространения парциальных составляющих рассеянного поля от 

источника до детектора в среде. Зависимость среднего пути от расстояния 

между источником и детектором контролируется транспортной длиной и 

эффективным показателем преломления среды, что позволяет применить 

пространственно-селективную спекл-коррелометрию полного поля для 

определения данных параметров. 

На рис. 2 приведены результаты экспериментально полученной 

зависимости времени корреляции, нормированного на , где 

волновой вектор и скорость вращения среды, от радиуса кольцевого 

детектора. В качестве исследуемой среды использовался 

политетрафторэтиленовый (ПТФЭ) цилиндр толщиной 30 мм и диаметром 

25 мм, приводимый во вращение регулируемым приводом. 

142



Рис. 2. Зависимость времени корреляции нормированной на произведение от для 

двух источников зондирующего излучения с 633 нм и 405 нм. 1 – 633 

нм, 0.1 мм/с; 2 – 633 нм, 0.19 мм/с; 3 – 633 нм, 0.29 мм/с; 4 – 

405 нм, 0.1 мм/с; 5 – 405 нм, 0.19 мм/с; 

6 – 405 нм, 0.29 мм/с 

На рис. 3. приведены радиальные распределения нормированных 

значений интенсивности обратно рассеянного излучения 

вблизи поверхности для модельных сред с различными значениями , 

полученные с использованием Монте-Карло моделирования, 

эффективное значение радиуса источника излучения. 

Рис. 3. Радиальные распределения нормированных значений интенсивности обратно 

рассеянного излучения . 1 – Монте-Карло моделирование, 4; 2 – 

Монте-Карло моделирование, 8; 3 – Монте-Карло моделирование, 16; 4 

– Монте-Карло моделирование, 32; 5 – эксперимент, 633 нм; 6 – 

эксперимент, 405 нм. Подгоночные значения и равны соответственно 

(1120 ± 70) мкм и (1050 ± 60) мкм; получаемые при этом значения и 

равны соответственно (195 ± 10) мкм 

( (5.14 ± 0.26) мм -1 ) и (68 ± 4) мкм ( (14.76 ± 0.87) мм -1 ) 

143


Сравнение результатов по расчету транспортных коэффициентов 

рассеяния ПТФ полученных двумя различными методами расчета 

представлено в таблице 3.1. 

Таблица 3.1. 

Длина волны 

зондирующего 

излучения 

Спекл-коррелометрический 

метод + анализ радиальных 

распределений интенсивности 

Измерение диффузного 

пропускания с 

использованием 

интегрирующей сферы 

405 нм (14.76 ± 0.87) мм -1 (15.10 ± 1.08) мм -1 

633 нм (5.14 ± 0.26) мм -1 (5.35 ± 0.55) мм -1 

Таким образом, сравнивая результаты, полученные спеклкоррелометрическим 

методом и методом интегрирующей сферы, 

необходимо отметить, что данный подход позволяет получить 

достоверные значения транспортных коэффициентов рассеяния. Также 

этот метод может быть использован и для оценки других параметров (в 

частности, показателя преломления) на основе анализа зависимостей 

времени корреляции и средней интенсивности рассеянного излучения от 

радиуса кольцевого фильтра. 

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ 

БИОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 

С.А. Покатилов, А.Н. Омельченко 

Научные руководители: к.п.н., доцент Л.Ф. Добро, 

к.т.н., доцент И.А. Парфенова 


Использование в образовании информационных технологий 

направлено на интенсификацию процесса обучения, реализацию идей 

развивающего обучения, совершенствование форм и методов организации 

учебного процесса, обеспечивающих переход от механического усвоения к 

овладению умением самостоятельно приобретать новые знания. Биофизика 

– наука о физических основах живой материи. Она находится на стыке 

физики и биологии и использует физические, химические и 

математические методы для изучения строения и функций живых систем. 

Для повышения эффективности медико-биологических исследований на 

основе компьютерных технологий необходимо обеспечить высокий 

уровень подготовки студентов-физиков по специальности инженерное 

дело в медико-биологической практике. Целесообразным представляется 

использование компьютерных технологий в процессе обучения, так как 

студенты не имеют возможности исследовать в лабораториях факультета 

144



реальные медицинские и биологические объекты из-за большой стоимости 

оборудования, опасности для здоровья испытуемых и так как физикотехнический 

факультет не является специализированным медицинским 

учреждением. С другой стороны, студенты физико-технического 

факультета обладают достаточным уровнем знаний для формирования 

моделей изучаемых явлений и разработки под руководством 

профессорско-преподавательского состава интерактивных виртуальных 

лабораторий. 

В настоящее время на физико-техническом факультете 

разрабатываются и применяются в процессе обучения элементы 

интерактивного лабораторного практикума по биофизике. Уже сейчас 

можно сделать вывод, что в процессе обучения биофизике использование 

информационных технологий обеспечивает реализацию принципа 

наглядности исследуемых явлений, двух- и трехмерная визуализацию, 

моделирование поведения систем. 

Сравнительный анализ традиционных методов научного 

исследования и с применением информационных технологий 

применительно к процессу обучения биофизике в неспециализированном 

учебном заведении показывает значительное преимущество последних. 

Расширяется круг исследовательских задач. Кроме того, привлечение 

студентов к разработке используемого в процессе обучения программного 

обеспечения позволяет повысить уровень активных методов обучения. 

При изучении биофизических процессов, даже если реальный 

эксперимент можно осуществить в учебном процессе, полезно 

предварительное выполнение смоделированной лабораторной работы для 

проверки результатов, которые будут получены на лабораторной 

установке. 

Моделируемая нами лабораторная работа, являющаяся частью 

интерактивного лабораторного комплекса по биофизике, посвящена 

изучению нейросимулятора и синапса возбуждения. В процессе 

выполнения лабораторной работы студенты изучают такие понятия и 

явления, как потенциал действия, внутриклеточный потенциал, 

возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП), перехваты Ранвье, 

минимальная интенсивность раздражения, изменение частоты. Для 

выполнения реальной работы используется базовая установка Кобра 3, 

источник питания 12 В, информационный стандартный кабель RS 232, 

программное обеспечение для Универсального самописца системы Кобра, 

нейросимулятор, источник питания, соединительный шнур 500 мм 

желтый, персональный компьютер с системой Windows. 

Интерактивный лабораторный практикум реализован средствами 

объектно-ориентированного языка высокого уровня С++ в 

инструментальной среде программирования BorlandC++ Bilder. 

Моделирование объектов и процессов происходит после прорисовки 

145


элементов в 3D Studio. Описание лабораторной работы реализовано в виде 

электронного учебника средствами HTML. Отдельным блоком может быть 

использована разработанная ранее система контроля знаний для 

организации проверки готовности к выполнению работы или усвоения 

учебного материала после выполнения работы. 

При помощи модели строения нервной системы рассматривается 

происхождение потенциалов действия, преобразование интенсивности 

раздражения в частоту потенциала действия 

В первом моделируемом эксперименте при возбуждении синапсом 

возбуждения возбуждающий постсинаптический потенциал возбуждается 

последующим нейроном. Это приводит к формированию потенциалов 

действия, которые проводятся от перехватов Ранвье через внеклеточный 

электрод. 

Во втором моделируемом эксперименте рассматривается процесс 

уменьшение интенсивности раздражения, приводящий к снижению уровня 

ВПСП и увеличению расстояния между отдельными потенциалами 

действия. При этом амплитуда потенциалов действия здесь 

рассматривается в виде частоты потенциала действия. 

В настоящее время проводится апробация разработанной средствами 

компьютерных технологий интерактивной лаборатории в процессе 

изучения студентами биофизики. 

РАЗРАБОТКА МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОГО 

НАНОКОМПОЗИТНОГО ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА 

ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ОФТАЛЬМОАППЛИКАТОРЕ 

А.Н.Бычков 

Научный руководитель: к.т.н., профессор Г.П. Фетисов 

Московский авиационный институт 

Национальный исследовательский университет, г. Москва 

После открытия в начале 1896 года Анри Беккерелем явления 

радиоактивности, применение радионуклидов позволило достичь 

большого прогресса в лечении многих заболеваний человека. Лучевая 

терапия в современной офтальмоонкологии является важным, а иногда 

единственно приемлемым методом в терапии новообразований органа 

зрения. 

Из всех видов лучевой терапии в офтальмологии наибольшее 

распространение получила контактная, или брахитерапия (БТ) с 

использованием офтальмоаппликатора с бета-активными радионуклидами. 

Брахитерапия позволяет лечить новообразования высотой до 6 мм и 

протяженностью до 14,5 мм при локализации в заднем отрезке глаза. 

146



Результативность метода составляет по данным различных авторов от 69,9 

до 94% [1]. Поиск новых способов лечения этой патологии является 

актуальным, поскольку за каждым, даже незначительным в процентном 

отношении, повышением эффективности, стоит сохранение не только 

глаза, как функционального и косметического органа, но и жизни 

пациента. В запущенных случаях внутриглазных онкологических 

заболеваний смертность составляет 80 %, при офтальмологических 

опухолях другой локализации - 25-30 % [2]. 

Терапия опухолей глаза и его придатков проводится с помощью 

облучения бета-частицами, при этом наиболее эффективными и 

безопасными источниками излучения для БТ являются стронций-90, 

рутений-106, йод-125 и палладий-103. Офтальмоаппликаторы для лучевой 

терапии представляют собой устройства сложной формы, повторяющие 

очертание глазного яблока, размещаемые контактно, над зоной проекции 

опухоли. 

С целью повышения эффективности БТ предлагают использование 

более мощных источников облучения или проведение более длительных 

курсов лечения при облучении имеющимися аппликаторами. Однако это 

увеличивает возможность возникновения тяжелых лучевых повреждений 

здоровых тканей глаза. Кроме того, контакт бета-аппликатора, как 

крупного инородного тела, с глазным яблоком и другими тканями глаза не 

желателен с клинической точки зрения. 

Для решения этих проблем проводится разработка экстраокулярного 

офтальмоаппликатора с возможностью строго направленного излучения в 

зону новообразования, и / или уменьшения его воздействия в 

нежелательных направлениях при минимальных габаритах. Для этого 

предлагается нанесение на нерабочую сторону аппликатора, материалов 

поглощающих или отражающих бета-излучение. В этом качестве 

используются ионы элементов с небольшими атомными массами, в 

сочетании с полимерной основой, что позволяет тормозить электроны, не 

вызывая вторичного гамма-излучения [3]. При улучшении свойств 

аппликатора важно сохранить неизменным его форму и размер. 

Использование существующих материалов для достижения результата 

требует увеличения его толщины, что негативно скажется на свойствах 

аппликатора, в том числе осложняет проведение операции. 

По итогам работы разработаны 2 металлополимерные системы ПП 

+ Fe 2 O 3 и ПП + Al 17 -Cu 2 -Fe имеющие равный успех при торможении 

бета-излучения и удовлетворяющих целям исследования (табл.1). 

147



Защитное действие полимерных нанокомпозитов 

№ п/п 

Состав 

Ослабление 

потока β- 

Наполнитель 

Связующее излучения (%) 

1 Al 7 Cu 2 Fe (25%) ПП 50,3 

2 Al 7 Cu 3 Mg 6 (15%) ПП 38,17 

3 Cu (HCOO) 2 (23%) ПП 22,14 

4 Fe 3 O 4 (10%) ПП 49,39 

5 Al (20%) (восст.) ПП 31,35 

6 Pb (20%) (восст.) ПП 27,2 

7 Сталь 12Х18Н10Т - 37,0 

Поскольку указанные материалы не биоинертны (не тестировались) 

и скорее всего не выдержат условий стерилизации металлического 

офтальмоаппликатора, то возможно заключить изготовленную пластинку 

внутрь корпуса офтальмоаппликатора, перед задней стенкой (рис.1). 

Рис.1. Схема перспективного офтальмоаппликатора 

За счет улучшения свойств, предложено два варианта модификации 

аппликатора: 

1) Уменьшение габаритов с сохранением существующих 

характеристик излучения; 

2) Уменьшение излучения из нерабочей зоны (тыльной стороны) 

при сохранении существующих габаритов, имеющих медицинский 

сертификат. 

Пластинку предлагается устанавливать в офтальмоаппликаторе при 

изготовлении. Крепление пластинки не обязательно, поскольку изделие 

148



является неразборным и пластинка занимает всю его площадь. Однако 

металлический бета-аппликатор не является одноразовым. Период 

полураспада изотопа 

90 Sr составляет 28 лет и эффективная работа 

аппликатора может достигать 10 лет. При этом возможно лучевое старение 

полимера [4], в связи с чем сократится срок его службы. Несмотря на это, 

разработка значительно повышает комфорт и безопасность пациента. 


1. Дубовый, Е.Д. Бета-лучевая терапия в офтальмологии. / Е.Д. 

Дубовый, С.Ф. Кальфа. - Киев: Государственное медицинское 

издательство УССР, 1963. - 188 с. 

2. Офтальмоонкология: Руководство для врачей/А.Ф.Бровкина, В.В. 

Вальский, Г.А. Гусев и др.; Под ред. А.Ф.Бровкиной. – М.: Медицина, 

2002.-424с.: ил. 

3. Сергеев В.О. Практикум по ядерной физике: Уч. Пос. / Под ред. 

В.О.Сергеева, С-Пб, 2006. 

4. Лаврентьев В.В. Влияние релаксационных процессов на 

ионизационное старение полимерных пленок // Фундаментальн. исслед. – 

2007. - №7. - с.50-50. 

ПОДАВЛЕНИЕ АРТЕФАКТОВ ДВИЖЕНИЯ 

В ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛАХ НА ОСНОВЕ РАЗЛОЖЕНИЯ 

ПО ЭМПИРИЧЕСКИМ МОДАМ 

Т.А. Нестеренко 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Л.Ю. Кривоногов 


При оценке состояния сердца и сердечно-сосудистой системы 

ключевую роль играет анализ электрокардиосигналов (ЭКС). В настоящее 

время интенсивно развиваются системы автоматической обработки и 

анализа ЭКС. Неизбежное действие помех искажает полезный сигнал, что 

в конечном итоге снижает эффективность диагностики сердечнососудистых 

заболеваний и может привести к серьезным диагностическим 

ошибкам. Поэтому при создании систем автоматической обработки и 

анализа ЭКС необходимо предусматривать разработку методов и средств 

устранения помех. Основным требованием, предъявляемым к процедурам 

помехоподавления, является значительное подавление помех при 

минимальном искажении полезного сигнала. 

Традиционно, помехи в электрокардиографии, с точки зрения их 

проявления, делят на следующие виды: дрейф изолинии, сетевая помеха, 

мышечный тремор и артефакты движения. 

149


Устранение артефактов движения (АД) – наиболее сложная задача 

обработки ЭКС. Дело в том, что частотный спектр АД почти полностью 

совпадает с частотным спектром информативных кардиоимпульсов (pзубцов 

и QRS комплексов). Поэтому для подавления АД классические 

методы линейной частотной фильтрации невозможно использовать в 

принципе. 

Артефакты движения проявляются как одиночные или циклические 

волны с частотой от единиц до 30-40 Гц. Циклические волны вызваны 

движениями мышц пациента или небольшими изменениями положения 

электродов во время нагрузочного теста или при свободной двигательной 

активности. Одиночные артефакты связаны со случайными механическими 

воздействиями на электроды в месте контакта с кожей, кашлем, чиханием, 

икотой, перистальтикой кишечника. Такие артефакты похожи на 

патологические QRS комплексы (желудочковые экстрасистолы). Более 

того, присутствие артефактов движения мешает даже обнаружению QRS 

комплексов, что может привести к неверному измерению частоты 

сердечных сокращений, ошибкам при анализе аритмий. В некоторых 

случаях артефакты могут настолько исказить сигнал, что он становится 

непригодным даже для визуального анализа и интерпретации. 

До недавнего времени наиболее эффективными способами 

уменьшения влияния АД на ЭКС являлись следующие: 

специальная подготовка кожи к процедуре с целью уменьшить ее 

сопротивление; 

совершенствование электрокардиографических электродов и 

методов их крепления к коже; 

ограничение движений пациента во время проведения 

процедуры. 

За последние годы появились новые направления 

электрокардиографии, связанные с различными аспектами исследования 

сердечно-сосудистой системы. Некоторые из этих направлений 

заключаются в регистрации и анализе ЭКС при физической нагрузке 

(нагрузочные стресс-тесты) или свободной двигательной активности 

пациентов (холтеровское мониторирование). По понятным причинам 

ограничивать движения в этих случаях нельзя. Поэтому особый интерес 

представляет устранение АД в ЭКС методами цифровой обработки 

сигналов (ЦОС). 

Проведенный обзор публикаций в ведущих зарубежных журналах и 

материалах международных конференций позволил выявить несколько 

перспективных методов устранения АД в ЭКС: 

адаптивную фильтрацию с применением акселерометра или 

датчика растяжения кожи [1, 2]; 

выявление циклических движений на базе обнаружения опорных 

точек комплекса QRS и артефактов [3]. 

150



применение цифровых банков фильтров [4]; 

выбор наименее зашумленного отведения [3]; 

методы пространственно-временной обработки (слепое 

разделение сигналов); 

создание библиотеки описаний артефактов. 

Возможным подходом к эффективному устранению АД может стать 

технология обработки ЭКС на основе декомпозиции на эмпирические 

моды (EMD) [5]. Основным преимуществом EMD является высокая 

адаптивность, связанная с тем, что базисные функции, используемые для 

разложения сигнала, конструируются непосредственно из самого 

исследуемого сигнала, что позволяет учесть все его локальные 

особенности, внутреннюю структуру, присутствие различных помех. 

Кроме адаптивности, разложение обладает и другими важными для 

практических приложений свойствами [5]: 

локальностью, т.е. возможностью учета локальных особенностей 

сигнала; 

ортогональностью, обеспечивающей восстановление сигнала с 

определенной точностью; 

полнотой, гарантирующей конечность числа базисных функций 

при конечной длительности сигнала. 

Эмпирические моды (ЭМ) – это монокомпонентные составляющие 

сигнала, которые вместо постоянной амплитуды и частоты, как в простой 

гармонике, имеют меняющуюся во времени амплитуду и частоту. ЭМ не 

имеют строгого аналитического описания, но должны удовлетворять 

условиям, гарантирующим определенную симметрию и узкополосность 

базисных функций. 

В общем виде предложенный алгоритм подавления АД в ЭКС на 

основе EMD содержит следующие этапы: 

1. разложение ЭКС на ЭМ; 

2. выбор ЭМ, содержащих АД; 

3. нелинейная обработка выбранных ЭМ; 

4. восстановление АД; 

5. вычитание полученного АД из ЭКС с учетом временных 

задержек. 

В качестве среды моделирования была выбрана система разработки 

лабораторных виртуальных приборов LabVIEW. В настоящее время 

результаты подавления АД получены на нескольких участках ЭКС 

(длительность около 4 с), тем не менее перспективность применения EMD 

для подавления артефактов движения в ЭКС не вызывает сомнений. 


1. Raya M.A.D., Sison L.G.. Adaptive Noise Cancelling of Motion 

151


Artifact in Stress ECG Signals Using Accelerometer. Proceedings of the Second 

Joint EMBS/BMES Conference. Houston, TX, USA, October 23-26, 2002. 

2. Yan Liu. Reduction of Skin Stretch Induced Motion Artifacts in 

Electrocardiogram Monitoring Using Adaptive Filtering. Dissertation Ph.D., 

2007. URL: http://drum.lib.umd.edu/bitstream/1903/6764/1/umi-umd-4246.pdf 

(дата обращения: 18.11.2011). 

3. Kaiser W., Findeis M. Novel Signal Processing Methods for Exercise 

ECG. IJBEM 2000, Volume 2, Number 1. P. 61-65. 

4. Afonso V.X., Tompkins W.J., Nguyen T.Q., Michler K., Luo S. 

Comparing Stress ECG Enhancement Algorithms. With an introduction to a 

filter bank based approach. IEEE Engineering in Medicine and Biology. 0739- 

51 75/96/5.000. 1996. 

5. Huang, N.E., Shen, Z., Long, S.R., Wu, M.C., Shih, H.H., Zheng, Q., 

Yen, N., Tung, C.C., and Liu, H.H., 1998, The empirical mode decomposition 

and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis, 

Royal Society London, 903-995. 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ 

МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОГО ВОЗДУХА 

А.Н. Варнавский, А.В. Фочкин 

Научный руководитель: к.т.н., доцент А.Н. Варнавский 

Рязанский государственный радиотехнический университет, г. Рязань 

Одним из факторов, влияющих на здоровье человека, является 

уровень загрязнения окружающей среды. С точки зрения 

здоровьесбережения городскому жителю необходимо получать 

актуальную информацию о величине загрязнения воздуха в том месте, где 

он сейчас находится или куда планирует попасть. 

В настоящее время городские экологические службы осуществляют 

контроль состояния городского воздуха с помощью автоматических 

станций контроля загрязнения атмосферы и передвижных экологических 

лабораторий [1]. 

Полученная таким образом информация о загрязнении воздуха в 

конкретных точках городского пространства может использоваться для 

оценки и прогноза состояния воздуха в других удаленных точках. Для 

этого используются различные эмпирические аналитические модели, такие 

как штатные модели служб ГО, стандартные модели, основанные на 

модели ОНД-86, модели Паскуилла-Гиффорда, модели МАГАТЭ и т.д. [2]. 

Недостатками такого подхода являются: 

1. Неоперативность предоставления информации. Для некоторых 

городов экологическую информацию о состоянии воздуха можно узнать на 

152



соответствующих сайтах, что не всегда удобно. Для других городов такая 

информация вообще не предоставляется. 

2. Ограничения, связанные с использованием эмпирических 

аналитических моделей. Такие модели имеют ряд ограничений, 

используют мало параметров внешней среды (в основном температуру и 

скорость ветра). 

Для повышения оперативности предоставления информации о 

загрязнении воздуха предлагается использовать разрабатываемое 

клиентское приложение для мобильных устройств, в частности, телефонов, 

которое в режиме реального времени обращается к серверу и получает 

показатели прогноза состояния загрязнения воздуха в точке нахождения 

пользователя, которое выводится на дисплее. Также на дисплей устройства 

выводится карта города с загрязнением районов города. 

На рис. 1 показана функциональная схема разрабатываемой системы. 

Экологическая информация собирается датчиками, расположенных в 

разных частях города, и через ГЛОНАСС передается на Web-сервер, где 

осуществляется прогноз загрязнений в различных точках города. 

Клиентские приложения, установленные на различных мобильных 

средствах, с помощью Internet и GPRS получают доступ к экологической 

информации Web-сервера и отображают ее на дисплеях мобильных 

средств. 

Рис.1. Функциональная схема разрабатываемой системы 

Серверная программа в режиме реального времени собирает 

экологическую информацию с автоматических станций контроля 

загрязнения атмосферы и датчиков параметров внешней среды. На основе 

такой информации происходит прогнозирование состояния воздуха с 

помощью двух нейронных сетей. Первая нейронная сеть прогнозирует 

состояние воздуха для различных районов города, вторая нейронная сеть 

прогнозирует загрязнение воздуха для места нахождения (текущего 

153


района) мобильного телефона, используя прогнозы первой нейронной сети 

для текущего и близлежащих районов. 

Использование нейронных сетей для прогноза состояния воздуха 

позволит учесть большее количество различных факторов внешней среды, 

а за счет возможности самообучения могут быть учтены различные 

меняющиеся факторы окружающего пространства и внешней среды [3]. 

Обучение нейронной сети осуществлялось средствами системы Matlab, а 

также входящего в её состав пакета Neural Network Toolbox. 

Для оценки качества обучения и прогнозирования осуществлялось 

сравнение выходных сигналов нейронной сети со значениями, 

полученными по формуле двойного распределения Гаусса (рис.2). 

Рис.2. Зависимости концентрации загрязнения от координаты x при использовании 

формулы Гаусса и прогноза нейронной сети 

В результате исследования видов и характеристик мобильных 

средств, сделан вывод о том, что разрабатываемое приложение для 

отображения экологической информации предназначено для мобильных 

телефонов с поддержкой Java MIDP 2.0, смартфонов, КПК, компьютеров с 

операционными системами Windows, Linux, FreeBSD, Solaris и 

планшетных ПК с поддержкой Android 2.1. 

Таким образом, использование результатов проекта позволит: 

1. оперативно получать информацию о загрязнении воздуха в точке 

нахождения пользователя, в отличие от получения информации от 

городских служб через internet в ряде городов; 

2. более точно прогнозировать состояние воздуха за счет 

использования нейронных сетей в отличие от используемых эмпирических 

аналитических моделей. 

154




1. www.mosecom.ru. 

2. Замай С.С., Якубайлик О.Э. Модели оценки и прогноза загрязнения 

атмосферы промышленными выбросами в информационно-аналитической 

системе природоохранных служб крупного города: Учеб. пособие. 

Краснояр. гос. ун-т. Красноярск, 1998. 109 с. 

3. Варнавский А.Н., Обмачевский А.Е., Акимов С.Ю. 

Автоматизированная интеллектуальная система прогнозирования 

загрязнения артезианской воды на основе нейронной сети //Искусственный 

интеллект: философия, методология, инновации. Материалы Пятой 

Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. г. 

Москва, МГТУ МИРЭА, 2011. С. 132-133. 

ЧРЕСКОЖНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ 

ЭЛЕКТРОНЕЙРОСТИМУЛЯЦИЯ ИНТРАОКУЛЯРНЫХ МЫШЦ 

ГЛАЗА В ПРОФИЛАКТИКЕ ГЛАУКОМЫ 

И. В. Бакуткин 

Научный руководитель: д.м.н., профессор В.Ф. Спирин 

Саратовский научно-исследовательский институт 

сельской гигиены, г. Саратов 

В настоящее время основной причиной необратимой слепоты 

является глаукома (Е.С. Либман, 2006). Более 75% страдающих глаукомой 

- лица трудоспособного возраста, утратившие возможность 

профессиональной реализации. Ведущая роль в патогенезе глаукомы 

отводится атрофии зрительного нерва, возникающей при повышении 

внутриглазного давления вследствие нарушения функционирования 

мышечной части цилиарного тела (В.В. Волков, 2008). Заболевание 

протекает бессимптомно и часто выявляется уже на стадии необратимых 

изменений зрительного нерва. Ранее была доказана возможность 

проведения электрических импульсов к нервно-мышечному аппарату 

цилиарного тела глаза (М.В. Ленков, 2005). 

Цель исследования - разработать и научно обосновать методику 

чрескожной динамической электронейростимуляции в системе 

профилактики офтальмогипертензии и глаукомы. 

Материалы и методы Экспериментальные исследования по 

определению оптимального электронейростимулирующего воздействия на 

гладкомышечные структуры были проведены на кафедре нормальной 

физиологии им. И.А. Чуевского ГОУ ВПО «Саратовского 

государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского». 

Объектом для экспериментальных исследований послужил 

155


гладкомышечный препарат из стенки желудка лягушки. Выбор препарата 

обусловлен максимальным анатомо-физиологическим сходством с 

цилиарной мышцей глаза человека. Для определения эффективности 

воздействия динамической электронейро-стимуляции на гладкомышечные 

структуры различными частотами были проведены экспериментальные 

исследования с помощью электронейростимулятора ДЭНАС-ДТ (в 

диапазоне силы тока, разрешенного МЗ РФ переменный ток до 18 мА, 

частота воздействия 10-200 Гц). Создали экспериментальную установку, 

состоящую из штатива, нервно-мышечного препарата желудка лягушки, 

электродов, источника тока, регистратора сокращений гладкомышечного 

препарата (самописец). Исследования проводили при воздействии 

диапазона частот от 0 до 200 Гц, силы тока 18 мА. 

Клинические исследования проводили в офтальмологическом 

отделении НУЗ «Дорожная клиническая больница на станции Саратов-II 

ОАО «РЖД». После полного офтальмологического обследования, 

включающего рефрактометрию на авторефрактометре HUVITZ MRK-3100, 

определение центральной остроты зрения (с коррекцией) по таблицам 

Сивцева-Головина, биомикроскопию переднего сегмента глаза, осмотр 

глазного дна на щелевой лампе Shinn Nippon Sl 45, исследование полей 

зрения на периметре SYNEMED, измерение внутриглазного давления 

бесконтактным пневмотонометром KOWA, тонографии на тонографе 

ТНЦ-100 обследуемых распределяли по группам: 1) практически 

здоровые лица, 2) обследуемые с офтальмогипертензией, 3) пациенты с 

глаукомой. Всего было обследовано 266 человек (140 мужчин, 126 

женщин). Распределение по полу, возрасту, изменениям в дренажной 

системе глаза представлены в [таблице 1]. 

Для изучения влияния электронейростимуляции на внутриглазное 

давление применяли аппарат «ДиаДЭНС-ДТ» и выносной 

параорбитальный электрод. 

Полученные результаты 

Во время экспериментальных исследований по определению 

оптимальных параметров воздействия динамической 

электронейростимуляции на гладкомышечные структуры производили 

запись миограмм. График регистрировал сократительную активность 

гладкой мышцы, начиная с момента нанесения стимулирующего 

воздействия, начало сокращения, латентный период, фазы сокращения и 

расслабления. Максимальные показатели (амплитуда мышечного 

сокращения составила 6 мм, продолжительность сокращения – 17 сек), 

полученные при воздействии частотой 77 Гц представлены на миограмме. 

[рисунок 1]. 

В результате экспериментальных исследований на гладкомышечном 

препарате желудка лягушки установлено, что сократительная активность 

156



регистрировалась в диапазоне частот 65-85 Гц, с оптимумом частоты 77 

Гц. 

Были проведены клинические исследования по воздействию 

чрескожной динамической электронейростимуляции с помощью аппарата 

ДЭНАС-ДТ с выносными электродами-очками на гидродинамику глаза у 

55 практически здоровых лиц различного возраста. На первом этапе 

выясняли возможность компрессионного влияния выносного электродаочков. 

Для этого измеряли уровень ВГД, устанавливали на 

параорбитальную область электрод-очки, не переводя аппарат в режим 

терапии. Длительность экспозиции составила 10 минут. Затем повторно 

проводили тонометрию. Выявлено, что уровень внутриглазного давления 

оставался неизменным в течение всего срока наблюдения (20 ± 2 мм рт.ст.). 

Затем исследовали влияние параметров воздействия чрескожной 

динамической электронейростимуляции на гидродинамические 

показатели. С помощью аппарата ДЭНАС-ДТ с параорбитальными 

электродами осуществляли чрескожное динамическое 

электронейростимулирующее воздействие частотами 10, 77, 140, 200 Гц, 

стандартной интенсивности, продолжительность 10 мин. Внутриглазное 

давление измеряли до сеанса, сразу после, через 30, 60, 90 и 120 мин. 

Результаты воздействия чрескожной динамической электронейростимуляцией 

при частотах (0-200Гц) совпадают с результатами 

экспериментальных исследований. Максимальное снижение ВГД 

зафиксировано в диапазоне 65-85 Гц с оптимумом частоты 77 Гц. 

ВЫВОДЫ 

1. В результате экспериментальных исследований на изолированных 

препаратах гладкомышечной ткани установлен эффект стимуляции 

гладкомышечной ткани в диапазоне частот 65-85 Гц с оптимумом частоты 

77 Гц. 

2. Установлено, что при чрескожная динамическая 

электронейростимуляция на частоте 77 Гц, происходит активация оттока 

внутриглазной жидкости, что приводит к снижению внутриглазного 

давления. Определено вляние чрескожная динамическая 

электронейростимуляция на показатели внутриглазного давления в 

зависимости от возраста обследуемых. 

3. Разработана методика применения чрескожной динамической 

электро-нейростимуляции и изучено ее влияние на гидродинамику глаза у 

лиц с офтальмогипертензией. 

4. Доказана эффективность метода чрескожной динамической 

электронейростимуляции у пациентов с глаукомой, в зависимости от 

стадии заболевания и состояния гидродинамики глаза. Определены 

показания к использованию метода чрескожной динамической 

электронейростимуляции в системе профилактики глаукомы. 

157


Литераура 

1.Бакуткин В.В., Бакуткин И.В., Киричук В.Ф., Спирин В.Ф., 

Кузнецова Э.В., Фадеев О.В. Положительное решение о выдаче патента на 

изобретение №2010125572/14(036337) «Способ электростимуляции мышц 

цилиарного тела глаза человека». 

2. Волков В.В. Офтальмогипертензия и глаукома, Москва, 2008, 283 

С. 

3. Либман Е.С. Съезд офтальмологов Российской Федерации, Москва, 

2006. - С.34-38 

4.Ленков М.В. Электростимуляция внутренних структур глаза. Дисс. 

канд. т. н. Рязань 2005. 

СПЕКЛ-КОРРЕЛЯЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ 

МИКРО- И НАНОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 

С.П. Чекмасов, И.В. Потоцкий 

Научный руководитель: д.ф.-м.н., профессор Д.А. Зимняков 



В связи с развитием в настоящее время технологий синтеза 

биосовместимых композитных материалов (имплантатов и пористых 

матричных структур-скаффолдов) на основе импрегнированных 

биологически активными веществами полимерных матриц (в том числе и с 

использованием сверхкритических технологий) возникает необходимость 

контроля структурных характеристик синтезируемых сред и оценка 

динамики взаимодействия сверхкритического компонента с исследуемым 

материалом[1]. Одним из возможных подходов к решению данной задачи 

является применение методики спекл-коррелометрии полного поля[2] с 

детектированием рассеянного вперед зондируемой средой спеклмодулированного 

лазерного излучения (рис. 1). 

158



Рис. 1. Схема оптического блока и кюветы высокого давления спекл-коррелометра 

полного поля для диагностики многофазных сверхкритических флюидных систем.1 – 

лазер; 2 – телескопическая система – расширитель пучка; 3 – корпус термостата с 

нагревателем; 4 – кювета; 5 – сапфировые окна; 6 – капилляры высокого давления; 7 – 

слой пористой среды, насыщаемой сверхкритической двуокисью углерода; 8 – датчик 

давления; 9 – датчик температуры; 10 – сменный поляризационный фильтр; 11 – 

сменный интерференционный фильтр; 12 – КМОП-камера 

В данной работе были проведены исследования эмпирических 

зависимостей времени корреляции флуктуаций интенсивности, изменений 

коэффициента пропускания и времени релаксации динамического 

рассеяния лазерного излучения для слоев политетрафторэтилена и 

композитных материалов на основе волокон целлюлозы, насыщенных 

околокритической или сверхкритической двуокисью углерода, от давления 

и температуры насыщающего компонента. Полученные зависимости 

времени релаксации динамического рассеяния лазерного излучения в 

насыщенных СКФ слоях политетрафторэтилена толщиной 50 – 100 мкм от 

температуры, исходного давления в системе и используемого декремента 

давления (рис. 2) позволяют определить скорость релаксации системы в 

равновесное состояние и тем самым оценить транспортные характеристики 

СКФ в пространственно-ограниченных системах при различных значениях 

термодинамических параметров. 

159


Рис. 2. Эффект медленной релаксации динамического многократного рассеяния 

лазерного излучения в системе «полимерный слой - СКФ" после скачкообразного 

уменьшения давления на 2 MПа. Начальное давление- 10 MПа. 

Температура: 1 – 30 ° С; 2 – 33° С 

На качественном уровне эффект медленной релаксации 

предположительно обусловлен двумя взаимосвязанными физическими 

механизмами: медленный перенос сверхкритической фазы из микро- и 

наноструктурированного пористого слоя вовне и релаксация локальных 

напряжений в полимерной матрице при выравнивании давления внутри 

слоя и вне его. 


1. Иванов Д.Ю. Критическое поведение неидеализированных систем. 

М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 

2. Д.А. Зимняков, А.П. Свиридов, А.Н. Коновалов, В.Н. 

Баграташвили. Особенности малоуглового рассеяния света на флуктуациях 

плотности сверхкритического СО2 в условиях быстрого охлаждения. 

Сверхкритические флюиды: теория и практика, № 3, с. 30-38 (2008). 

160



АКТИВНАЯ ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМОГРАФИЯ: НОВЫЙ ПОДХОД 

К ДИАГНОСТИКЕ МИКРОКАПИЛЛЯРНОГО КРОВОТОКА И 

МАССОПЕРЕНОСА В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ 

С.А. Ювченко, М.В. Алонова 

Научный руководитель: д.ф.-м.н., профессор Д.А. Зимняков 



Ранняя диагностика как доброкачественных, так и злокачественных 

образований в человеческом организме является одной из существенных 

проблем современной медицины. Одной из перспективных методик в 

данном направлении является активная термография, основанная на 

регистрации тепловых полей, излучаемых поверхностью кожи под 

воздействием факторов, незначительно изменяющих тепловой баланс 

исследуемого участка ткани. Различают три способа воздействия в 

активной термографии: 1) физиологический; 2) физический; 

3)фармакологический. 

Самый распространенный физический способ воздействия при 

активной термографии – охлаждение исследуемых участков тела. При 

охлаждении кожи режим кровоснабжения данного участка изменяется, а 

так как здоровые и патологически измененные ткани реагируют на 

охлаждение по-разному, то это приводит к повышению контрастности и 

увеличению информативности тепловизионного обследования. 

Вышеуказанные способы, имеют ряд недостатков, связанных как с 

методикой эксперимента, так и с его информативностью, которая 

составляет, по разным данным, от 63 до 80%, а именно: невозможность 

дозированного воздействия и, как следствие, невозможность 

количественных оценок вклада кровотока в теплоперенос; анализ только 

одного функционального показателя – температуры, косвенно связанного с 

интенсивностью кровотока и обмена веществ; опасность, связанная с 

реакцией организма на «ударные» дозы веществ при фармакологическом 

способе воздействия. В современной медицине термография применяется 

как метод функциональной диагностики, дополнительный, к 

морфологическим, таким как маммография с использованием 

рентгеновского излучения, УЗИ-диагностика, и, в некоторых случаях, 

МРТ-томография с использованием контраста. Такая связка методов 

позволяет повышать информативность до 95%. Однако, существует ряд 

ограничений, связанных с вредным воздействием на организм самих 

методов. Так наиболее информативный в маммологии метод маммографии 

опасен рентгеновским излучением и сам по себе повышает риск 

заболевания раком. Альтернативным методом в термографической 

161


диагностике является предлагаемый в данном проекте метод активной 

лазерной термографии. Данный подход позволяет существенно расширить 

возможности активной термографии, повысить информативность, при 

этом, сохраняя её основные преимущества – абсолютную безвредность и 

неинвазивность. 

В разрабатываемой системе предлагается альтернативный 

физический метод воздействия - метод активной лазерной термографии, 

основанный на нагреве ткани лазерным излучением с последующей 

регистрацией динамики тепловых полей, излучаемых поверхностью 

объекта. Данный подход позволяет воздействовать на объект дозированно, 

с заранее заданными параметрами интенсивности, длительности, формы и 

площади воздействия, что открывает перспективы измерения 

количественных характеристик кровотока. Кроме того, рассчитав 

объемное распределение лазерного излучения в объекте на данной длине 

волны, а, следовательно, и параметры объемного источника тепла, 

возможно решить обратную трехмерную задачу теплопроводности. 

Результатом решения этой задачи являются такие теплофизические 

параметры как теплоёмкость, теплопроводность и 

температуропроводность, которые так же связаны с морфологическими 

характеристиками биотканей. Таким образом, данный метод открывает 

перспективы как количественного функционального (вклад кровотока в 

теплоперенос) так и морфологического анализа исследуемой ткани. 

Установка, на которой проводятся исследования, состоит из 

тепловизора балометрического типа марки Testo 875-1, инфракрасного 

лазерного скальпеля ЛС-1,56-5, станины и ПК для обработки информации. 

Сама суть метода состоит в регистрации теплового поля, создаваемого ИК 

лазером посредством тепловизора, в виде 8-битной черно-белой(есть 

возможность выбора цветных палитр) картинки разрешением 120*160 

пикселов и частотой обновления 9 Гц и последующей математической 

обработки этого потока данных. Захват нужной области изображения и 

обработка сигнала осуществляется посредством программы, написанной в 

MathLab. Научная работа ведется в двух направлениях. 1. - 

Биомедицинское. Исследовалась зависимость оттока тепла в 

приповерхностных слоях тканей предплечья человека от стандартных 

физиологических параметров, а именно – давления и ЧСС в нормальном 

состоянии и под воздействием физических нагрузок. Аналогичные 

эксперименты проводились при окклюзии предплечья (см. рис. 1.). 2. 

Материаловедческое. Исследовались возможности активной 

термографической диагностики в изучении массопереноса в пористых 

средах(см рис 2А,2Б) 

162



Рис. 1. Зависимости максимальной температуры в центре зоны воздействия лазерного 

излучения от времени для нормального состояния предплечья и при частичном 

пережатии сосудов (окклюзии) 

а 

б 

Рис. 2. Картины распределения теплового поля при нагреве пористой среды, 

заполненной дистиллированной водой в стационарном состоянии (а) 

и при прокачке со скоростью ~ 2мл/с (б) 

Таким образом, в работе продемонстрирована высокая 

чувствительность метода активной лазерной термографии к уровню 

кровотока в приповерхностных слоях тканей и к скорости и 

распределению потоков жидкости сквозь пористые среды. 


1. «Equivalent of a cartilage tissue for simulationsof laser-induced 

temperature eelds» A.V. Kondyurin, A.P. Sviridov, Quantum Electronics 38 (7) 

641 - 646 (2008) 

2. «Клиническая термография (обзор основных возможностей)», 

Ю.А.Ткаченко, М.В.Голованова, А.М.Овечкин 

3. Zimnyakov D.A., Agafonov D.N., Sviridov A.P., Omel'chenko A.I., 

Kuznetsova L.V., Bagratashvili V.N. Speckle-Contrast Monitoring of Tissue 

Thermal Modification // Applied Optics. 2002. V. 41. №28. P 5984-5988 

163


ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ РЯДА 

ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН ПО ОТНОШЕНИЮ 

К СИНТЕТИЧЕСКИМИ СМОЛАМ 

А.В. Косарев, Д.К. Будяк 

Научный руководитель: д.т.н., профессор В.Н. Студенцов 



Одним из существенных факторов, определяющих технологическое 

качество композиционного материала на основе полимерного связующего 

является способность последнего к адсорбции на развитой поверхности 

армирующего компонента. Эффективность этого процесса определяется 

как природой функциональных групп взаимодействующих компонентов 

композиционного материала, так и геометрическими характеристиками 

пористой структуры арматуры. Важное значение здесь имеет радиус 

кривизны пор, поскольку он определяет как химическую активность 

компонентов, так и физические условия адсорбционного процесса. Ввиду 

этого, является актуальным термодинамический анализ процесса 

адсорбции олигомерной смолы на армирующем компоненте и определение 

константы равновесия K данного процесса. 

Величина K имеет важное значение с точки зрения технологии 

получения композитов на полимерной основе, поскольку характеризует 

распределение связующего на армирующем волокне, а также позволяет 

оценить термодинамику процесса их взаимодействия между собой. 

Поэтому определение этой величины является актуальным с 

производственной точки зрения. 

С целью оценки величины K нами вначале определено соотношение 

между концентрацией олигомерной смолы, которая может быть связана на 

поверхности за счет адсорбции и концентрацией смолы,адсорбированной 

на волокне. В качестве характеристики адсорбционного процесса может 

выступать соотношение концентраций смолы, адсорбированной на 

волокне и в исходном растворе С ads /C 0 , которое определяется так: 

С m 

ads res 

fV0 

 

С0 

mresV 

ads , (1) 

массы смолы, адсорбированной на волокне и в исходном растворе 

соответственно; V ads и V 0 – значения объемов раствора, соответсвующего 

адсорбированной смоле, и исходного раствора соотвественно. Выражение 

(1) может быть представлено следующим образом: 

164



С 

С 

ads 

 

 

 

0 , (2) 

где ω и φ - массовая и объемная доли адсорбированной смолы в растворе. 

Степень заполнения Θ поверхности адсорбента определяется как 

отношение площади адсорбента (волокон), занятых адсорбатом 

(олигомерной смолой) S res к общей площади адсорбента S f : 

Sres 

 

S 

f 

(3) 

Показано, что степень заполнения Θ поверхности адсорбента 

адсорбатом может быть определена так: 

N 

Amres 

f 

 

 

М 

resm 

f 

S 

уд , (4) 

где М res и Ω – средняя молекулярная масса и сечение молекулы 

олигомерной смолы соответственно; m f и S уд – масса и удельная 

поверхность волокна соответственно; N A – число Авогадро. 

В рамках изотермы Ленгмюра константа равновесия адсорбционного 

процесса К определяется следующим образом [1]: 

K (5) 

1 

C 

0 

С учетом выражения (4) и значения С 0 =С 0р соотношение (5) может 

быть представлено следующим образом: 

K 

 

N 

A 

m 

res 

f 

 

М 

resm 

f 

S 

уд 

N 

Amres 

f 

C 

0 р 

(6) 

Итак, в данной работе предложен подход, позволяющий учесть вклад 

адсорбционного фактора в процесс пропитки волокна олигомерным 

связующим, принимая во внимание молекулярные параметры адсорбента 

(волокна) и адсорбата (олигомерной смолы). Результаты работы могут 

применяться для решения задач химической технологии, связанных с 

процессами синтеза и исследования свойств композиционных материалов 

на полимерной основе. 


1. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых 

материалов. - Новосибирск: Наука, 1999 - 470 с. 

165


ОБМЕННО-РЕЗОНАНСНЫЙ ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ МЕЖДУ 

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ ЗОНДАМИ В ОПРЕДЕЛЕНИИ 

СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ БЕЛКА 

А.Г. Мельников, С.С. Черняев 

Научный руководитель: д.х.н., профессор Г.В. Мельников 



Для определения структурных изменений в белках нами использован 

процесс переноса энергии электронного возбуждения. Преимущество 

применения этого метода состоит в том, что он является не разрушающим 

методом контроля, в отличие от рентгеновского [1]. 

Согласно работам Декстера [2], обменно-резонансные 

взаимодействия осуществляются на расстоянии (3-5 Å) при перекрывании 

электронных облаков. По обменно-резонансному механизму 

осуществляется триплет-триплетный перенос энергии, изучаемый в данной 

работе. Физическая причина обменно-резонансного взаимодействия 

заключается в перекрывании электронных волновых функций донора и 

акцептора. Вероятность переноса по обменно-резонансному механизму 

определяется выражением 

2 

W ( R) 

exp( 2R 

/ L) 

F ( ) ( d 

(1) 

 

D A 

) 

, 

где L – средний эффективный боровский радиус (0,11 – 0,19 нм для 

ароматических молекул); F D (ν), ε А (ν) – нормированные к максимуму 

спектры люминесценции донора и поглощения акцептора. Таким образом, 

вероятность, а, следовательно, и скорость переноса энергии 

экспоненциально убывают с увеличением расстояния между донором и 

акцептором, это определяет возможность применения Т-Т переноса для 

определения структурных изменений в белках. Нарушения структуры 

белков, вследствие медленных процессов перестройки, могут привести как 

к их полной денатурации, так и к частичной структурной перестройке. В 

этом случае нарушаются функции белка, что может приводить к 

различным заболеваниям [3]. 

В качестве люминесцентных зондов нами использован полярный 

эозин и неполярный антрацен. По длинноволновому смещению спектров 

поглощения и флуоресценции зондов показано, что эозин и антрацен 

связаны с альбуминами сыворотки крови. Это дает возможность 

исследования процессов триплет-триплетного переноса энергии 

электронного возбуждения между этими зондами в САЧ. При добавлении 

антрацена в раствор САЧ, содержащий эозин, наблюдается уменьшение 

166



интенсивности замедленной флуоресценции и фосфоресценции эозина и 

возрастание константы скорости затухания фосфоресценции эозина в 

диапазоне концентраций антрацена от 20 мкМ до 63 мкМ. По временным 

зависимостям логарифма относительной интенсивности фосфоресценции 

эозина от времени после импульсного фотооблучения раствора САЧ, 

получена константа скорости затухания фосфоресценции (k) зонда и 

согласно соотношению τ = 1/k получены значения времени жизни 

триплетных состояний зонда (τ = 3,6 мс). 

Тушение фосфоресценции донора в процессе Т-Т переноса энергии 

описывается формулой 

I 

0 

/ I exp( N 

A 

C 

) 

À , 

где I, I 0 – интенсивность фосфоресценции донора с акцептором и без него 

соответственно; N A – постоянная Авогадро; 

C 

А – концентрация акцептора, 

выраженная в молях деленных на литр; – объем сферы действия тушения 

в литрах. Построенная нами зависимость логарифма величины отношения 

интенсивностей фосфоресценции эозина без акцептора – антрацена к 

интенсивности с антраценом (ln I 0 /I) от концентрации антрацена в 

диапазоне от 20 мкМ до 60 мкМ (рис.1, зависимость 1) представляет 

прямую линию. 

Рис.1. Зависимость логарифма отношения интенсивности фосфоресценции эозина без 

акцептора (I 0 ) к интенсивности фосфоресценции с акцептором (I) от концентрации 

антрацена в САЧ (С = 1 мг/мл) без ДСН (1) и в САЧ, содержащим 0.4 мМ ДСН (2) 

Погрешность определения ln(I 0 /I) составляет ±0,1 

Угловой коэффициент зависимости ln(I 0 /I) от С А (рис.1) позволяет 

определить объем сферы тушения = (1.83 ±0.8)·10 -23 м 3 для зависимости 

167


1 рис.1. Погрешность определялась исходя из погрешности определения 

интенсивности фосфоресценции 3%. Зная объем, можно оценить радиус 

тушения, который оказался равным примерно 170 Å. 

Известно, что детергенты – поверхностно-активные вещества 

приводят к структурным изменениям белка. Нами в качестве 

поверхностно-активного вещества был выбран додецилсульфат натрия 

(ДСН). Добавление в раствор ДСН концентрацией (С=0.4 мМ) приводило к 

уменьшению углового коэффициента зависимости представленной на рис. 

(зависимость 2) и соответственно объема сферы тушения до 

=(0.5±0.8)·10 -23 м 3 . Радиус сферы тушения уменьшился примерно до 113 

Å. 

Наблюдаемое нами уменьшение углового коэффициента 

зависимости, рис. и рассчитанного значения объема сферы тушения 

триплетных состояний донора при добавлении ДСН свидетельствует о том, 

что молекулы эозина и антрацена выходят из области перекрывания 

электронных облаков в глобуле белка. Это возможно при 

внутримолекулярной структурной перестройке белков. Нами установлено, 

что при добавлении ДСН молекулы антрацена не мигрируют из глобулы 

белка в мицеллы ДСН[4]. 

На основании полученных результатов можно заключить, что 

полярный эозин и неполярный антрацен связываются с альбуминами 

сыворотки крови. Триплет-триплетный перенос между эозином и 

антраценом осуществляется в глобуле белка и является чувствительным 

индикатором структурных перестроек в белке под действием ПАВ - 

додецилсульфата натрия. 


1. Sugio S., Kashima A., Mochizuki S., Noda M., Kobayashi K. Crystal 

structure of human serum albumin at 2.5 A resolution // Protein Engineering. 

1999. Vol. 12, P. 439-446. 

2. Dexter D.L. A theory of sensitized luminescence in solids // Journal of 

Chemical Physics. 1953. Vol. 21, N 5. P. 836-850. 

3. Lopukhin Y.M., Dobretsov G.E., Gryzunov Y.A. Conformational 

changes in albumin molecule: A new response to pathological process // Bulletin 

of Experimental Biology and Medicine. 2007. Vol. 130, N 1. P. 615-619. 

4. Салецкий А.М., Мельников А.Г., Правдин А.Б., Кочубей В.И. // 

ЖПС.2008. Т. 75. № 3. С.379. 

168



КОНСТРУИРОВАНИЕ ЛИПОСОМАЛЬНЫХ НОСИТЕЛЕЙ 

ДЛЯ ПЕПТИДНЫХ ВЕЩЕСТВ 

Р.Н. Сунчаляев 

Научный руководитель: д.б.н., профессор С.М. Рогачева 



Известно, что пептидные препараты используются для коррекции 

психоэмоционального статуса человека [1]. Однако вещества пептидной 

природы, обладающие высокой физиологической активностью, быстро 

гидролизуются in vivo. Актуальной является проблема их доставки к 

органу-мишени. Одним из способов доставки является липосомальное 

микрокапсулирование, с помощью которого можно использовать 

парентеральное, трансдермальное и ингаляционное введение препаратов в 

организм [2]. Кроме того, липосомальный метод доставки является 

наиболее оптимальным и щадящим для пептидов, т.к. при внедрении 

препаративной части в другие типы микрокапсулярных носителей 

происходит интенсивный нагрев реакционной среды, что приводит к 

разрушению вещества. 

Цель данной работы состояла в конструировании липосомальных 

систем доставки пептидов в организм и исследованию их пенетрирующей 

способности. 

Для создания липосом использовали липидные фракции, выделенные 

из головного мозга быка и отходов маслоэкстракционных заводов 

(гидрофусы и фосфатиды). Липосомы получали нескольким методами 

(межфазная инжекция, выпаривание в обращенной фазе, ручное 

встряхивание, озвучивание ультразвуком). [3] 

С помощью электронной микроскопии оценивали характеристики 

липосом, полученных разными методами (табл.1). 


Электронно-микроскопическая характеристика липосом, полученных 

различными методами 

Метод получения Характер везикул Размер липосом, 

липосом 

Обращение фаз 

нм 

БМВ (80 %) МЛВ (20 150-950 ~100-750 

Озвучивание УЗ %) ММВ 8-15 

Межфазная инжекция БМВ 100-800 

Ручное встряхивание МЛВ 250-1900 

169


Примечание: БМВ - большие моноламмелярные везикулы, ММВ - 

малые моноламмелярные везикулы, МЛВ - мультиламмелярные 

везикулы. 

Для приготовления липосом с максимальным внутренним объемом в 

дальнейших исследованиях использовали метод выпаривания в 

обращенной фазе. Липосомы, полученные таким методом, представляют 

собой в основном большие моноламеллярные везикулы размером 150-950 

нм с внутренним объемом 9±0,5 л/моль липидов. 

Внедрение препаративной части – L-пироглутамиласпарагинамид (LpGly-Asp 

a ) производили из раствора при получении липосом. 

Для приготовления липосом с максимальным внутренним объемом 

предложено использовать метод выпаривания в обращенной фазе. 

Установлено, что липосомы, полученные данным методом, представляют 

собой в основном большие моноламеллярные везикулы размером 150-950 

нм с внутренним объемом 9±0,5 л/моль липидов. Определена высокая 

пенетрирующая способность данных везикул, что позволяет предложить 

для дальнейших испытаний в качестве средств доставки пептидов к 

биомишеням. 

Биологическую активность липосомных эмульсий оценивали с 

помощью тест-системы на основе инфузорий Paramecium caudatum по 

величине пороговой концентрации эмульсии, вызывающей гибель клеток. 

Известно, что чем меньше пороговая концентрация для парамеций, тем 

выше активность исследуемых препаратов.[4] По результатам 

биотестирования были выбраны оптимальные соотношения растительных 

и животных липидов (90:10) для получения липосом. 

Для определения пенетрирующей способности липосом и глубины 

проникновения липидных везикул применяли метод витальной окраски 

[5]. На кожу крыс наносили липосомальные препараты кислотного 

красителя трипанового синего. Известно, что кислотные красители 

окрашивают лишь некоторые виды клеток и для их транспорта в 

глубину тканей и/или вовнутрь клеток требуются дополнительные 

условия, т.е. оценивая глубину окраски ткани, можно судить о 

проникающей способности липосомального носителя. 

Исследования показали, что у животных контрольной группы через 

30 мин происходит прокрашивание водным раствором красителя только 

рогового слоя эпителия. Через 1 ч трипановый синий достиг остистого 

слоя эпителия, неравномерно прокрашивая ткань и образуя скопления в 

отдельных участках эпидермиса, т.е. краситель проник только в 

межклеточное пространство (рис. 1а). 

За тот же промежуток времени краситель в липосомальной форме 

прокрасил клетки более глубоких слоев эпителия. Основное количество 

краски скопилось в роговом и блестящем слоях эпителия. Линия 

170



прокраски наблюдается и в зернистом слое, в том числе и внутри живых 

клеток (рис. 1б). 

а) б) 

Рис. 1. Участок кожи крыс при окрашивании красителем трипановый синий в виде 

водного раствора (а), в липосомальной форме (б). Увеличение микроскопа - 7x90 

Проведенные морфологические исследования позволяют нам 

утверждать, что содержимое липосом, сконструированных из комплекса 

растительного и животного сырья, проникает не только в глубокие слои 

эпидермиса, но и в клетки. Таким образом, нами показана возможность 

трансдермального переноса препарата с помощью сконструированных 

липосом, что позволяет предложить для дальнейших испытаний в качестве 

средств доставки пептидов к биомишеням. 


1.Марголина А.А., Эрнандес ЕЖ, Зайкина О.Э. Новая косметология. 

-М., 2000. -190 c 

2.Бердышев Е.В. Состав липидов, жирных кислот и альдегидов КРС 

// Химия природн. соединений. - 1989.- № 3. -С. 348-352. 

3.Khotimchenko S.V., Titlyanova T.V. Distribution of an amino-acid 

containing phospholipid in oil-plant culture // Phytochemistry. -1996. -V. 41, 

No. 6. -P. 1535-1537. 

4.Терехова В.А. Биотестирование как метод определения класса 

опасности отходов // Экология и промышленность России. -2003. -№ 12. - 

C. 27-29. 

5.Кузякова Л.М. Медикаментозное преодоление анатомических и 

клеточных барьеров с помощью липосом. -Ставрополь, 2000. -75 с. 

171


БИОСОВМЕСТИМЫЕ КОНСТРУКЦИИ ИМПЛАНТАТОВ 

Н.В. Протасова, В.А. Протасова, И.Л. Котельникова, Ю.Л. Самчук 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Н.В. Протасова 


им. Гагарина Ю.А., г. Саратов 

Дентальная имплантация является одним из наиболее популярных 

методов лечения полной и частичной адентии на сегодняшний день. 

Высокая квалификация хирургов-имплантологов обеспечивает высокий 

процент удачных операций. Мастерство ортопедов и зубных техников 

позволяет создать эффективные протезные конструкции, опирающиеся на 

имплантаты. Отсутствует необходимость препарирования здоровых зубов 

для создания опоры протеза. Но несмотря на востребованность 

имплантации среди населения России, имеется ряд нерешенных проблем: 

во-первых, установить имплантат по-прежнему стоит достаточно дорого, 

во-вторых, возможность отторжения имплантата хоть и мала, но все же 

существует. Для решения указанных проблем на базе кафедры ФМТМ 

СГТУ совместно с кафедрой челюстно-лицевой хирургии СГМУ ведутся 

широкомасштабные исследования по повышению качества и возможному 

удешевлению создаваемых конструкций дентальных имплантатов с 

плазмонапыленным биоактивным покрытием. 


1. Lyasnikova, A.V. Study of Structure of Bioceramic Coatings Obtained 

by Plasma Spraying of Hydroxyapatites of Synthetic and Biological Origins / 

V.N. Lyasnikov, A.V. Lyasnikova, A.V. Pivovarov, I.N. Antonov, V.A. 

Papshev // Biomedical Engineering. - Vol. 45. - № 4 - Pp. 119-127. 

2. Протасова Н.В. Технологическое обеспечение качества 

плазменных покрытий на основе применения комбинированных физикотехнических 

методов активации поверхности / Н.В. Протасова, В.М. 

Таран, А.В. Лясникова, О.А. Дударева, И.П. Гришина. - М.: Спецкнига, 

2012. - 350 с. 

3. Лясникова А.В., Дударева О.А. Технология создания 

многофункциональных композиционных покрытий / А.В. Лясникова, О.А. 

Дударева. - М.: Спецкнига, 2012. - 301 с. 

172



ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТЕОИНТЕГРАТИВНЫХ 

СВОЙСТВ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

С БИОАКТИВНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ 

Н.В. Протасова, В.А. Протасова, И.Л. Котельникова, Ю.Л. Самчук 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Н.В. Протасова 


им. Гагарина Ю.А., г. Саратов 

Как показывают многочисленные исследования отечественных и 

зарубежных специалистов, биоактивное покрытие дентальных 

имплантатов имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими 

видами обработки поверхности [1-3]. Наиболее совершенным методом 

нанесения биоактивного покрытия на имплантаты является метод 

электроплазменного напыления, что подтверждают экспериментальные и 

клинические исследования [1, 2]. Как правило, такое покрытие состоит из 

нескольких слоев: порошок титана + смесь порошков титана и 

биоактивного материала + чистый биоактивный материал. Такая 

композиционная система позволяет обеспечить более плавный переход от 

физико-механических свойств компактного титана к свойствам 

биоактивной керамики, что способствует хорошему качеству и 

долговечности полученного покрытия. 

Гидроксиапатит является наиболее традиционным биоактивным 

материалом, применяемым в челюстно-лицевой хирургии и дентальной 

имплантологии. Дентальные имплантаты системы КИСВТ-СГТУ-01 (НПА 

«Плазма Поволжья») с плазмонапыленными биокомпозиционными 

покрытиями на основе гидроксиапатита уже много лет широко 

используются в клинической практике частных и муниципальных 

лечебных медицинских учреждений. В настоящее время разработано и 

производится около 40 конструкций цилиндрических и пластинчатых 

дентальных имплантатов, разработаны технологии нанесения 

биокомпозиционных покрытий повышенного качества с использованием 

ультразвукового химического травления, оксидирования, ультразвукового 

плазменного напыления. Непрерывно ведутся работы по 

совершенствованию конструкций дентальных имплантатов и по 

повышению качества обработки поверхности, защищено множество 

кандидатских и докторских диссертаций по этой тематике. 

В настоящее время ведутся исследования по изучению возможности 

применения в качестве биоактивного компонента плазмонапыленных 

биокомпозиционных покрытий дентальных имплантатов таких 

перспективных материалов как, трикальцийфосфат, биоситаллы, 

биостекла, фторгидроксиапатит. 

173



1. Лясникова А.В. Материалы и покрытия в медицинской практике / 

В.Н. Лясников, А.В. Лясникова, Т.Г. Дмитриенко. - Саратов: Научная 

книга, 2011. - 300 с. 

2. Протасова Н.В. Технологическое обеспечение качества 

плазменных покрытий на основе применения комбинированных физикотехнических 

методов активации поверхности / Н.В. Протасова, В.М. 

Таран, А.В. Лясникова, О.А. Дударева, И.П. Гришина. - М.: Спецкнига, 

2012. - 350 с. 



Дударева. - М.: Спецкнига, 2012. - 301 с. 

4. Lyasnikova, A.V. Study of Structure of Bioceramic Coatings Obtained 

by Plasma Spraying of Hydroxyapatites of Synthetic and Biological Origins / 

V.N. Lyasnikov, A.V. Lyasnikova, A.V. Pivovarov, I.N. Antonov, V.A. 

Papshev // Biomedical Engineering. - Vol. 45. - № 4 - Pp. 119-127. 

5. Лясникова А.В. Профилактика развития осложнений при 

непосредственной установке имплантата в лунку удаленного зуба путем 

модицикации его поверхности / А.В. Лепилин, А.В. Лясникова, А.В. 

Красников, Е.С. Красникова, А.Д. Смирнов // Научно-практический 

журнал «Форум стоматологии». - 2011. - №5 (41). - С. 71-72. 

ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМА НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА 

ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКА РАЗВИТИЯ 

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ 

Д.В. Савенков 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Е.В. Садыкова 


университет имени В.И. Ульянова (Ленина), г. Санкт-Петербург 

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) занимают первое место по 

распространенности в мире. Но, даже не смотря на это, в большинстве 

случаев патологии обнаруживаются на достаточно поздних стадиях. Это 

связано с тем, что чаще всего ССЗ выявляются у пациентов, поступивших 

с серьезными жалобами. Для предотвращения подобных ситуаций 

необходимо развивать системы ранней диагностики сердечных патологий. 

Для решения данной задачи, предлагается создать систему 

поддержки принятия решений на основе алгоритма нечеткого вывода. 

174



Подобная система позволит быстро оценивать риск развития ССЗ по 

небольшому набору «базовых» параметров. 

Данными «базовыми» параметрами являются: пол, возраст, 

артериальное давление (АД), уровень общего холестерина (ХС), статус 

курения. Этот набор переменных используется при оценке риска ССЗ по 

международной шкале SCORE. 

Процесс диагностики заболеваний, основанный на нечетком 

представлении данных, может быть описан в виде базы правил, в которой 

описываются все возможные комбинации значений входных параметров. 

Входные и выходные параметры имеют формальный языковой вид 

представления (например, «высокий уровень», «низкий уровень» и т.д.) и 

называются лингвистическими переменными. 

Наиболее часто база правил имеет вид структурированного текста: 

Правило_1: Если «Условие_А1» или «Условие_В1» ТО 

«Следствие_С1» 

Правило_2: Если «Условие_ А2» или «Условие_В2» ТО 

«Следствие_ С2» 

… 

Правило_n: Если «Условие_ Аn» или «Условие_Вn» ТО 

«Следствие_ Сn», 

где «Условие_А1», …, «Условие_Аn» и «Условие_В1», …, «Условие_Вn» 

- входные лингвистические переменные, 

«Следствие_C1», …, «Следствие_ Cn» - выходные лингвистические 

переменные [1]. 

На втором этапе алгоритма нечеткого вывода для лингвистических 

переменных задаются так называемые функции принадлежности. Эти 

функций изменяются от 0 до 1 и характеризуют степень принадлежности 

численного значения показателя к данным лингвистическим переменным. 

Процесс задания лингвистических переменных и их функций 

принадлежности называется этапом фаззификации или этапом приведения 

к нечеткости. 

Покажем фаззификацию на примере артериального давления (АД) 

(рис. 1). 

175


Рис.1.Функции принадлежности и лингвистические переменные для показателя «АД» 

АД имеет три формальных уровня представления: «норма», 

«повышенное», «высокое». Но на вход системы подается численное 

значение АД, обозначим его за X 1 , которому мы можем придать 

необходимую нечеткость с помощью функций принадлежности μ ij , где i – 

номер входного параметра, а j – номер лингвистической переменной 

данного параметра. В нашем случае эти функции имеют линейные 

составляющие и могут быть записаны в виде: 

Функция принадлежности АД к первой лингвистической переменной 

(«норма»): 

Аналогично задаются μ 12 и μ 13 для повышенного и высокого уровней 

соответственно. 

Подобным образом выполняется фаззификация для двух других 

показателей: холестерина и возраста. 

Для выходного параметра (риска SCORE) также выполняется 

фаззификация, т.е. для каждого уровня риска задается своя 

лингвистическая переменная и функция принадлежности . 

Третий этап алгоритма нечеткого вывода называется 

агрегированием. 

На данном этапе выполняется проверка условий базы правил. Если 

все условия какого-либо правила выполнены, то выходной переменной 

присваивается минимальное из значений этих условий: 

. 

Графически это изображается как обрезание треугольной функции 

принадлежности i-го выходного параметра на высоте . То есть на 

выходе получается трапеция с выстой . 

Четвертый этап алгоритма нечеткого вывода называется 

активизацией (аккумуляцией). 

176



В процессе активизации происходит объединение «выходных» 

функций принадлежности: 

где k – количество выходных лингвистических переменных равное 

количеству правил, которые были выполнены. 

Представим графически процесс аккумуляции (рис. 2). 

Рис.2. Пример аккумуляции выходных функций принадлежности 

На пятом этапе выполняется дефаззификация. 

Дефаззификация – переход нечеткого представления к численному 

значению. В алгоритмах нечеткого вывода для этого используется ряд 

различных методов. Самым распространенным из них является метод 

центра тяжести, в котором находится центр тяжести фигуры, полученной в 

результате аккумуляции. Рассчитанное значение центра тяжести будет 

соответствовать численному значению выходного параметра (проценту 

риска по шкале SCORE). 

Соответственно, мы можем получить и формальное представление, 

удобное для восприятия врачом, и численное значение, удобное для записи 

и дальнейших расчетов. 


1. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и 

fuzzyTech. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 736 с.: ил. 

2. Е.В.Садыкова, Е.А.Семенова, Д.В.Савенков 

Автоматизированная система оценки риска развития патологий сердечнососудистой 

системы. Биомедицинская радиоэлектроника. Вып. №11. – 

2011. –С.18-23. 

177


ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ 

ШКОЛЬНИКОВ НА ОСНОВЕ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ 

М.А. Лядов, И.А. Комарова, А.А. Копылов 

Научный руководитель: д.т.н., профессор С.В. Фролов 

Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов 

В рамках экспериментального проекта по совершенствованию 

организации школьного питания с 2008 года в Тамбовской области начал 

проводиться мониторинг здоровье школьников. Методической основой 

проведения мониторинга являются методические указания, утвержденные 

Ученым советом НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ГУ 

НЦЗД РАМН [1]. В процессе мониторинга проводится измерение 

антропометрических показателей, артериального давления (АД), оценка 

физической подготовленности, распределение школьников по группам 

здоровья и физкультурным группам, учет острой и хронической 

заболеваемости. 

При оценке результатов измерений антропометрических 

показателей, артериального давления и физической подготовленности 

применяются сложные и взаимосвязанные возрастно-половые нормативы, 

основанные на процентильном распределении, которое является наиболее 

применимым в медицинской практике в настоящее время. Объем данных 

нормативов представляется 20 различными таблицами, в которых 

содержится в совокупности порядка тысячи строк. В связи с этим при 

проведении мониторинга большого потока школьников возникает задача 

автоматизированной оценки результатов измерений по нормативам. 

Для решения этой проблемы в 2011 году на кафедре 

«Биомедицинская техника» ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный 

технический университет» разработана автоматизированная 

информационная система (АИС) «Здоровье детей» [2]. При реализации 

АИС «Здоровье детей» наиболее предпочтительным оказалось 

использование языка программирования CodeGear C++Builder 2007 и 

системы управления базами данных MySQL. Математическим аппаратом 

для оценки состояния здоровья в АИС «Здоровье детей» является 

реляционная модель данных. Основой реляционной модели данных 

являются отношения, которые в основном представляют собой различные 

возрастно-половые нормативы, необходимые при расчете весоростовых 

показателей и АД ребенка. 

При оценке физического развития пользователь системы задает 

данные школьника: пол ребенка p Р , год рождения y рожд. , месяц рождения 

m рожд. , рост s Р , вес w Р , систолическое АД (САД) b САДР , диастолическое АД 

(ДАД) b ДАДР ; и условия осмотра: год обследования y обсл. , месяц 

178



обследования m обсл. , размер используемой при измерении АД манжеты h 

(рис. 1). 

Рис. 1. Схема оценки физического развития и АД 

Рост и масса тела школьника заносятся в АИС через USB-порт с 

электронных ростомера и весов комплекса КМД «Здоровый ребенок» 

производства ОАО Тулиновского приборостроительного завода «ТВЕС» 

[3]. Схема оценки физической подготовленности во многом аналогична 

схеме оценки физического развития и АД. Более подробно модель 

рассмотрена в работе [4]. 

Расчет показателей заболеваемости проводит медицинский работник 

школы. Для этого он ведет соответствующий журнал регистрации всех 

пропусков занятий детьми по болезни. Для полноты учета регистрируются 

не только справки, выданные детскими амбулаторно-поликлиническими 

учреждениями, но и записки от родителей. 

Оценка проводится по: средней продолжительности одного случая 

заболевания; количеству случаев заболеваний у учащихся; количеству 

дней, пропущенных в связи с заболеваниями; количеству учащихся, часто 

болеющих (четыре и более раз в течение учебного года); количеству 

учащихся, не болевших ни разу в течение учебного года («индекс 

здоровья»). 

179


Основой реляционной модели данных являются отношения, которые 

в основном представляют собой данные о школьниках, структуре 

школьных классов, заболеваниях и пропусках занятий. 

Разработанное программное обеспечение обеспечивает занесение 

данных заболеваемости учащихся по количеству случаев и дней пропусков 

занятий по болезни, а именно занесение данных медицинских справок, 

которые приносят ученики, в карту школьника: количество пропущенных 

по болезни дней и заболевание по МКБ-10. В конце учебного года АИС 

«Здоровье детей» обеспечивает для различных выборок (школьник, класс, 

школа, регион) суммирование количества случаев заболеваний и 

количества пропущенных дней по каждому заболеванию МКБ-10. 

В настоящее время установлено 102 рабочих места АИС «Здоровье 

детей» в школах Тамбовской области. С использованием приведенной 

модели был проведен анализ состояния индивидуального здоровья 51 677 

школьников, который подтверждает корректность построенных моделей 

[3]. Таким образом, разработанная на основе реляционной модели система 

обработки данных позволяет производить оценку состояния здоровья 

школьников в АИС «Здоровье детей». 


1. Мониторинг состояния здоровья обучающихся, воспитанников и 

заболеваемости, связанной с алиментарными факторами, в процессе 

реализации экспериментальных проектов по совершенствованию 

организации питания обучающихся в общеобразовательных учреждениях 

(Методические указания) / В.Р. Кучма, Л.М. Сухарева, Рапопорт И.К., 

Ж.Ю. Горелова, Ю.А. Ямпольская, И.В. Звездина. М.: РАМН, ГУ НЦ 

здоровья детей, НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков, 

некоммерческое партнерство «Федерация рестораторов и отельеров», 2008. 

71 с. 

2. Фролов С.В., Лядов М.А., Комарова И.А. Региональная 

информационная система мониторинга здоровья школьников //Врач и 

информационные технологии,№6,2011.С. 24-33. 

3. Фролов С.В., Дубровин В.В., Лядов М.А., Потлов А.Ю., Фролова 

М.С., Голофеев А.А. Анализ развития программно-аппаратных средств для 

оценки состояния здоровья детей на примере комплекса «Здоровый 

ребенок» // Врач и информационные технологии. 2012. №3.С.37-47. 

4. Фролов С.В., Лядов М.А. Система обработки данных медицинских 

осмотров и физической подготовленности школьников на основе 

реляционной модели // Информационно-измерительные и управляющие 

системы. 2012. №7. C. 55-62. 

180



МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ 

РАЗНОВИДНОСТЕЙ КОСТНОГО МОЗГА КОСТНОЙ СИСТЕМЫ 

ЯГНЯТ НОВОРОЖДЕННОГО ПЕРИОДА 

С.Д. Крылова, Б.В. Криштофорова 

Научный рукоовдитель: д.в.н., профессор Б.В. Криштофорова 

Крымский агротехнологический университет, г. Симферополь 

Изменение морфофункционального статуса крови у животных и 

человека, находящихся в условиях современной экосистемы обусловило, 

возникновение и развитие различного рода заболеваний, отражающихся на 

их жизнеспособности. Морфологический состав крови у млекопитающих в 

полной мере зависит от морфофункциональных особенностей костных 

органов, всей костной системы. Неотъемлемой составной частью костных 

органов является костный мозг, что доказано в работах А.Я. Фриденштейн 

(1973 г.) Разновидности костного мозга продуктивных животных в 

наибольшей мере освещены в исследованиях П.Н. Гаврилина (1992 г.), В.Г. 

Соколова (2004 г.), А.В. Олияр (2003 г.). Авторы доказывают, что у 

новорожденных телят, поросят и щенков собак выявляется 

остеобластический (остеогенный), красный (гемоиммунопоэтический) и 

желтый (жировой) костный мозг. 

Исследовали разновидности костного мозга в костных органах ягнят 

новорожденного периода с применением ряда морфологических методик 

(анатомического препарирования, рентгенографии, световой микроскопии 

гистотопограмм, окрашенных гематоксилином Эрлиха и эозином и 

импрегнированных азотнокислым серебром по Келемену) на разных 

уровнях структурной организации. На распилах костных органов (длинных 

трубчатых костей конечностей, позвонка, ребрах и грудине) визуально 

выявляется красный костный мозг в виде образования жидкой 

консистенции красноватой, различной интенсивности окраски. 

Остеобластический костный мозг имеет светло-красноватую окраску и в 

наибольшем количестве располагается в пограничной зоне со суставным и 

метафизарным хрящами. В центре эпифизов и диафизов (телах позвонков, 

ребрах и средней трети диафиза длинных трубчатых костных органов 

конечностей) размещается красный костный мозг жидкой косистенции (в 

виде геля). Желтый костный мозг визуально не выявляется. Исследования 

с помощью световой микроскопии гистосрезов разных типов костных 

органов, окрашенных гематоксилином Эрлиха и эозином, 

свидетельствуют, что остеобластический костный мозг образован 

остеобластами, расположенными монослоем на коротких трабекулах, 

состоящих из остеоида и разрушающейся хрящевой ткани суставных и 

метафизарных хрящей. В некоторых случаях скопление остеобластов 

181


заполняет пространство между костномозговыми ячейками большей 

частью на границе разрушающихся трабекул первичной и создающихся 

вторичной губчатой костной ткани. Остеобластический костный мозг 

также образует монослой на костных пластинках слоя компактной костной 

ткани, особенно тех, которые расположены ближе к надкостнице. 

Красный костный мозг заполняет костномозговые ячейки вторичной 

губчатой костной ткани тел позвонков, ребер, грудины, длинных 

трубчатых костных органов тазовых конечностей, а также полностью 

заполняет среднюю треть их диафиза. Скопление клеток красного костного 

мозга образуют очаги или сплошные тяжи. Клетки красного костного 

мозга находятся на разных этапах дифференциации и расположены в 

межклеточной жидкости, которая при определенных воздействиях упругих 

деформаций на костные органы приобретает физическое состояние геля 

или золя. Очагам и тяжам красного костного мозга присущи синусоидные 

капилляры, поперечник которых достигает 60,0-500,0 мкм, они образованы 

одним слоем эндотелиальных клеток. Разные типы костных органов ягнят 

содержат больше всего красного (гемоиммунопоэтического) костного 

мозга. 

Желтый костный мозг выявляется в виде единичных клеток или 

скоплений 2-5 адипоцитов в поле зрения, что больше характерно для тел 

позвонков и трубчатых костных органов конечностей ягнят. На 

гистотопограммах, окрашенных гематоксилином Эрлиха и эозином 

жировые клетки выявляются в виде округлых пустот. При импрегнации 

азотнокислым серебром они имеют форму сферических клеток светлокоричневой 

окраски с почти черным ядром, расположеным на периферии. 

Жировые клетки желтого костного мозга сопровождают обычные по 

структуре кровеносные капилляры. Колическтво адипоцитов с возрастом 

ягнят увеличивается, сопровождаясь трансформацией грубоволокнистой 

костной ткани в пластинчатую с наличием остеонов, особенно в 

компактном слое костных органов. 

Таким образом, в различного типа костных органах ягнят 

новорожденного периода выявляются все разновидности костного мозга. 

Среди разновидностей костного мозга превалирует красный костный мозг, 

который располагается между костномозговыми ячейками вторичной 

губчатой костной ткани и заполняет среднюю треть диафиза длинных 

трубчатых костей конечностей. Клетки красного костного мозга находятся 

на различных стадиях дифференциации. Остеобластический костный мозг 

выявляется в зонах роста и монослоем располагается на образующихся 

костных пластинках компактной костной ткани. Желтый костный мозг 

находится на начальном этапе формирования и выявляется в виде 

одиночных или скоплений адипоцитов. 

182



МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЛЕГКИХ 

У СУТОЧНЫХ ЯГНЯТ 

Н.С. Кузина, В.В. Лемещенко 

Научный руководитель: д.в.н., профессор В.В. Лемещенко 


Актуальность. В настоящее время при исследовании органов аппарата 

дыхания наибольшее внимание уделяется исследованию особенностей 

морфологии, определяющих патогенез заболеваний органов дыхания, а 

также исследованию морфометрических и биохимических особенностей 

легких у человека и взрослых животных (Вейбель Э., 1970). Следует 

отметить, что морфометрические исследования легких у матуронатных и 

новорожденных животных весьма не значительны (Мишина О.С., 1999; 

Криштофорова Б.В., 1999). 

Цель исследований - определить морфометрические параметры 

легких у суточных ягнят. 

Материал и методы. Исследовали правое и левое легкие у суточных 

ягнят цигайской породы, используя анатомическое препарирование, 

определение абсолютной и относительной массы легких на электронных 

лабораторных весах ТВЕ и измерение структурных компонентов легких. 

При морфометрии линейных показателей легких использовали 

штангенциркуль. Измеряли максимальную ширину долей каждого легкого 

от вертебрального края к верхушке каждой доли, а также ширину органа от 

верхнего края до междолевых вырезок. Цифровые данные обрабатывали 

статистически с помощью программного обеспечения «Statistica, V.6,0» 

для персонального компьютера. 

Результаты исследований. Установили, что у суточных ягнят при 

живой массе 245076,38 г (V=3,12%), абсолютная масса обоих легких 

достигает 51,231,02 г (V=1,99%), а их относительная масса - 2,090,10%, 

при V=4,63%. Абсолютная масса правого легкого у суточных ягнят 

соответствует 32,650,30 г (V=0,92%), а его относительная- 1,330,05% 

(V=3,76%). Длина правого легкого достигает 11,070,65 (V=5,07%), а 

максимальная ширина каудальной доли правого легкого - 6,270,38 см 

(V=6,13%). Максимальная же ширина средней доли правого легкого 

становится меньше, составляя 4,900,10 см (V=2,04%), а максимальная 

ширина краниальной доли возрастает до 6,700,20 см (V=2,99%). 

Максимальная ширина добавочной доли 8,930,35 см (V=3,90%). Ширина 

правого легкого на уровне вырезки между каудальной и средней долями 

составляет лишь 2,430,41 см (V=16,83%), а ширина на уровне вырезки 

между краниальной и средней долями 2,500,29 см (V=11,55%). 

183


Морфометрические показатели левого легкого меньше, чем правого. 

Так, абсолютная масса левого легкого уменьшается на 43,09% при 

увеличении вариабельности в 2,98 раза, а его относительная масса 

наоборот снижается на 42,85% на фоне возрастания вариабельности в 2,86 

раза. Длина левого легкого уменьшается на 1,80%, вариабельности при 

этом увеличивается в 1,34 раза. Максимальная ширина каудальной доли 

левого легкого больше ширины каудальной доли правого легкого на 

5,30%, при возрастании вариабельности в 1,81 раза. Максимальная ширина 

средней доли левого легкого больше аналогичного показателя правого 

легкого на 38,21%, при возрастании вариабельности в 3,32 раза, а 

максимальная ширина краниальной доли левого легкого меньше, чем 

ширина правой на 58,65%, тогда как вариабельность становится больше в 

1,55 раза. Ширина левого легкого на уровне вырезки между каудальной и 

средней долями меньше ширины правого на 10,69%, а коэффициент 

вариабельности уменьшается в 3,16 раза. Ширина левого легкого на 

уровне вырезки между краниальной и средней долями больше ширины 

правого на 22,60%, тогда как её вариабельность меньше в 1,79 раза. 

Вывод. Таким образом, у суточных ягнят относительная и абсолютная 

массы, а также линейные промеры левого легкого меньше, чем правого, за 

исключением максимальной ширины краниальной и средней долей, а 

также длины легкого на уровне вырезки между ними, что, возможно, 

связано с прилежанием сердца к этим долям. 

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СТАТУС ОРГАНИЗМА 

НОВОРОЖДЕННЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ПРИ ГИПОТРОФИИ 

Г.В. Лукашик 


Одной из наиболее серьезных проблем животноводства является 

снижение заболеваемости и падежа, в особенности новорожденных. Судя 

по источникам литературы, как в нашей стране, так и за рубежом, 

наиболее актуальными среди болезней новорожденных животных 

интранатального и раннего неонатального периодов являются 

внутриутробная гипоксия, гипотрофия (Антонов Н., Салахутдинов К., 

2001). 

Для гистологических исследований использовали лимфоидные и 

паренхиматозные органы (селезенка, тимус, лимфатические узлы, печень, 

почки) новорожденных поросят белой украинской породы, павших в 

первые 1 – 2 суток после рождения. Проводили световую микроскопию 

гистограмм, окрашенных гематоксилином и эозином. 

184



Установили, что гипотрофия встречается у 3,0 % исследованных 

поросят. При этом как их лимфоидные, так и паренхиматозные органы 

характеризуются не только морфофункциональной незавершенностью, но 

и определенной недоразвитостью на различных уровнях структурной 

организации, что обуславливает снижение жизнеспособности в раннем 

постнатальном онтогенезе. 

Селезёнка у поросят гипотрофиков уменьшена в размере и имеет 

острые края, плотную консистенцию с пульпой красного цвета. В одном 

случае края селезёнки были истончены до прозрачности. 

При гистологическом исследовании селезёнки выявлено, что белая 

пульпа, как иммуноактивная часть, представлена переартериальными 

лимфоидными муфтами, лимфоидные узелки в ней мелкие, плохо 

дифференцированные, синусоиды малокровные. Красная пульпа содержит 

многочисленные кровеносные сосуды синусоидного типа, а также 

ретикулярную ткань с расположенными в ней клеточными элементами. 

Тимус, как центральный орган гемоиммунопоэза , у поросят 

представлен двумя шейными парными и и слабо выраженной одной 

непарной, а также непарной грудной долями.Паренхима его - измененная 

эпителиальная ткань, образующая сеть, между петлями которой находятся 

лимфоциты. Корковая зона инфильтрирована Т-лимфоцитами, которые 

заполнили просветы сетевидного эпителиального остова, предавая этой 

части характерный вид и интенсивную базофильную окраску. Мозговая 

зона более светло окрашена содержала меньшее количество лимфоцитов, в 

средней части мозговой зоны выявлены оксифильные мелкие слоистые 

тимические тельца (тельца Гассаля). 

Паренхима мезентериальных лимфатических узлов, как 

периферического кроветворного органа, где происходит пролиферация и 

дифференциация лимфоцитов под влиянием антигенов представлена 

выраженной корковой и мозговой зоной, лимфатические узелки корковой 

зоны малодифференцированные, мозговые синусы малокровны. 

Структура печени у новорожденных поросят имела незавершенный 

характер. Гепатоциты – коллоидообразные с мелко зернистой 

цитоплазмой, отдельные гепатоциты имели прозрачную и даже оптически 

опустошенную цитоплазму. Отдельные печёночные клетки 

дистрофически изменены, вплоть до некробиоза. Центральные вены и 

синусоиды слабо кровенаполнены, печёночные пластинки в состоянии 

дискомплексации. 

Почки у суточных поросят - гипотрофиков анатомически 

сформированные, с дифференциацией на корковые и мозговые зоны, 

почечные клубочки эмбрионального типа, нефротелий канальцев в 

состоянии гидропической дистрофии. Сосуды малокровны. 

185


Таким образом, при исследованиях иммунокомпетентных органов 

обнаружена структурная незавершенность, в печени и почках также 

выявлена структурно-функциональная недоразвитость. 

ОСОБЕННОСТИ СТРОМАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ 

ПОЧЕК У СУТОЧНЫХ ЯГНЯТ 

Е.В. Нехайчук, В.В. Лемещенко 

Научный руководитель: д.в.н., профессор В.В. Лемещенко 


Актуальность. В настоящее время доказано, что при заболеваниях 

аппарата мочевыделения происходят изменения не только в паренхиме, но 

и в строме почек. При этом не большое количество интерстициальной 

ткани почек у новорожденных обуславливает особенности их патологии. 

Характерно, что в литературе превалируют данные, полученные на 

материале от взрослых млекопитающих и больше всего от человека. 

Особенности же стромальных компонентов почек у суточных ягнят 

практически не исследованы. 

Материал и методики исследования. Исследовали правую и левую 

почки суточных (n=6) ягнят цигайской породы, используя комплекс 

морфологических методик. 

Результаты собственных исследований. Установили, что в правой и 

левой почках у суточных ягнят стромальные структуры образуют 

фиброзную капсулу, окружают интраорганные кровеносные сосуды, а 

также почечную лоханку в почечном синусе. 

Фиброзная капсула правой и левой почек ягнят образована наружным 

и внутренним листками. Наружный листок кроме клеток содержит 

значительное количество коллагеновых и, в меньшей степени, 

эластических волокон. В воротах почек он переходит в соединительную 

ткань почечного синуса. Внутренний листок фиброзной капсулы 

прозрачный и тонкий, связан с паренхимой коры органа. Кроме того, от 

фиброзной капсулы в толщу паренхимы почек у суточных ягнят отходят 

очень тонкие междольковые прослойки. Толщина фиброзной капсулы в 

правой и левой почках суточных ягнят составляет 38,50±6,70 мкм. При 

этом по полюсам и с вентральной поверхности почек она достигает 14,03- 

18,70 мкм, а в воротах – увеличивается до 86,51-97,33 мкм. 

Между корой и мозговым веществом в правой и левой почках у 

суточных ягнят выявлена разной толщины, прерывистая прослойка рыхлой 

волокнистой соединительной ткани. В участках органа, где не проходят 

дуговые артерии, между корой и мозговым веществом органа, рыхлая 

волокнистая соединительная ткань достигает толщины 21,68-25,34 мкм. В 

186



ней преобладают коллагеновые волокна над эластическими, 

располагающиеся в продольном направлении во фронтальной плоскости 

органа, относительно его вентральной поверхности. На среднесагитальных 

гистотопограммах вокруг дуговых артерий почек соединительная ткань 

приобретает серповидную форму, а ее толщина увеличивается до 53,98- 

219,73 мкм. Коллагеновые и эластические волокна параартериальной 

соединительной ткани огибают кровеносные сосуды под углом 120º-150º, 

имеют продольное, относительно коры органа, направление. 

Соединительная ткань между почечными пирамидами образует почечные 

столбы, Т-образной формы, толщина которых составляет 293,68- 

377,40мкм. Коллагеновые волокна в них располагаются перпендикулярно 

коре почки. Почечные столбы содержат крупные междолевые артерии и 

вены, в них также единичные крупные (108,59 – 127,08 мкм) почечные 

тельца овальной формы. 

Почечная лоханка в синусе органа окружена рыхлой волокнистой 

соединительной тканью толщиной 672,35-880,60 мкм. Она без резких 

границ переходит в соединительную ткань, окружающую крупные 

почечные сосуды. 

Таким образом, соединительно-тканный остов правой и левой почек у 

суточных ягнят формирует их фиброзную капсулу, паравазальную рыхлую 

волокнистую соединительную ткань и окружение стенки лоханки в 

почечном синусе. Особенности развития соединительно-тканных структур 

определяется их органотопией. 

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФЕТАЛЬНОЙ ЧАСТИ 

ПЛАЦЕНТЫ И СОХРАННОСТЬ ПОРОСЯТ У СВИНОМАТОК 

Н.В. Саенко 


Актуальность темы. Получение здорового приплода и его 

сохранность – одна из главных задач в повышении продуктивности 

свиноводства в современных условиях реформирования аграрного сектора 

Украины. Известно, что 20-30 % от общего количества поросят не 

доживают даже до отъема [1, 4]. Основными причинами гибели животных 

в первый месяц жизни является их пренатальное недоразвитие, которое 

возникает вследствие изменений в системе мать-плацента-плод. 

Плацента является специфической тканевой структурой, которая 

осуществляет взаимосвязь плода с материнским организмом и 

обеспечивает его рост и развитие. При родах по плаценте можно судить о 

пренатальном развитии новорожденного, патологических изменениях в 

187


матке, а также о врожденной неполноценности родительских пар, 

передающих по наследству нарушения развития плаценты [2, 3]. 

В научных трудах по медицине собран большой клинический и 

экспериментальный материал, который доказывает взаимозависимость 

между морфофункциональным статусом плаценты и полноценностью 

плода [5]. Однако в ветеринарной медицине эти вопросы остаются до 

конца не исследованы. 

Цель исследований: установить структурные особенности фетальной 

части плаценты свиней и сохранность поросят при разном количестве 

опоросов. 

Исследования проводили в условиях ООО “Борис-Агро” 

Красногвардейского района АР Крым. Объектом исследований являлись 

фетальные части плацент (ФЧП) свиноматок полтавской мясной породы и 

новорожденные поросята. ФЧП получали от свиноматок 1-го (п=5), 2-го 

(п=5), 3-го (п=5) опоросов. ФЧП оценивали визуально, определяли массу и 

общую площадь. Поросят оценивали по живой массе при рождении, 

реализации позы стояния (от рождения до вставания на ноги) и проявления 

пищевого рефлекса (время фиксации сосков матери после вставания на 

ноги). Через месяц после рождения определяли сохранность поросят. 

Исходя из количества опоросов, выделили три группы свиноматок 

соответственно 1, 2, 3-го опоросов по 5 голов в каждой (табл. 1). Масса 

ФЧП свиноматок I группы колебалась в пределах 2,71±0,15 кг, а площадь – 

3822,40±520,13 см². Определив отношение площади к ее массе, мы 

установили, что на 1 см² площади приходится 1, 41 г ткани. Изменения 

этого коэффициента свидетельствует об интенсивности обменных 

процессов в ФЧП. В данной группе отмечали наибольшее число ФЧП, 

имеющих патологические изменения. В двух ФЧП, в участках 

выстилающих концы рогов, находили мумифицированные плоды, 

погибшие на разных стадиях эмбрионального развития. Плодные оболочки 

вокруг таких плодов были размягчены (мацерированые), жидкость, 

окружающая плоды, липкая, тягучая, 


Структурно-функциональные особенности фетальной части плаценты 

свиноматок и морфофункциональный статус поросят 

№ Показатели I группа II группа III группа 

п. 

п. 

1. Живая масса 159,00±8,22 163,00±8,37 209,00±11,94 

свиноматки, кг 

2. Масса ФЧП, кг 2,71±0,15 2,89±0,17 3,02±0,08* 

3. Площадь ФЧП, см² 3822,40±520,13 4228,80±478,99 4914,00±134,70* 

188



4. Соотношение 

площади и массы 

ФЧП 

5. Количество 

поросят при 

рождении 

в т.ч. 

- живой массой 

ниже 800 г, % 

- живой массой от 

800 г до 1000 г 

-живой массой 

выше 1000 г 

6. Проявление 

пищевого рефлекса 

у поросят, мин 


ниже 800 г 

1,41 1,46 1,63 

10,60±2,07 11,40±1,14 12,80±1,20 

21,01±3,14 19,07±5,52 9,64±4,33* 

55,89±15,65 37,22±3,81 16,78±2,30* 

23,06±4,69 43,71±9,66 73,58±8,15** 

12-20 12-20 12-20 

- живой массой от 

800 г до 1000 г 

3-10 3-10 3-10 

-живой массой 1-3 1-3 1-3 


7. Реализация позы 

стояния у поросят, 

мин 

12-15 12-15 12-15 


ниже 800 г 

-живой массой от 3-7 3-7 3-7 

800 до 1000 г 

-живой массой 1-3 1-3 1-3 


8. Сохранность 79,76±5,66 83,03±7,08 91,51±7,46 

поросят в 1 месяц, 

% 

* - р


У свиноматок I группы (1 опороса), живой массой 159,00±8,22 кг, 

рождалось от 6 до 12 поросят (10,60±2,07). В процентном отношении 

количество поросят живой массой ниже 800 г составило 21,01±3,14%, от 

800 г до 1000 г – 55,89±15,65%, выше 1000 г – 23,06±4,69%. У поросят с 

низкой живой массой пищевой рефлекс проявлялся не ранее 15 мин после 

вставания на конечности, что происходило через 15-20 мин после 

рождения. Такие поросята, как правило, погибали в первые-вторые сутки 

жизни. Поросята с живой массой от 800 г до 1000 г реализовывали позу 

стояния через 5-12 мин после рождения, фиксировали сосок матери через 

3-10 мин. Поросята с высокой живой массой реализовывали позу стояния 

уже через 2-5 мин, а пищевой рефлекс через 1-2 мин. Сохранность поросят 

в I группе составила 79,76±15,66%. 

Масса и площадь ФЧП свиноматок II группы (2 опороса) возрастает 

на 6,23% и 9,61% соответственно. В данной группе также регистрировали 

наличие мумифицированных плодов в двух ФЧП. Одна из плацент имела 

студневидный вид, тестоватую консистенцию, серо-белый цвет. Очагово 

отмечали темно-коричневые точки. Видимо, это кровоизлияния 

произошедшие еще во внутриутробный период. Также на 1 см² площади 

ФЧП приходится уже 1,46 г, что свидетельствует о возрастании обменных 

процессов. 

Живая масса свиноматок II группы на 2,46% выше, чем таковая I 

группы. Количество поросят колебалось от 10 до 12 (11,40±1,14), что на 

7,02% выше, чем в I группе. Для данной группы характерно уменьшение 

количества поросят живой массой ниже 800 г на 2,46%, массой от 800 г до 

1000 г – на 18,67%, но увеличение с высокой жизнеспособностью – на 

20,65%, что отразилось на сохранности поросят II группы в 1 месяц. 

Сохранность их выше на 3,27% по сравнению с I группой. Проявление 

безусловных рефлексов у поросят II группы происходило в тех же 

интервалах времени в зависимости от живой массы поросят. Наши 

исследования показывают, что число опоросов свиноматки отражается 

только на количестве пренатально неразвитых поросят. 

Масса и площадь ФЧП свиноматок III группы (3 опороса) 

значительно выше таковых I группы (на 10,26% и 22,21% соответственно) 

и II (на 4,30% и 13,90%). В ФЧП свиноматок данной группы мы не 

наблюдали патологических изменений. Все ФЧП серо-розового цвета, 

сосуды умеренно кровенаполнены, встречаются участки кровоизлияний. 

При определении отношения площади и массы плаценты мы установили 

значительное увеличение массы ФЧП, приходящейся на 1 см² (1,63 г). У 

свиноматок данной группы с большей живой массой (на 23,93%) 

количество поросят при рождении на 17,19% выше, чем в I группе и на 

10,94%, чем во II. У свиноматок 3-го опороса только 8,64±4,33% 

составляют поросята с живой массой ниже 800 г, что на 12,37% ниже, чем 

от свиноматок 1-го опороса и на 10,43% свиноматок 2-го опороса. Так же 

190



снижается количество поросят живой массой от 800 г до 1000 г – на 

40,89% по сравнению с I группой и на 22,22% со II. Количество поросят с 

высокой живой массой, наоборот, значительно возрастает – на 50,52% и 

29,87% соответственно. Сохранность поросят в данной группе составила 

91,51±7,46%. 

Таким образом, с увеличением количества опоросов происходит 

увеличение массы и площади ФЧП, что способствует уменьшению числа 

недоразвитых в помете и высокой жизнеспособности поросят. 


1. Брылин А.П., Бойко А.В., Волкова М.Н. Сохранность 

новорожденных поросят// Ветеринария.- № 3.- 2006.- С.12-14. 

2. Гончаров В.П. Взаимосвязь массы и площади плаценты с 

развитием плода у кобыл. - Сб. научных трудов: Вопросы ветеринарной 

науки и практики. - М.- 1977.- Т. 89.- С.55-60. 

3. Криштофорова Б.В. Неонатология телят. – Симферополь: Таврия, 

1999. – 196 с. 

4. Нетеса А.И. Воспроизводство в промышленном свиноводстве. – 

М.: Россельхозиздат, 1984. – 216 с. 

5. Плацентарная недостаточность/ Г.М. Савельева, М.В. Федорова, 

П.А. Клименко и др. – М.: Медицина, 1991. – 276 с. 

6. Чумаченко В.Е., Высоцкий А.М., Сердюк Н.А., Чумаченко В.В. 

Определение естественной резистентности и обмена веществ у 

сельскохозяйственных животных. - К.: Урожай, 1990.- 136 с. 

ЛАНТАНСОДЕРЖАЩИЕ ПОКРЫТИЯ 

БИОМЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ 

К.В. Лазарев 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Е.Ю. Пошивалова 

Саратовский государственный технический 

университет имени Гагарина Ю.А., г. Саратов 

Актуальной проблемой современной дентальной имплантологии 

является борьба с отторжением имплантатов, вызванным 

периимплантитом, основной причиной которого является миграция 

бактерий полости рта в область, окружающую имплантат. Для 

предупреждения подобного осложнения целесообразно использовать 

легирующие добавки, например лантана, в составе покрытия, который 

обладает антимикробными и антитромбоцитными свойствами [1]. 

В научно-исследовательской лаборатории машиностроительного 

факультета были проведены серии экспериментов по напылению 

191


биокомпозиционных покрытий на титановые заготовки и последующее 

модифицирование их лантаном [1]. Модификация осуществлялась 

электрохимическим внедрением лантана в титан-гидроксиапатитовое 

покрытие. Для данных исследований использовались следующие методы: 

нестационарный потенциостатический (хроноамперометрия), 

нестационарный гальваностатический (хронопотенциометрия) и 

потенциодинамический (хроновольтамперометрия). 

Затем были проведены серии независимых фазово-структурных 

исследований: лазерный эмиссионный спектральный анализ (ЛМА), 

рентгеноструктурный фазовый анализ, микроскопический метод и 

профилометрия. 

Лазерный эмиссионный спектральный анализ проводился на 

установке «Спектр-2000». Источником возбуждения спектров являлся 

лазер на Nd:YAG (=1,06 мкм), работающий в режиме гигантского 

импульса, длительность импульса 10 нс. Частота следования импульсов 

излучения – 25 Гц. Энергия импульса 120 мДж, плотность мощности 10 10 - 

10 12 Вт/см 2 . В качестве диспергирующего устройства использован 

спектрограф ДФС-458С. 

Поверхностное проникновение лантана исследовалось на двухчетырёх 

последовательных величинах заглубления: около 315, 390, 440, 

480 мкм. 

Проявление La определялось по спектральной линии 3265,9 Å; 

также рассматривались линии 3303,4 Å и 3337,7 Å. 

Поскольку не был найден эталон сравнения для определения 

содержания La в %, содержание La указано в относительных единицах 

(интенсивность спектральной линии 3265,9 Å). Результаты исследования 

представлены в таблицах 1 и 2. 


Содержание лантана в образцах: 

№1 – внедрение лантана при Е = -2,9В, t = 1 час и i 10 мА/см 2 

№2 – внедрение лантана при Е = -2,9В, t = 1 час и i 6 мА/см 2 

№3 – внедрение лантана при Е = -2,9В, t = 1 час и i 

k 

8 мА/см 2 

i 

a 

4 мА/см 2 

Содержание La, отн. ед. 

Глубина Образец №1 Образец №2 Образец №3 

315 мкм 428 271 111 

390 мкм 123 63 

440 мкм 76 

480 мкм 

Граница 

исчезновения 

192 




исчезновения




Катодное внедрение La в Ti из раствора (CH 3 OC 6 H 4 COO) 3 La 0,03 моль/л в 

ДМФ при Е = -2,9В, t внед = 30 мин для образцов №1, №2 и Ti-электродов 

Содержание La, отн. ед. 

Глубина 

Катодное 

внедрение №1 

Катодное 

внедрение 

№2 

Ti-электрод 

№1 

Ti-электрод 

№2 

315 мкм 713 514 799 795 

390 мкм 393 299 512 475 

440 мкм 259 246 



(глубже 510) 

480 мкм 









В таблицах записаны интенсивности одной из спектральных линий 

лантана (именно эта линия менялась достаточно равномерно). В результате 

исследования установлено, что чем больше интенсивность линии, тем 

выше содержание лантана. Если анализировать по характеру спектра 

лантана, его содержание в верхнем слое образцов составляет величину 

порядка 3-8%. 

Рентгеноструктурный фазовый анализ проводился на дифрактометре 

ДРОН-4 с использованием рентгеновской трубки с кобальтовым анодом 

(Со-K 

излучение). Для анализа дифрактограмм использовалась база 

данных PCPDFWIN, v. 2.02, 1999, Международного Центра по 

дифракционным данным (JCPDS). 

Образец для анализа представлял собой титановую пластину 

размерами 20×5×2 покрытую электроплазменным биопокрытием с катодновнедренным 

в него лантаном из раствора (CH 3 OC 2 H 4 COO) 3 La 0,03 моль/л в 

ДМФ при Е = -2,9В и t внед = 30 мин. 

На рис. 1 представлена дифрактограмма рабочей поверхности 

исследуемого образца. 

193


2 , 

гра 

д. 

Iот 

н, 

% 

Фаз 

а 

Рис. 1. Рентгеновские дифрактограммы лантансодержащего покрытия (1-фаза Ti, 

карточка 01-1198, 2-La, карточка № 02-0618, 3 - LaTiO 3 

, карточка № 75-0267) 

26,8 

3 

Результаты обработки дифрактограммы представлены в табл. 3. 


Значения интенсивностей I и углов отражения 2 исследуемого 

образца 

31,5 34,4 36,4 37,5 41,3 44,8 46,9 62,7 68,0 74,7 84,4 91,9 

2 7 1 0 6 9 8 1 8 4 0 1 

39 83 83 49 46 42 70 100 39 30 30 39 33 

3 2 2 2 3 1 1 1 1 2,3 1 1 1 

Таким образом, проведенными физико-химическими методами 

доказано катодное внедрение лантана в виде индивидуального металла и 

твердого раствора секвиоксидов лантана и титана ½ La 2 O 3 · Ti 2 O 3 . 

Последнее соединение, по-видимому, образуется при взаимодействии 

La 2 O 3 с естественным секвиоксидом титана, всегда присутствующем на 

поверхности титана по схеме: 

3 

 

( СH3OC6H 

4COO) 

3 

La La 3CH 3OC6H 

4COO 

 

3 

3 

La Ti2O3 

LaTiO3 

Ti 

Исследования микроструктуры лантансодержащих Ti/ГА-покрытий 

проводились на анализаторе изображений микроструктур АГПМ-6М при 

увеличении ×1100. Они подвергались компьютерной статистической 

обработке. 

Полученные результаты представлены на рис.2, из данных которого 

следует, что на изображении поверхности лантансодержащего Ti/ГА– 

покрытия (рис. 2) различаются ГА- частицы трёх мод со статистическими 

 

194



частотами Ф 

1 

16%, 

Ф2 

5,6%, Ф3 

11,1 % и поперечниками 0,3;0,9 и 1,86 мкм, 

соответственно (рис. 3). 

Рис. 2. Микрофотография лантансодержащего покрытия на анализаторе микроструктур 

АГПМ -6М (×1100) 

Рис. 3. Бимодальное распределение пор поверхности лантаносодержащего покрытия, 

полученное на анализаторе изображения микроструктур АГПМ – 6М 

Очевидно, что этим результатам отвечают полидесперсные поры в 

диапазонах размеров: до 0,13мкм, 0,41мкм и 3,09-5,82мкм. Предполагая, 

что лантансодержащие соединения (La и LaTiO 3 ) сосредоточены на дне 

пор. 

Для комплексной оценки параметра шероховатости покрытия нами 

проведены исследования подготовленной под электроплазменное 

напыление и катодное внедрение поверхности и лантансодержащей 

поверхности титановых заготовок. На рис. 4 а представлена 

микрофотография опескоструенной поверхности титана, которая 

показывает некоторое увеличение элементов рельефа, которое также 

усиливается после плазменного напыления титанового порошка (рис. 4 б) 

195


и гидроксиапатита (рис. 4 в), а после катодного внедрения лантана 

поверхность несколько выравнивается (рис. 4 г). 

а 

б 

в 

г 

Рис. 4. Микрофотографии опескоструйной поверхности титана (а), поверхности 

плазмонапыленного титанового покрытия (б), поверхности плазмонапыленного 

покрытия Ti/ГА (в) и поверхности плазмонапыленного Ti/ГА-покрытия с катодно 

внедренным лантаном (г) (× 80) 

Данные микрофотографирования подтверждаются и результатами 

профилометрии, полученными на профилографе-профилометре Калибр 

модели 170623 (рис. 5). Значения измерений представлены в табл. 4. 

Рис. 5. Скрин-шот программы в момент измерения шероховатости 

196

Парам 

етры 

шерох 

оватос 

ти 




Сравнительная характеристика шероховатости образцов 

Значение Значение Значение Значение Значение 

параметра параметра параметра параметра параметр 

после после после после а 

механическо пескоструйно напыления напыления La 

й обработки, й обработки, титанового ГА слоя, содержащ 

мкм 

мкм слоя, мкм мкм его 

покрытия 

, 

мкм 

R a 0,968 0,999 1,24 2,04 1,48 

R z 13,7 8,78 13,1 16,4 12,2 

R max 21,6 10,5 14,2 18,8 13,1 

S m 17,9 34,1 26,7 44,4 41,9 

θ 0,11 0,13 0,22 0,19 0,14 

Из данных этой таблицы видно, что исходная прокатанная 

поверхность с относительной шероховатостью θ = 0,11 после 

пескоструйной обработки несколько увеличивает свою относительную 

шероховатость до величины θ =0,13. После плазменного напыления 

титанового порошка относительная шероховатость поверхности возрастает 

до θ =0,22 и слегка уменьшается при последующем плазменном напылении 

гидроксиапатита при θ =0,19. Катодное внедрение лантана приводит к 

снижению относительной шероховатости до θ =0,14 и наиболее вероятной 

причиной этого следует считать образование распределенной структуры 

La+LaTiO 3 на дне пор Ti/Га-покрытия. 

Следующим этапом планируется проведение медико-биологических 

исследований лантансодержащих покрытий. Использование дентальных 

имплантатов с предложенным покрытием будет способствовать 

совершенствованию качества оказания хирургической стоматологической 

помощи. 


1. Пошивалова Е.Ю. Разработка комбинированной технологии 

электрохимического и электроплазменного формирования биоактивных 

композиционных покрытий: Дис… канд. техн. наук. – Саратов: СГТУ, 

2008. – 209 с. 

2. Лясникова А.В. Стоматологические имплантаты. 

Исследование, разработка, производство, клиническое применение / А.В. 

197


Лясникова, А.В. Лепилин, Н.В. Бекренев, Д.С. Дмитриенко. - Саратов: 

Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 254 с. 

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ИНТЕРНЕТ-ПОРТАЛА КАФЕДРЫ 

«МЕДИЦИНСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 

И ТЕХНОЛОГИИ» ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО 

УНИВЕРСИТЕТА 

Л.И. Панюшкина, Е.А Тусеева 

Научный руководитель: д.т.н., профессор С.М. Геращенко 


В настоящее время интернет – глобальная компьютерная сеть, 

дающая доступ к емким специализированным информационным серверам 

и обеспечивающая приём и передачу электронной информации [1]. 

Подавляющее большинство учреждений имеют собственное интернетпредставительство. 

Однако создать сайт недостаточно, важно обеспечить 

его использование целевой аудиторией. Именно поэтому оптимизация 

информационного наполнения сайта кафедры «Медицинские 

информационные системы и технологии» Пензенского государственного 

университета (http://medic.pnzgu.ru) – важный этап разработки интернетпортала 

[2, 3]. 

Целевая аудитория интернет-портала кафедры – это студенты и 

абитуриенты. Определение целевой аудитории позволяет подобрать 

необходимый контент и форму его представления. 

Цели исследования 

а) исследование статистики посещения интернет-ресурса кафедры 

«Медицинские информационные системы и технологии» Пензенского 

государственного университета; 

б) модернизация интернет-ресурса с целью увеличения 

посещаемости сайта. 

В ходе проведения исследования использовались средства анализа 

статистики Яндекс-метрики. 

В результате проведения анализа было выявлено, что наибольшей 

популярностью пользуются разделы, содержащие информацию о 

специальностях кафедры и преподавателях, однако посещаемость 

интернет-ресурса в целом остаётся на низком уровне. 

Модернизация сайта кафедры «Медицинские информационные 

системы и технологии» Пензенского государственного университета 

проводилась в два этапа. 

Первый этап – приведение внутренней разметки html-страниц сайта 

в соответствие с требованиями поисковых систем. Для этого были 

198



отредактированы meta-теги, на каждой странице размещены ключевые 

слова. 

Второй этап - оптимизация структуры сайта и размещение 

оригинальной информации. 

Оптимизация – один из важнейших этапов разработки интернетпортала. 

От качества ее выполнения зависит положение страниц сайта в 

результатах поисковых запросов и, соответственно, уровень посещаемости 

сайта. 

С целью увеличения посещаемости сайта в структуру наряду с 

имеющимися разделами (Новости, Преподаватели, Специальности, Наука, 

Контакты) были добавлены несколько новых разделов. 

На основе проведенного анализа статистики посещаемости с целью 

привлечения посетителей, состоящей из студентов и абитуриентов, на 

сайт был добавлен раздел Студенты, содержащий интервью студентов 

кафедры на тему университетской жизни. 

Для придания динамичности содержимому интернет-ресурса был 

размещен мультимедиа-контент. Для этого были добавлены 

фотоматериалы в раздел Фотоальбомы, в раздел Специальности размещен 

видеоролик о кафедре МИСиТ. 

Научные достижения сотрудников и студентов кафедры 

неоднократно освещались в региональных и федеральных средствах 

массовой информации, в связи с чем было принято решение о создании 

раздела Пресса о нас. 

Кафедра «Медицинские информационные системы и технологии» 

ПГУ имеет тесные связи с лечебно-профилактическими учреждениями и 

предприятиями биомедицинской промышленности г. Пензы, поэтому на 

сайт был добавлен раздел Базы, содержащий информацию о клинических 

базах. 

Учитывая возрастные особенности контингента посетителей данного 

интернет-ресурса, на главной странице сайта были размещены ссылки на 

официальные страницы кафедры в социальных сетях. 

Данные по посещаемости сайта с февраля 2011 г. по февраль 2012 г. 

наглядно демонстрируют динамику изменения числа заходов на сайт: с 

апреля по июнь 2011 года наблюдался резкий скачок в популярности 

ресурса в связи с работой приемной комиссии (cм. рис.1). 

199


Рис.1. Динамика посещаемости сайта 

В результате редактирования meta-тегов, добавления в текст 

ключевых слов для поисковых систем и добавления новых разделов 

посещаемость сайта увеличилась на 27%, что в 1,3 раза больше, чем в 2011 

году (см. рис.2). 

1800 

1600 

1382 

1696 

количество заходов 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

0 

2011 2012 

Рис.2. Изменение посещаемости сайта после редактирования 

Показатель посещаемости страниц сайта, которые были размещены 

до модернизации, несколько вырос благодаря обновлению и актуализации 

информации, что видно на рис.3. 

200



количество заходов 

1400 

1240 

1200 

1000 

823 

831 

800 

643 

708 

600 

426 

400 

200 

168 

82 

172 

101 

0 

студенты 

главная 

библиотека 

наука 

специальности 

Рис.3. Количество посещений страниц сайта 

фев.12 

фев.11 

В результате размещения ссылок на официальный сайт кафедры в 

социальных сетях, количество переходов увеличилась на 37,8% (см. рис.4). 

На 33,2% увеличилась частота возвратов на сайт (см. рис. 5, 6). 

В качестве дальнейших шагов по модернизации интернет-ресурса 

планируется изменить дизайн страниц, создать раздел для абитуриентов, 

карту сайта, а также проводить работу по популяризации официальных 

групп кафедры «Медицинские информационные системы и технологии» 

Пензенского государственного университета в социальных сетях. 

497 

500 

количество переходов 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

309 

соцсети 2011 

Р1 

соцсети2012 

Рис.4. Статистика переходов на сайт с социальных сетей 

201


Ри.5. Количество возвратов на сайт в феврале 2011г. 

Выводы 

1. В результате проведенной модернизации посещаемость сайта 

кафедры увеличилась на 27%. 

2. Наибольший эффект для популяризации интернет-портала дали 

оптимизация структуры и размещение ссылок в социальных сетях. 

3. В результате анализа посещаемости сайта в период с февраля 

2011 г. по февраль 2012 г. в качестве наиболее перспективного 

направления модернизации определено расширение информационного 

ресурса за счет размещения полезной информации для абитуриентов. 

Рис.6. Количество возвратов на сайт в феврале 2012 г. 

202




1. http://slovari.yandex.ru/что такое интернет/Экономический 

словарь/Интернет/ 

2. Информатика: Учебник / Под ред. Проф. Н.В. Макаровой. М.: 

Финансы и статистика, 1997. 768 с. 

3. Советов Б.Я. Информационная технология: Учеб. для вузов. М.: 

Высш. шк., 1994. 368 с. 

4. Тусеева Е.А, Геращенко С.М. Оптимизация структуры Интернетпортала 

кафедры «Медицинские информационные системы и технологии» 

Пензенского Государственного университета // Материалы I 

Международной научно-практической конференции «Современные 

проблемы отечественной медико-биологической и фармацевтической 

промышленности. Развитие инновационного и кадрового потенциала 

Пензенской области»: электронное научн. издание. ФГУП НТЦ 

«Информрегистр», Депозитарий электронных изданий, 2011. С. 686 – 689. 

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ БЕМИТА 

НА СВОЙСТВА БИОКОМПОЗИТОВ 

И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, Е.С. Миндрина 

Научные руководители: д.т.н., профессор А.В. Лясникова 

к.ф.-м.н., доцент И.П. Мельникова 



Проблема повышения качества биосовместимых покрытий, на наш 

взгляд, может быть решена путём применения бемита (AlOOH) в качестве 

элемента биокомпозиционного материала на основе гидроксиапатита. 

В литературе имеются сведения о применении бемита для 

улучшения эксплуатационных характеристик материалов, связанных с его 

механическими свойствами и антисептическим воздействием [3,4]. 

Введение нанокристаллического бемита (5-30%) в порошок корунда 

и глинозёма приводит к повышению трещиностойкости до 25% и 

прочности при изгибе. В газотермической области оксиды алюминия 

используются для получения износостойких, твердых и прочных покрытий 

[3]. 

Широко применяются гидрооксиды алюминия для создания 

абразивных и шлифовальных паст (в том числе зубных и антисептических) 

[3]. Американские фирмы «Argonide» и «NanoCeram TM » с участием 

российских специалистов наладили выпуск волокна диаметром 2 нм и 

длиной 10-100 нм (удельная поверхность 300-600 м 2 /г) из бёмита. 

Благодаря наличию большого числа гидроксильных групп агрегаты 

203


волокон в водных растворах заряжаются положительно и активно 

сорбируют отрицательно заряженные бактерии, вирусы, неорганические и 

органические наночастицы, обеспечивая эффективную очистку воды, а 

также стерилизацию медицинских сывороток и биологических сред [5]. 

Бемит – минерал из класса гидроокислов с химической формулой γ- 

AlO(OH). Кристаллическая структура слоистая, в ее основе – чередование 

пачек, состоящих из двух кислородных (внутренних) и двух 

гидроксильных (внешних) слоев с атомами алюминия в пустотах. Бёмит 

имеет плотность около 3100 кг/м 3 , температуру разложения - 300 °С. 

Продукты термического разложения: корунд и вода, бёмит не растворим в 

воде. 

Бемит применяется в промышленности в качестве наполнителя 

пластических и полимерных масс, для производства керамики на основе 

оксида алюминия, для изготовления алюмогелей и сорбентов; в сельском 

хозяйстве, пищевой промышленности, фармацевтике для очистки 

грунтовых вод от удобрений, сорбции токсичных пигментов при 

производстве масел, растительных и животных жиров; для изготовления 

нанофильтров в технологиях выделения антибиотиков, белков, витаминов, 

очистке от бактерий. 

В настоящей работе рассматриваются технологические приёмы при 

создании композиционных материалов на основе гидроксиапатита и 

бемита. 

В результате проведенного исследования предложены способы 

насыщения гидроксиапатита наночастицами бемита размером менее 50 нм, 

определены технические условия и режимы для создания 

биокерамического антимикробного покрытия дентального имплантата с 

повышенными механическими характеристиками. 

Опробован метод пропитки гидроксиапатитового покрытия в 

ультразвуковых ваннах с наночастицами бёмита в количестве 1г на 10мл 

дистиллированной воды и 5%-ного раствора в дистиллированной воде 

поверхностно активного вещества полиэтиленгликоля ПЭГ-400. 

Полиэтиленгликоль применяется в биомедицинской промышленности 

ввиду его высокой био- и гемосовместимости. Полимер не растворяется, а 

всего лишь набухает в воде. Образуются полимерные цепи, сшитые в 

сплошную сетку, которая может применяться как депо для наночастиц 

бемита, что облегчает процесс диспергирования порошка в суспензии и его 

проникновения в поры гидроксиапатита. После насыщения частицами 

бемита покрытий определялась их шероховатость. Отжиг образцов в 

вакууме при 200 0 С в течение 1 ч приводит к увеличению значений 

шероховатости, что свидетельствует о закреплении частиц бемита на 

гидроксиапатите (табл.1). 

204




Влияние отжига в вакууме при 200ºС на шероховатость 

поверхности ГА-покрытия, пропитанного бемитом 

Режим Наличие 

Пропитывающее 

пропитки отжига при 

вещество 

без УЗ УЗ 200 ºС 

без пропитки - - - 53,10 

суспензия бемита - 2мин - 37,10 

суспензия бемита - 2мин есть 66,80 

суспензия бемита в 

5% растворе ПЭГ 

суспензия бемита в 5% 

растворе ПЭГ 

Шероховатость, R z , 

мкм 

+ - - 36,4 

+ - есть 59,00 

Также предложена подготовка порошка гидроксиапатита перед его 

напылением путём насыщения частиц, содержащих нанопоры и 

наноканалы, наноструктурированным бёмитом, в том числе, с наложением 

ультразвука в УЗ ванне с последующей сушкой порошка в муфельной печи 

при 200 °С в течении 1 часа. 

Следует учесть, что при хранении нанопорошка бёмита происходит 

его агрегация в агломераты размером 3-6 мкм. Проверка порошка на 

агломерирование путем взмучивания 1,5 г бёмита в 5 мл 

дистиллированной воды показала, что через 30 минут происходит полная 

седиментация частиц. Поэтому при использовании порошка для его 

диспергирования целесообразно применение обработки в УЗ ванне в 

течение 2 минут для насыщения образцов наноструктурированным 

бёмитом. При этом предварительно порошок бемита в воде или растворе 

ПЭГ-400 тщательно перемешивают механически и подвергают 

ультразвуковой обработке в течение 10минут. 

На основе результатов ЛМА можно заключить, что наиболее 

эффективно насыщение гидроксиапатита наночастицами бёмита 

происходит при обработке порошка в УЗ ванне в суспензии бемита и 5%- 

ного раствора ПЭГ в дистиллированной воде (рис. 1). 

205


Рис.1. Спектр лазерного микроспектрального анализа покрытия гидроксиапатита на 

титановом подслое, насыщенный бемитом: а – пропитка порошка из суспензии бемита 

в дистиллированной воде; б – пропитка порошка из суспензии бемита в 5% растворе 

ПЭГ в дистиллированной воде; в – пропитка порошка из суспензии бемита в 5% 

растворе ПЭГ в дистиллированной воде в ультразвуковой ванне; г – спектр титана 

При этом, покрытия плазмонапыленного гидроксиапатита из такого 

порошка, содержат бемит и обладают развитой пористой структурой, 

позволяющей хорошо определять титановый подслой (рис.1, в). Следует 

отметить, что применение ультразвуковых колебаний в процессе пропитки 

частиц гидроксиапатита бемитом приводит к полному насыщению 

нанопор и наноканалов частиц, а также к его поверхностному оседанию 

(рис. 1, в). При пропитке порошка без использовании ультразвука и ПЭГ 

получали лишь поверхностное оседание частиц бемита и закрытию ими 

пор покрытия, что иллюстрируется практически полным отсутствием 

линий титана в спектре покрытия (рис. 1, а) 


1. И.П. Мельникова, А.В. Лясникова, В.Н. Лясников Повышение 

функциональных характеристик биосовместимых покрытий медицинских 

имплантатов за счет изменения морфологии частиц порошков перед 

напылением//Материалы научно-технической конференции с участием 

зарубежных специалистов. М.: МИЭМ.2010.-С.282-286. 

2. О.С. Мостовая Разработка и создание дентальных имплантатов 

с антимикробными свойствами для непосредственной установки в лунку 

удаленного зуба / Материалы Международной заочной научной 

конференции для молодых ученых, студентов и школьников 

206



«Наноматериалы и нанотехнологии: проблемы и перспективы»: 

электронное научн. издание. – ФГУП НТЦ «Информрегистр», 

Депозитарий электронных изданий, 2012 – С. 83-87. 

3. Мазалов Ю.А., Федотов А.В., Берш А.В., Судник Л.В., 

Лисицин А.В. Перспективы применения нанокристаллических оксидов и 

гидроксидов алюминия / М.: Технология металлов, № 1, 2008.-С. 8-11. 

4. Интернет-сайт http://www.rusnor.org/nanoworld/pro/7427.htm - 

Результаты исследования применения наноструктурного бёмита в 

различных областях // Мазалов Ю.А., Судник Л.В., Федотов А.В., Берш 

А.В., Новожилов А.О. Дата обращения - 08.11.2011г. 

5. Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие 

для студ. высш. учеб. заведений / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. – М.: 

Издательский центр «Академия», 2005. – 192с. 

БИОИНЕРТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ФОРМИРУЕМЫЕ 

ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ МЕТОДОМ 

Ф.Дж. Хамдамов, Г.А. Юлдашева 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Р.Х. Сайдахмедов 

Андижанский машиностроительный институт, г. Андижан 

В настоящее время большое внимание материаловедов, 

конструкторов, технологов и медиков привлекают к себе 

коррозионностойкие аустенитные хромазотистые безникелевые стали 

типа (21-24%Cr; 1,2-1,3%N), которые обладают в 2-3 раза большей 

прочностью, при том же относительном удлинении по сравнению с широко 

применяемыми в медицине аустенитными хромоникелевыми (12Х18Н10Т) 

и хромоникельмолибденовыми (08Х17Н13МЗТ) сталями, а также 

превосходят по механическим свойствам некоторые титановые (ВТ-6, ВТ 

1-00) и циркониевые (Н-1, Н-2,5) сплавы. Но, к сожалению, как 

аустенитные хромоникелевые стали (12Х18Н9Т), которые допущены для 

широкого применения в остеосинтезе - оперативном лечении 

переломов (ОСТ64-1 -152-80 «Элементы соединения костей»), так и 

предлагаемые для широкого применения аустенитные, хромазотистые 

стали не обладают желаемой биоинертностью, Это связывают с высоким 

содержанием в стали никеля, что обуславливает большую перспективность 

использования хромазотистой безникелевой стали как материала для 

имплантатов. 

С другой стороны, в эндопротезировании применялись и 

применяются металлы, которые имеют хорошую биоинертность. Это 

тантал, ниобий, цирконий, титан и их соединения, сплавы на основе 

кобальта (ситаллы, комохромы) и другие. Недостатками этих материалов 

207


являются их весьма высокая стоимость и не всегда оптимальные 

механические свойства. 

Поэтому весьма перспективным способом повышения 

биоинертности имплантатов из аустенитных сталей является формирование 

на их поверхности многофункциональных защитных покрытий из 

перечисленных выше металлов и сплавов (в частности, циркония, ниобия, 

титана и их соединений). 

На основе проведенного анализа взаимосвязи эксплуатационных 

свойств покрытий со способом их формирования выбран вакуумнодуговой 

ионно-плазменный метод нанесения покрытий на имплантатах 

(PVD-покрытия). Эти покрытия характеризуются высокой прочностью 

связи с подложкой, большим сопротивлением схватыванию, хорошими 

декоративными и антифрикционными свойствами. 

Сравнение методов магнетронного и вакуумно-дугового 

напыления показывает, что метод магнетронного напыления имеет ряд 

преимуществ перед вакуумно-дуговым: это большая плотность 

получаемого покрытия и возможность точного регулирования толщины 

покрытия. 

В то же время, недостатками метода магнетронного напыления 

являются очень низкая скорость конденсации и, как следствие, малая 

рабочая зона (то есть максимальное расстояние от поверхности 

магнетрона до изделия не должно превышать порядка 70 мм; в 

установках вакуумно-дугового напыления этот параметр может быть на 

порядок больше), а также высокая стоимость специализированного 

высоковольтного источника питания. 

Сравнение технических возможностей различных конструкций 

установок вакуумно-дугового напыления показало, что в серийных 

установках генераторами металлической плазмы являются три 

вакуумно-дуговых испарителя. В качестве анода на этих установках 

используется корпус вакуумной камеры. Очистка поверхности деталей 

ионной бомбардировкой осуществляется ионами материала катода. На 

детали во время процесса подается потенциал смещения. 

В экспериментальной установке для нанесения покрытий на 

образцы-имплантаты использовался в качестве генератора 

металлической плазмы один торцевой холловский ускоритель с 

отдельно выполненным охлаждаемым анодом. Во время процесса 

очистки поверхности и напыления на детали подавался регулируемый 

потенциал смещения. Очистка поверхности деталей осуществлялась 

ионами аргона, генерируемыми многопучковым источником ионов с 

регулируемой мощностью. Установка оснащена планетарным 

механизмом и специальной оснасткой, необходимыми для фиксации 

образцов и деталей в пространстве и обеспечения высокой 

равномерности толщины покрытия на поверхности изделий. 

208



Дозирование реакционных газов осуществлялось с помощью двух 

комплектов пьезоэлектрических натекателей ПВЭ 601 "Консент". 

Вакуум измеряли параллельно двумя вакуумметрами ВИТ-2. 

Такие технические решения позволяют наносить покрытия с 

высокой адгезией к поверхности деталей. Наличие в данной 

конструкции отдельно выполненного охлаждаемого анода повышает 

устойчивость горения дуги. Это дает возможность снизить ток 

вакуумной дуги и тем самым уменьшить количество нежелательной 

капельной фазы в потоке плазмы, а также нагрев деталей. В качестве 

источника питания ускорителя плазмы использован серийный 

сварочный выпрямитель, что значительно удешевляет технологию 

формирования покрытий. 

Выбранные режимы процесса обеспечивают сохранение при 

формировании покрытия аустенитной структуры стали (допускаются лишь 

следы α-фазы). Для исключения образования магнитной α-фазы температура 

поверхности при формировании покрытий не должен превышать 400°С. 

Проведены пробные процессы формирования ионно-плазменных 

покрытий на биомедицинских изделиях с целью оценки эффективности 

оснастки, методов фиксации деталей в реакционной камере, равномерности 

формирования и качества покрытий. 

Установлено, что наибольшей адгезионной прочностью обладают 

покрытия на основе Zr и ZrN, а наименьшей - на основе Ti и Nb. По 

уменьшению адгезионной прочности сцепления с основой все 

исследованные покрытия можно выстроить в следующей 

последовательности: Zr ,ZrN, Ti, Nb. 

Образцы - имплантаты из хромазотистой стали без покрытия и с 

ионно-плазменными покрытиями диаметром 7 мм и толщиной 2 мм 

имплантировались подкожно в межлопаточную область белых крыс. 

Животных выводили из опыта на 10, 30 и 100-е сутки: по 2-3 крысы на 

каждый тип имплантата. 

Исследование показало, что по степени биологической инертности 

все образцы хромазотистых сталей с покрытиями распределяются 

следующим образом: наивысшей инертностью обладают образцы с 

покрытиями на основе циркония, его нитридов и оксикарбидов, затем 

следуют образцы стали с покрытиями на основе ниобия, напыленными в 

вакууме и азоте, затем образцы, напыленные титаном, ниобием в 

углекислом газе, и, наконец, образцы хромазотистой стали без покрытия. 

При этом гистологическое исследование не обнаружило каких-либо 

дистрофических, воспалительных или других изменений во внутренних 

органах опытных крыс. Гемотологическое исследование (изучение крови и 

кроветворных тканей) показало, что во всех трех группах 

экспериментальных исследований клинические реакции животных на 

вживление образцов не отличались между собой. Отсутствие у животных 

209


реакции со стороны кроветворной системы на вживление образцов может 

свидетельствовать об отсутствии у них общетоксического воздействия на 

организм. 

В итоге был предложен материал для имплантатов, состоящий из 

основы - хромазотистой аустенитной нержавеющей стали с 

биоинертными ионно-плазменными покрытиями на основе циркония, 

ниобия и их соединений - нитридов и оксикарбидов. 

РАЗДЕЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ 

ДЕФОРМАЦИИ 

А.А. Караваев 

Научный руководитель: к.т.н. В.А. Мелентьев 



В современном производстве зачастую предпочтение отдаётся 

малоотходным методам обработки. Подобная тенденция наблюдается и в 

заготовительном производстве, в частности, при разделении проката на 

мерные заготовки. Подобные заготовки используются для производства 

деталей широкой номенклатуры: оси, валы, кольца, втулки, шайбы. 

Обработка металла пластическим деформированием позволяет получать 

заготовки с заданной точностью практически без потерь металла. 

Важнейшим условием для осуществления процесса отрезки 

пластическим деформированием металлических заготовок вращающимся 

инструментом является наличие сил трения между инструментом и 

заготовкой. Эти силы оказывают влияние на напряженное и 

деформированное состояние металла в очаге деформации и, 

следовательно, на различные технологические параметры (давление на 

валки, расход энергии и т.п.). 

Для практического применения рекомендуются два способа 

определения удельной силы трения [1]. Первый предусматривает 

равномерное распределение сил трения по всей контактной поверхности, а 

второй подразумевает подчинение сил трения тому или иному закону 

распределения касательных напряжений. При определении требуемой для 

обработки силы или мощности вполне достаточно использования первого 

способа. При этом явление опережения, возникающее вследствие 

выдавливания металла из-под отрезных роликов вперед и автоматически 

уравновешивающего горизонтальные силы трения и отталкивания, 

существенного влияния на процесс не оказывает [2]. 

В связи с неравномерностью затягивающих и отталкивающих сил 

деформация материала также оказывается неравномерной, и заготовка 

210



получается с непостоянным профилем сечения. Для достижения более 

равномерной деформации рекомендуется применение специальных 

направляющих, поддерживающих заготовку. Калибрующие ролики или 

валки используются также для предотвращения увеличения размера 

заготовки [3]. Иногда применение ограничивающих роликов приводит к 

увеличению усилий деформации при обработке, что вызывает нагрев 

заготовок и может снизить точность получаемых изделий. Следует также 

отметить, что при холодной деформации сталь способна значительно 

упрочняться, причем упрочнение стали растет непропорционально - на 

начальных этапах деформации оно достигает максимальных значений. 

Взаимное положение отрезных дисков, опорных роликов и 

заготовки может быть как неизменным, так и изменяющимся по заданной 

программе, чаще всего при помощи системы рычагов. Как правило, привод 

в таких механизмах осуществляется кулачковым механизмом или 

гидроцилиндрами. Количество рабочих инструментов при этом редко 

бывает больше семи. Оси инструментов либо неподвижны, либо 

совершают планетарные движения [4]. 

Существующее многообразие различных схем разделения 

заготовок методом пластической деформации металла позволяет получать 

детали с точностью, сопоставимой с традиционными методами, при 

которых часть металла теряется в стружку. Поэтому подобные методы 

находят всё большее применение в промышленности, как экономически 

более выгодные [5]. 


1. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / 

А.Н. Леванов [и др.] -М.: Металлургия, 1976. - 416с. 

2. Березкин В.Г. Формоизменение при обработке металлов 

давлением / В.Г. Березкин - М.: Машиностроение, 1973. - 152с. 

3. Девятов В.В. Малоотходная технология обработки материалов 

давлением: учеб. пособие для машиностроительных техникумов/ В.В. 

Девятов. - М.: Машиностроение, 1986. - 288 с. 

4. Калмыков В.Б. Современные кольцепрокатные станы и линии 

для производства кольцевых заготовок / В.Б. Калмыков // Кузнечноштамповочное 

производство. - 2001. - №1. - С.35-39. 

5. Королев А.В. Новые прогрессивные технологии 

машиностроительного производства / А.В. Королев, А.М. Чистяков, А.Н. 

Косолапов; Саратовский гос. техн. ун-т. - Саратов: СГТУ, 1998 - . Ч.6: 

Энергосберегающая технология безотходного разделения изделий на 

основе локально направленного разлома. - 1998. - 124 с. 

211


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АППАРАТА КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ БАЗЫ ДАННЫХ 

СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 

В.В. Шалунов, И.М. Семенихин 



Определение рациональной структуры программного обеспечения 

должно строиться на совокупности свойств и характеристик 

технологического оборудования, для которого ведется разработка 

технологии. К этой совокупности свойств и характеристик необходимо 

отнести три группы показателей в соответствии со своим функциональным 

назначением: отражающих широту обработки элементарных поверхностей 

деталей в плане их вида, диапазона конструктивных размеров и 

характеристик поверхностного слоя; отражающих технологические 

возможности оборудования в аспекте рационального построения 

структуры технологических операций и эффективной реализации 

запланированной обработки;отражающих исследование отдельных 

проектных процедур при разработке технологии для данного 

оборудования. 

В качестве начальной задачи была поставлена проблема 

формирования групп технологического оборудования в рамках которых 

процесс разработки технологии был бы в наибольшей степени 

однородным. 

Большой объем данных, характеризующих технологические 

возможности оборудования, заставил выполнить задачу группирования в 

три шага. 

На первом шаге в качестве объектов были указаны наименования 

технологического оборудования, имеющегося в рамках производственного 

участка, а в качестве свойств объекта отмечалась возможность реализации 

технологического перехода по обработке конкретной элементарной 

поверхности с заданными размерными характеристиками и показателями, 

определяющими состояние поверхностного слоя. Диапазоны 

характеристик были выбраны с учетом рекомендаций, содержащихся в 

конструкторско-технологических классификациях машиностроительных 

деталей. Результаты выполненных операций представлены в качестве 

бинарной матрицы K IJ , в которой множество строк I представляет 

множество единиц оборудования в рамках производственного участка, а 

множество столбцов J - элементы, отражающие возможность 

изготовления конкретного вида элементарную поверхность в 

определенном диапазоне конструктивных размеров и характеристик 

212



поверхностного слоя. Элемент (i,j) таблицы K IJ содержит информацию в 

виде логического описания, что диктуется характером описываемого 

объекта, Элементы таблицы равны 0 или 1 в булевском смысле: K[i,j]=1 

ое 

означает, что i оборудование может изготовить элементарную 

поверхность, характеризуемую j м признаком. 

Сформированная таким образом таблица содержит не столько ответы 

на вопросы, стоящие при разработке рациональной структуры системы 

планирования технологических операций, сколько обладает сведениями о 

возможностях оборудования. В таких условиях возникает необходимость 

как-то «переупаковать» исходную информацию в соответствии с конечной 

целью, чтобы объединенное в отдельные группы оборудование в 

наибольшей степени было однородно с позиции разработки для него 

технологий. 

Для решения задачи поиска однородных групп технологического 

оборудования был использован кластерный анализ. 

Обозначим через k IJ таблицу величин k(i,j), i I, j J, полученных 

при описании таблицы. С этой таблицей связаны следующие величины: 

ki ki, 

j 

а также таблицы 

 

jJ 

ki j 

k j 

k 

 

, 

iI 

 

k i, 

j 

iI , jJ 

f f k ( i , j ) / k ; i I , j J 

IJ 

ij 

 

f f k( i) / k ; i I 

I 

 

i 

f f k ( j ) / k ; j J 

J 

j 

Вычисленные по k IJ таблицы f IJ , f I , f J удовлетворяют аксиомам 

вероятностных распределений. В частности: 

f IJ - распределение, определенное на произведении конечных 

множеств I и J, 

f I и f J - маргинальные распределения для f IJ . 

Исходя из f IJ определим следующие условные распределения: 

 

 

f j 

f j 

f / f ; f 0 , i I 

I 

i 

ij j j 

f i 

f i 

f / f ; f 0 , j J 

J 

j 

ij i i 

 

 

 

 

 

 

213


Здесь f I 

j 

условное распределение на I при известном j J, a f J 

i 

условное распределение J на известном 

i 

i I. Таблица f J называется 

профилем элемента j J на I. 

Кластеризация основана на переборе множества кластеровпретендентов 

по критериям непротиворечивости. Исходной для 

кластерного анализа как метода автоматической классификации является 

таблица расстояний или различий. Для вычисления расстояний были 

проанализированы наиболее часто используемые и цитируемые в научной 

литературе зависимости, и на основе проведенных ранее исследований в 

качестве наиболее подходящей для решения данной задачи была выбрана 

формула Очаи. 

111 

 

n n 

11=11(i,i 1 ) - когда i и i 1 имеют одну и ту же характеристику jJ; 

ni 

k( i, j) - число случаев, когда элемент i представлен в k IJ . 

jJ 

i i 

 

1 1 2 

- 

Рис.1. Дендограмма 

Построение дендограммы последовательного объединения 

технологического оборудования в кластеры выполнялось на основе 

результатов, полученных с использованием разработанной 

автоматизированной программы. Дендограмма представлена на рис.1. 

214



Следующий этап решения задачи кластерного анализа - определение 

оптимального количества создаваемых классификационных групп 

(кластеров). Сформированные группы технологического оборудования 

должны обеспечивать полную информационную потребность для 

отдельного программного модуля с одновременным ограничением объема 

информации в каждой группе, что влияет на быстроту выполнения 

проектных процедур. Поиск этих групп осуществлялся следующим 

образом. Для кластеров, сформированных на каждом уровне иерархии 

определялись среднее количество единиц технологического оборудования, 

максимальное количество единиц технологического оборудования в одном 

из кластеров и количество сформированных кластеров. 

Результаты анализа (рис. 1-4) позволяют сделать заключение, что 

наиболее рациональным разбиением является классификация на уровне 

=0.500. 

Среднее количество единиц 

оборудования в одном кластере 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 

Уровни классификации 

Рис.2. График соотношения между уровнями классификации и средним количеством 

единиц технологического оборудования, объединенных в один кластер 

215


? ??????????? ?????????? ?????? 

???????????? ? ????? ???????? 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 

?????? ??????? ?????? 

Рис.3. График соотношения между уровнями классификации 

и максимальным количеством единиц технологического оборудования 

в одном кластере 

количество кластеров 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

0,000 

0,002 

0,017 

0,050 

0,130 

0,200 

0,260 

0,360 

0,460 

0,500 

Уровни классификации 

216 

0,550 

0,600 

0,810 

0,900 

0,930 

Рис.4. График соотношения между уровнями классификации 

и количеством сформированных кластеров 

Второй этап группирования оборудования связан с оценкой 

технологических возможностей в аспекте рационального построения 

структуры технологических операций и эффективной реализации



запланированной обработки. В качестве свойств объекта были выделены 

следующие разделы и характеристики: вид движения детали, вид 

движения инструмента, количество координат, по которым ведется 

обработка, максимальное количество одновременно обрабатывающих 

инструментов в одной позиции, количество инструментальных суппортов, 

максимальное количество обрабатывающих инструментов, возможность 

фиксированного поворота обрабатываемой детали в плоскостях, 

программируемость обработки, возможность пересечения времени 

установки и обработки деталей, возможность изготовления нескольких 

деталей из одной заготовки, категория ремонтной сложности R. 

Заключительный этап группирования оборудования связан с 

анализом использования отдельных проектных процедур системы 

проектирования операционной технологии для каждой единицы 

технологического оборудования в рамках производственного участка для 

каждого кластера, сформированного на предшествующих этапах. 

Выполненные исследования позволили строго обосновать структуру 

системы проектирования технологических операций, сформировать базу 

данных по технологическим возможностям оборудования, разработать 

проектные процедуры, информационные, алгоритмические и программные 

средства автоматизированной подсистемы проектирования 

технологических операций для оборудования токарной группы, 

позволяющие принимать рациональные проектные решения. 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ 

НАПРЯЖЕНИЙ В ДЕТАЛЯХ МАШИН 

Н. В. Филиппенко 

Научный руководитель: к.т.н., доцент М. Г. Бабенко 


имени Гагарина Ю. А., г. Саратов 

Из известных методов уменьшения или устранения остаточных 

напряжений и стабилизации размеров для прецизионных деталей точных 

приборов наибольшее применение имеет термическая обработка- отжиг и 

старение, основными недостатками которых являются их значительная 

продолжительность и большие затраты энергии. При этом в некоторых 

случаях термическое воздействие на упругонагруженный материал может 

вновь вызвать возникновение остаточных напряжений, особенно у изделий 

сложной формы и при ускоренном охлаждении от температуры старения. 

Уменьшить остаточные напряжения в деталях можно, воздействуя на 

них механическими колебаниями в диапазоне ультразвуковых частот 

217


контактным способом или через жидкую среду или при комнатной 

температуре. 

Установлено, что при обработке ультразвуковыми колебаниями 

металла, содержащего дислокации, энергия ультразвуковой волны 

преимущественно поглощается дислокациями и преобразуется в энергию 

перемещения этих дислокаций. Это вызывает развитие внутри зерен 

металла дополнительной дислокационной деформации, которая будет 

способствовать пластическим сдвигам, способствующим уменьшению 

уровня этих внутренних напряжений. 

Снижение уровня внутренних напряжений наблюдается при 

ультразвуковой обработке закаленного инструмента из нелегированных 

сталей, в закаленной стали ХВГ. При этом термическая ультразвуковая 

обработка обеспечивает получение высокой твердости при уровне 

остаточных внутренних напряжений на 30% ниже, чем после термической 

обработки. В то же время термическая ультразвуковая обработка имеет 

длительность в 10 раз меньшую, чем термическая обработка. 

Аналогичные результаты были получены при стабилизирующей 

ультразвуковой обработке сталей ШХ15 и 40ХРГ. Установлено, что 

ультразвуковые колебания при низком отпуске ускоряют выделение 

углерода из тетрагонального мартенсита и способствуют превращению 

остаточного аустенита в мартенсит отпуска. Эти процессы способствуют 

более интенсивному уменьшению остаточных напряжений в образцах по 

сравнению с обычным отпуском. При отпуске с ультразвуком начало 

интенсивного снижения напряжений перемещения в область более низких 

температур. 


1. Королев А. В., Чистяков А. М., Королев А. А. Новые 

прогрессивные технологии машиностроительного производства.- Саратов: 

Саратовский государственный технический университет, 1998. ч.6. 

2. Бабенко М. Г., Болкунов В.В., Королев А. В. Способ уменьшения 

остаточных напряжений после шлифования// Процессы абразивной 

обработки, абразивные инструменты и материалы: Международная 

научно-техническая конференция. Шлифабразив-97 – Волжский ТОО 

Полиграфист, 1988.-С.73-78. 

218



ИНДИКАЦИЯ CS-137 В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ, 

ОЦЕНКА ДОЗ И РИСКОВ 

Т.И. Степанович, А.Р. Аветисов 

Научный руководитель: д.б.н., профессор А.Н. Стожаров 

Белорусский государственный медицинский университет, г. Минск 

Проблема возрождения загрязненных радионуклидами территорий 

тесно сопряжена с проблемой радиационной безопасности, поэтому 

появление работ, выявляющих безопасность продукции местного 

производства после аварии на ЧАЭС, представляет несомненный интерес. 

Так, Минск относится к «чистой» территории, потребляет продукты 

питания со всей республики, но информация об уровнях загрязнения 

продукции и связанных с ними рисках редко публикуется в доступной 

литературе и в средствах массовой информации. 

Материал исследования: продукты питания, привезенные студентами 

из населенных пунктов с постоянного места жительства, в частности, 

ягоды, грибы, лечебные травы, мясная и овощная продукция. Также были 

использовали продукты питания, доступные в продовольственных 

магазинах и на рынках города Минска. Было исследовано 102 образца 

продуктов питания. 

Методы исследования: спектрометрический, радиометрический, 

расчетный (статистический). 

Спектрометрия и радиометрия проводились с помощью прибора 

МКС-АТ6102А (Атомтех, Беларусь). Анализ спектра излучения Cs-137 

проводился с помощью специализированной компьютерной программы 

ATAS Lite (Атомтех, 2009). 

Расчет дозовых нагрузок производился с помощью программы 

MicrosoftOfficeExcel по формуле: H= A*V*ε, где А-активность пробы, 

V-среднегодовое потребление продукта, ε-дозовый коэффициент, 

доступный в нормативном документе НРБ-2000. 

Оценка дозовых нагрузок производилась по нормативным 

документам (НРБ-2000, РДУ-99 [1]). 

Расчет рисков облучения производился по формуле: R=r*H, 

где r – коэффициент риска, опубликованный МКРЗ и равный 0,05*Зв -1 , 

H- расчетная доза облучения. 

Результаты. Выявлено, что удельная активность всех исследованных 

образцов не превышала 20 Бк/кг. Эти уровни активности для продуктов 

питания не превышают значений, указанных в РДУ-99 для всех 

исследованных образцов. Сравнительный анализ выявил, что большая 

часть проб готовой к употреблению мясной, молочной и растительной 

продукции, доступной в торговой сети г. Минска, показывала активности, 

219


не превышающие 10% от значений, установленных в РДУ-99. Эти данные 

находятся в полном соответствии с аналогичными исследованиями в 

некоторых районах Минской области [2]. Наибольшие значения 

активностей продемонстрировали образцы растительного происхождения 

в сушеном виде (отдельные пробы цветов и трав, а также сборы трав), что 

вполне объясняется особенностями самой продукции. Таким образом, 

радиометрическое исследование образцов продуктов продемонстрировало 

их соответствие нормативным документам. 

Расчет и анализ дозовых нагрузок также показал значения, не 

превышающие установленных нормативов.Так, с учетом среднегодового 

потребления продукции расчетные дозы облучения находились в 

диапазоне от 0,03 до 5 мкЗв при допустимом суммарном уровне облучения 

в 1 мЗв. По наиболее распространенным с точки зрения потребления 

продукции продуктам питания (мясная и молочная продукция, овощи, 

фрукты) расчетные дозы облучения не превышали 2 мкЗв в год. С учетом 

суммарного среднегодового потребления продуктов питания расчетные 

дозы облучения не превышали 0,1 мЗв/год, что указывает на полное 

соответствие нормируемым величинам дозовых нагрузок. 

Одной из основных проблем облучения в постчернобыльский период 

является проблема риска облучения [3], поэтому был произведен расчет 

возможных негативных последствий дополнительных дозовых нагрузок за 

счет внутреннего облучения при употреблении продуктов питания. В 

качестве исходных данных был взят коэффициент риска суммарных 

стохастических эффектов облучения из публикации 103 Международной 

Комиссии по Радиационной Защите (2007 год). Расчетные значения 

величин смертельного риска облучения (суммарных стохастических 

последствий облучения) при употреблении отдельных видов продуктов, 

представлен в таблице 3. Как можно видеть, представленные данные 

подтверждают предварительные выводы о достаточной радиационной 

безопасности изученных продуктов. 

Расчет индивидуальных смертельных рисков облучения показывал 

значения, находящиеся в интервале от 1*10 -9 до 1*10 -7 , что по 

классификации радиационных рисков относится к уровню «социально 

приемлемый риск» [3], т.е. не превышает порядка 10 -6 . 

Выводы: 

1. Удельная активность всех исследованных продуктов не 

превышает допустимых уровней и указывает на их безопасность. 

2. Расчетные дозовые нагрузки от употребления исследованных 

проб в среднестатистических количествах не превышают 5 мкЗв/год, что 

говорит о минимальных суммарных уровнях облучения. 

3. Радиационные риски от употребления исследованных 

продуктов также минимальны, находятся на уровне порядка 10 -9 - 10 -7 , 

220



относятся к социально приемлемым и соответствуют всем критериям 

радиационной безопасности. 


1. Республиканские допустимые уровни содержания 

радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктов и питьевой 

воде (РДУ-99) : ГН 10-117-99, утв. Постановлением глав.гос. санитар. 

врача 26.04.1999 № 16. Изд. офиц. Вед. 26.04.1999. Минск, 1999. 6 с. 

2. Бондаренко О.В. Итоги радиационного контроля содержания 

цезия-137 в продуктах питания населения Минской области / Бондаренко // 

Медицинский журнал. 2010. № 1. С. 32—35. 

3. Проблема риска и восприятия радиационной опасности : учеб.- 

метод. пособие / А. Ф. Маленченко и др.. Минск : Академия управления 

при Президенте РБ, 1996. 52 с. 

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ СТРУКТУРНЫХ 

ИЗМЕНЕНИЙ ОРГАНА ЗРЕНИЯ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 

С.Е. Смирных 

Научный руководитель: д.б.н. И.Г. Данилова 

Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения 

Российской Академии Наук, г. Екатеринбург 

Сахарный диабет (СД) – широко распространенное заболевание 

среди современного населения. По данным Международной Федерации 

Диабета (IDF)во всем мире насчитывается более 300 миллионов человек 

больных СД. Сахарный диабет сопровождается многочисленными 

осложнениями со стороны тканей и органов организма. 

В глазном яблоке наиболее тяжелым осложнением является 

диабетическая ретинопатия, представляющая сложное сосудистое 

осложнение СД, которое при отсутствии лечения может привести к полной 

потере зрения. Данное осложнение сахарного диабета является основной 

причиной слепоты среди лиц трудоспособного возраста, что создает 

серьезные проблемы медицинского и социально-экономического 

характера. 

Современные методы лечения диабетической ретинопатии являются 

сложными и дорогостоящими процедурами, которые не всегда способны 

полностью излечить данное заболевание на поздних стадиях. 

В связи с этим поиск новых средств и способов лечения 

диабетической ретинопатии является одной из первостепенных задач 

современной медицины. 

221


Активация макрофагов с помощью иммуномодуляторов – 

перспективное направление в лечении сахарного диабета и его 

осложнений. Макрофаги, выделяя ростовые и регулирующие факторы, 

оказывают положительное влияние на протекание обменных процессов в 

организме и на процессы восстановления структур поврежденных органов 

(печени, почек, костей и др.). 

В нашем исследовании для модуляции активности макрофагов 

применялся препарат, обладающий иммуномодулирующим действием и 

регулирующим функционально-метаболическую активность макрофагов. 

В соответствии с вышесказанным, целью нашей работы явилось 

изучение структурных изменений в оболочках глазного яблока при 

экспериментальном аллоксановом диабете и на фоне модуляции 

макрофагов. 

Наше исследование проводилось на 30 беспородных крысах-самцах. 

Животные, были разделены на 3 группы по 10 животных: 

1 группа – контрольная; 

2 группа – животные с декомпенсированным СД; 

3 группа – животные с декомпенсированным СД на фоне модуляции 

активности макрофагов. 

В результате исследования были получены следующие данные. 

При введении аллоксана у животных развивается 

декомпенсированный сахарный диабет, что подтверждается повышением 

уровня глюкозы и гликозилированного гемоглобина в крови у животных и 

снижением уровня инсулина. При исследовании глаз животных с 

декомпенсированным сахарным диабетом обнаружено почти полное 

отсутствие клеток пигментного эпителия. Количество кровеносных 

сосудов, а так же толщина сетчатки и ее некоторых слоев снижены по 

сравнению с животными интактной группы (p



— макрофаги организма и резидентные макрофаги глаза 

способствуют восстановлению структур глазного яблока путём выделения 

регуляторных факторов, оказывающих положительное влияние на 

обменные процессы и на процессы регенерации. 


1. Аветисов Э. С. Справочник по офтальмологии – М.: Медицина, 

1978. – 36 с. 

2. Дедов И. И., Шестакова М. В. Сахарный диабет: острые и 

хронические осложнения. — М.: Медицинское информационное агентство, 

2011. — 480 с. 

3. Дедов И. И., Мельниченко Г. А., Фадеев В.Ф.. Эндокринология – 

М: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 432 с. 

4. Маслова О. В., Сунцов Ю. И., Болотская Л. Л., Миленькая Т. М., 

Александрова В. К. Распространенность диабетической ретинопатии и 

катаракты у взрослых больных сахарным диабетом 1 и 2 типа // Сахарный 

диабет. – 2008. - №3. – С. 12-15 

5. Можеренков В.П., Прокофьева Г.Л., Усова Л.А. Глазные 

проявления сахарного диабета [Электронный ресурс]. Режим доступа: 

http://www.rmj.ru/articles_4759.htm. 

6. Нестеров А. П. Диабетическое поражение органов зрения // 

Проблемы эндокринологии. – 1997. – №. 43. – С. 16 –19. 

7. Шадричев Ф. Е. Диабетическая ретинопатия (взгляд 

офтальмолога) // Сахарный диабет. – 2008. – №3. – С. 8-11. 

8. Grierson I., Hiscott P., Hogg1 P., Robey H., Mazure A., Larkin G. 

Development, repair and regeneration of the retinal pigment epithelium // Eye. – 

1994. – № 8. – P. 255-262. 

9. Kohner E. M. Diabetic retinopathy // BMJ. – 1993. – №. 307. – P. 

1195-1199. 

10. Prevalence estimates of diabetes mellitus (dm), 2010 – eur 

[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.idf.org/content/eur-data. 

223


ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЖИЗНИ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО 

УНИВЕРСИТЕТА В СВЯЗИ С ПОТРЕБЛЕНИЕМ КОФЕ И 

ВЫЯВЛЕНИЕ КОРЕЛЛЯЦИИ МЕЖДУ ДВУМЯ ДАННЫМИ 

ПОКАЗАТЕЛЯМИ 

А.Р. Аветисов, М.Н. Готьманова, Г.А. Прудников 

Научный руководитель д.б.н., профессор А.Н. Стожаров 

Белорусский государственный медицинский университет, г. Минск 

Качество жизни – система показателей, характеризующих 

возможность реализации жизненных стратегий людей, удовлетворения их 

жизненных потребностей. В настоящее время в связи с ускорением темпа 

жизни, стремительным ухудшением экологической ситуации, психической 

и социальной обстановки, информационной перегруженностью человека 

определение качества жизни становится актуальной и необходимой 

задачей. 

Исследование, направленное на оценку качества жизни человека, 

было проведено среди студентов 2-ого курса лечебного факультета 

Белорусского государственного медицинского университета. Цель 

исследования – оценить качество жизни студентов БГМУ. Материалы и 

методы: для проведения исследования 23 студентам было предложено 

заполнить 2 анкеты: 1) «Качество жизни» (использовался 

неспецифический опросник «SF-36 Health Status Survey»). 2) Количество 

потребляемого кофе (университет Йоханнесбурга, Южная Африка). 

Полученные данные обрабатывались с помощью статистических расчетов. 

Результаты исследования: 

1) Качество жизни. В используемом опроснике анализируются 8 

показателей: общее состояние здоровья (сокр. - общ.здор.) (оценка 

исследуемым своего состояния), физическое функционирование 

(физ.функц.) (влияние физического состояния на способность выполнять 

физические нагрузки), ролевое функционирование в связи с физическим 

состоянием - (ролевое функц./физич.) (влияние последнего на 

способность выполнять повседневную работу), ролевое функционирование 

в связи с эмоциональным состоянием (ролевое функц./эмоц.) (влияние 

последнего на способность совершать повседневную работу), социальное 

функционирование ( соц. функц.) (влияние эмоционального и физического 

статуса на социальную активность), интенсивность боли (интенс.боли) 

(влияние боли на занятие повседневными делами), жизненная активность 

(жизнн. акт.) (ощущение себя бодрым и полным энергии), психическое 

здоровье (псих.здор.) (наличие депрессии, тревоги). Показатели каждой 

шкалы варьируют между 0 и 100, где 100 представляет полное здоровье. 

Результаты представлены на рисунке 1. 

224



Рис.1 

Исходя из представленных данных видно, что наиболее 

благоприятными результаты получены по 2-ум показателям - физическое 

функционирование (92,6) и интенсивность боли (77,5). Самые низкие 

результаты отмечаются по 2- ум показателям – социальное 

функционирование (44,3) и ролевое функционирование в связи с 

психическим состоянием (42,3). 

2) Потребление кофе. Для анализа количества потребляемого 

кофе студентам был предложен опросник, в котором содержались вопросы 

о количестве потребляемого кофе и отношении студентов к его 

потреблению. Для оценки результата использовалась 45-балльная шкала (0 

– кофе не употребляется вообще; 45 – чрезмерное количество 

потребляемого кофе, вызывающее возникновение сердечно-сосудистых 

заболеваний – данные Department of Health and Nutrition Sciences, Brooklyn 

College of the City University of New York, Brooklyn, NY, USA). 

Среди студентов показатель, оценивающий количество 

потребляемого кофе равен 9,87 (из 45), что свидетельствует о низком 

уровне потребления кофе. Отношение студентов к потреблению кофе 

следующее: 69,6% считают, что кофе вызывает сердечно-сосудистые 

заболевания; 47,8% считают, что кофе дает им энергию; 52,2% студентов 

пьют кофе из-за его вкуса; 30,4% студентов расслабляются/успокаиваются 

при потреблении кофе; 56,5% считают, что лучше пить чай, чем кофе; 

34,8% не могут заснуть после употребления кофе. 

3) Корреляция. С использование математической функции 

«корреляция» в программе Excel было выяснено, что корреляция между 

качеством жизни студентов и количеством потребляемого кофе имеет ярко 

выраженный обратно пропорциональный характер, а именно – 

коэффициент корреляции = -0,41. 

Вывод: результаты, полученные в данном исследовании, позволяют 

сделать заключение о том, что среди всех анализируемых показателей 

качества жизни наиболее неблагоприятным является фактор, 

оценивающий эмоциональную сторону жизни студентов (42,3 из 100), что 

неблагополоучно сказывается на повседневной жизни: на ежедневной 

225


работе и социальных межличностных взаимодействиях (что видно из 

показателя “социальное функционирование” - 44,3). Совокупность этих 

данных свидетельствует о том, что психо-эмоциональная сторона жизни 

студентов значительно отдалена от состояния полного здоровья. Также 

выявлено, что студенты потребляют небольшое количество кофе, что 

возможно можно связать с мнением, которое сложилось у студентов 

относительно кофе: большинство студентов считают его вредным для 

здоровья и предпочитают чай. И хотя 30,4% студентов расслябляются, 

потребляя кофе, 34,8% в свою очередь не могут заснуть после потребления 

кофе. Совокупность этих данных свидетельствует о том, что психоэмоциональная 

сторона жизни студентов значительно отдалена от 

состояния полного здоровья. Полученный коэффициент корреляции (-0,41) 

показал, что чем больше кофе потребляет каждый отдельный студент, тем 

хуже состояние его общего физического и психического здоровья. 


1. Качество во имя жизни: Косюра В.Т.,Осипова Л.А — Москва, 2009 

г.- 154 с. 

2. Качество жизни. Краткий словарь: — Москва, Смысл, 2009 г.- 

168 с. 

3. Руководство по исследованию качества жизни в медицине: А. А. 

Новик, Т. И. Ионова - Олма Медиа Групп ISBN 978-5-373-01011-5; 2007 г. 

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕМЕНТА 

КАТОДНОГО УЗЛА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ 

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЛОЕВ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО 

ОКСИДИРОВАНИЯ НА МЕДНЫХ ДЕТАЛЯХ 

Ю.Ю. Богдан, В.А. Кошуро 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Г.Г. Нечаев 



Известные конструкции катодных узлов рентгеновских трубок 

предусматривают наличие диэлектриков в конструкции токопроводов. 

Предлагается оптимизировать типовую конструкцию элемента 

катодного узла рентгеновской трубки, а именно токопровода (рисунок 

1.а)[3]. Целью оптимизации является уменьшение габаритов 

токопроводящего элемента и, а также увеличение срока службы узла в 

целом, что достигается путем использования в конструкции медных 

226



токопроводов, с нанесенным диэлектрическим покрытием толщиной в 

среднем 60 мкм (рисунок 1.б) с прибивным напряжением порядка 600 В. 

При микродуговом оксидировании алюминиевых сплавов получают 

слои с высокой механической прочностью и имеющие напряжение пробоя 

1500 В [1]. Проводились исследования влияния комплексных анионов, 

содержащих в своей структуре железо и медь на свойства защитных, 

износостойких и электроизоляционных покрытий на сплавах алюминия 

[2]. Покрытие наносится методом микродугового оксидирования на 

медные изделия с предварительно сформированным методом 

электроискрового легирования алюминиевым подслоем. 

а 

б 

Рис.1. Оптимизация конструкции катодного узла: 

а – Исходный вариант; б – Предлагаемое решение 

Были проведены исследования, в ходе которых были выявлены 

особенности создания диэлектрических слоев на меди, путем 

перерождения алюминиевого слоя в оксид методом МДО. В ходе 

исследований получена информация о величине пробивного напряжения 

формируемых слоев и изменения геометрии деталей в ходе 

комбинированной обработки. 

При разработке конструкции следует учитывать, что при 

формировании диэлектрического покрытия происходит увеличение 

внешних размеров до 100 мкм на сторону. 


1. Харитонов Д.Ю. Электроискровые покрытия на алюминии и их 

свойства / Д.Ю. Харитонов, С.Ю. Гогиш-Клушин, Г.И. Новиков // Вестник 

АН БССР. Сер. хим. наук. 1987. №6. С.105-109. 

2. Тимошенко А.В. Влияние добавок в электролит оксидирования 

комплексных соединений на процесс нанесения микроплазменных 

покрытий и их свойства / А.В. Тимошенко, Ю.В. Магуро, С.Ю. Артемова 

// Физика и химия обработки материалов. 1996. №2. С.57-64. 

227


3. Технические устройства и системы медицинской аппаратуры: 

учеб. пособие / В.М. Таран, А.В. Лясникова. Саратов: Сарат. гос. техн. Унт, 

2008. 615с. 

228



ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ В УСТРОЙСТВАХ 

СОПРЯЖЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АППАРАТУРЫ 

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 

С.Э. Михалёв, С.В. Бобырев 

Научный руководитель: д.т.н., профессор С.В. Бобырев 



Использование полных и подробных имитационных моделей малой 

реки, адекватных с физической точки зрения, включающих в себя 

большинство процессов, протекающих в реке, наталкивается на проблему 

невозможности определения с достаточной степенью точности констант, 

входящих в модельные уравнения. 

Одним из способов повышения точности эмпирического определения 

констант является увеличение количества измерений с последующей их 

статистической обработкой. 

Большинство измерений, таких как скорость течения, глубина, 

температура и т.п., требуют, с одной стороны, значительного времени, что 

препятствует получению большого количества измерений, с другой – 

точного позиционирования на местности, соответственно сложности 

привязки (соотнесения) измерений в конкретной точке к (с) исследуемой 

местности. 

Для снижения трудоёмкости, и повышения надёжности процесса 

измерения и точности, получаемых данных необходимо автоматизировать 

измерения и их первичную обработку. 

Поскольку характер измерений может быть самый различный, 

измерительная аппаратура и поддерживающее её программное 

обеспечение должно быть легко адаптируемым, для чего должно быть 

построено по модульному принципу с единым аппаратным и программным 

интерфейсом. 

В данной работе представлены мобильные решения построения 

аппаратно-программного комплекса мониторинга на основе 

микропроцессора, ноутбука и гаджетов (датчиков). 

Датчики первичной информации подключаются к микроконтроллеру 

(рис. 1), который осуществляет их коммутацию и передаёт результаты 

измерений в ноутбук посредством последовательного порта типа USB. 

229


Рис. 1. Схема сопряжения измерительных устройств с ноутбуком 

Программирование микроконтроллера ATmega32 осуществляется на 

внутреннем Си-подобном языке, который позволяет программировать 

обработку получаемых данных с аналоговых и цифровых приборов, а 

также генерировать управляющие сообщения для подключенных 

устройств. 

Средством разработки процедур обмена данными микроконтроллера с 

компьютером выбран объектно-ориентированный язык C#. Он позволяет 

программировать операции ввода/вывода в последовательный порт и 

рассматривать любое устройство, как объект с набором характеристик и 

возможных операций. 

Алгоритм управления программно-аппаратным комплексом 

мониторинга обеспечивает считывание информации с датчиков, передачу 

информации в режиме мультиплексирования в компьютер, где значения 

присваиваются переменным языка C#. Это позволяет в дальнейшем 

разрабатывать широкий спектр программ, таких как (рис. 2): 

моделирование исследуемых объектов, 

визуализация исходных данных и результатов моделирования 

фильтрация данных в соответствии конкретной задачей 

моделирования 

управление базами данных, 

сравнение с архивными данными, 

статистическая обработка, 

исследование динамики показателей в реальном времени и т.д. 

230



Рис. 2. Интерактивные окна модулей программы обработки полученных данных 

Разработанный аппаратно-программный комплекс является мощной и 

легко адаптируемой основой для построения систем мониторинга малых 

рек в экологических исследованиях. 

ИЗУЧЕНИЕ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ 

ПАВ, КАК ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ 

НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО СОРБЕНТА 

В.А. Заматырина, Е.А. Бойченко 

Научный руководитель: д.б.н., профессор Е.И. Тихомирова 



В настоящее время в экологической биотехнологии возрос спрос на 

различные сорбенты очистки сточных вод, загрязненных почв, для 

очистки газовых выбросов промышленных предприятий и т.д. 

Перспективным направлением является использование в качестве 

сорбентов биологически активных органобентонитов, в том числе 

наноструктурированных. 

Органобентонит (бентон) представляет собой продукт 

взаимодействия естественных монтмориллонитовых глин (бентонитов) с 

олеофилизаторами, в частности, с четвертичными аммониевыми солями 

(ЧАС). В этом случае кристаллическая структура слоистая, и в системе 

присутствуют нанопространства между элементарными пластинами 

алюмосиликата, куда могут быть внедрены (интеркалированы) молекулы 

231


полимера или бактерицидные композиции (например, композиции, 

содержащие септапав, алкапав, катапав) [1]. 

Для целей водоочистки актуальной является задача одновременной 

очистки от экотоксикантов и дезинфекция от патогенных 

микроорганизмов. 

В этой связи целью нашей работы было исследование 

антимикробной активности различных вариантов ПАВ и отбор наиболее 

песпективных для конструирования композиции с 

наноструктурированным органобентонитом. 

Изучали варианты ПАВ: септапав, алкапав и катапав. Септапав 

представляет собой катионное поверхностно-активное вещество. Обладает 

бактерицидными, фунгицидными свойствами. Некоторые авторы 

рекомендуют его в качестве туберкулоцида [2]. Он активно используется в 

дезинфекции, в нефтегазодобыче. 

Алкапав используется в качестве активной основы в производстве 

дезинфицирующих средств широкого назначения, в составах для 

консервации древесины, обработки воды, в качестве функциональных 

добавок в производстве технических моющих средств, товаров бытовой 

химии, текстильно-вспомогательных веществ. Обладает бактерицидными, 

фунгицидными, антистатическими, пеномоющими, кондиционирующими 

свойствами [3]. 

Катапав представляет собой катионактивное поверхностно-активное 

вещество, обладает биоцидными, туберкулоцидными и фунгицидными 

свойствами. Он предназначен для использования в качестве активной 

основы в производстве дезинфицирующих средств широкого назначения, 

входит в состав для консервации древесины, обработки воды, в качестве 

функциональных добавок в производстве технических моющих средств, 

товаров бытовой химии, текстильно-вспомогательных веществ, 

композиций для обработки кожи и меха, лакокрасочных материалов, 

синтетических каучуков и др [3]. 

232



а 

б 

Рисунок 1. E. coli: а) контроль; б) после обработки септапав 

Нами было проведено исследование антимикробной активности этих 

ПАВ по отношению к стандартным тест-микроорганизмам: Staphylococcus 

aureus 209 P и Escherichia coli M-17. 

Для исследования были приготовлены 1%-ные растворы ПАВ и 

взвеси микроорганизмов в физиологическом растворе по стандарту 

мутности ГИСК имени Тарасевича №10, которые титровали до 

концентрации 500 тыс.м.к. на 1 мл. 

а 

б 

Рисунок 2. После обработки алкапав: а) E. coli; б) St. aureus 

В 1%-ные растворы ПАВ добавляли взвесь микроорганизмов и 

инкубировали 30 минут при комнатной температуре. Затем высевали 

надосадочную жидкость на питательные среды, оптимальные для тестмикроорганизмов. 

Результаты учитывали по количеству 

колониеобразующих единиц (КОЕ) по общепринятым 

микробиологическим методам. 

Установлена бактерицидная способность септапава и алкапава по 

отношению к использованным микроорганизмам Катапав не оказывал 

бактерицидного и бактериостатического действия ни на 

грамположительные стафилококки, ни на грамотрицательные палочки. Для 

дальнейшей работы по приготовлению композиции сорбента и 

бактерицида перспективными являются септапав и алкапав. 


1. Бродский, Ю. А. Органобентонит – ключ к повышению 

качества целого ряда технологий/ Ю. А. Бродский// Координатор 

инноваций. – 2003. - №1. – С. 27-28 

2. Борисенко Е.Г., Сидоренко О.Д., Ванькова А.А. Микробиология: 

Учебное пособие. – М.: Инфра-М, 2010. - 288 с 

3. http://niipav.ru 

233


ПЕРВИЧНЫЙ ЛИТИЕВЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА НА ОСНОВЕ 

ГЕЛЕВОГО ПОЛИМЕРНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА 

К.С. Зубцова 

Научный руководитель: д.х.н., профессор А.М. Михайлова 



Гелевые полимерные электролиты (ГПЭ), сочетающие в себе 

механические свойства полимеров и транспортные характеристики, 

близкие к характеристикам жидких электролитов, имеют огромные 

перспективы использования в различных областях современной техники, 

в первую очередь в электрохимической энергетике. Замена жидких 

электролитов на полимерные открывает возможности для создания 

легких, компактных и транспортабельных источников энергии. Кроме 

того, использование ГПЭ позволяет избежать ряда технологических и 

экологических проблем, которые возникают в случае производства и 

применения жидких электролитов. 

ГПЭ представляют собой многокомпонентные системы, 

включающие пленкообразующий полимер, апротонный диполярный 

растворитель (АДР) и литиевую соль. Пространственная сетка ГПЭ, в 

которой распределен раствор соли в АДР, образована 

макромолекулами или их агрегатами. Эти электролитные системы имеют 

достаточно высокую ионную проводимость (до 10 -3 -10 -4 См·см -1 ) и в ряде 

случаев довольно хорошие механические свойства. Как показали 

исследования, в качестве пленкообразующего полимера для ГПЭ с 

успехом могут быть использованы различные сополимеры 

полиакрилонитрила (ПАН), содержащие электродонорные группы С≡N. 

Использование не гомополимера ПАН, а его сополимера 

предпочтительнее, так как присутствие полярных групп С═ О, СООН, ОН 

в сополимере ПАН повышает сегментальную подвижность цепей и 

увеличивает свободный объем системы, что препятствует укладке 

полимерной цепи в кристаллические структуры и тем самым обеспечивают 

высокую степень аморфности пленки. 

К числу достоинств сополимеров акрилонитрила следует отнести 

такие показатели, как разнообразие их марок, выпускаемых российской 

промышленностью (от сополимеров для производства волокон до 

бутадиен-нитрильных каучуков), доступность, а также хорошие 

механические свойства (прочность, гибкость, эластичность и т.д.), 

позволяющие получать на их основе материалы в виде тонких (порядка 

нескольких десятков мкм) пленок 1 . 

234



В силу повышенной безопасности, связанной с утечкой 

электролита, ГПЭ для тонкослойных литиевых ХИТ 

предпочтительнее жидкофазных. В данной работе система Ag׀׀Li 2 O 

исследовалась при комнатной температуре в макетах литиевого ХИТ с 

гелевым электролитом на основе полиакрилонитрила. 

Окисносеребряные электроды были изготовлены по серийной 

технологии на предприятии ЗАО «Электроисточник», г.Саратов. Перед 

сборкой макета литиевого ХИТ электроды сушили в вакуумном 

сушильном шкафу при температуре 120 ºС в течение 3 ч. 

Гелевый электролит готовили в следующей 

последовательности. Навеску ПАН растворяли в заданном 

количестве растворителя диметилформамида, затем вводили навеску 

литиевой соли LiClO 4 , предварительно осушенной по методике 2 . В 

полученный прозрачный раствор погружали исследуемые 

окисносеребряные электроды на 2-3 мин, и завешивали их на штангу для 

стека излишков электролита. Сушку осуществляли сначала в атмосфере 

аргона в течение 24 ч, и затем в вакууме при 40 ºС. Толщина пленки ГПЭ 

составила 70-100 мкм. На Рис.1 показана электронная фотография 

поверхности полученной пленки. 

Электрохимические характеристики системы Ag2O׀׀Li исследовали 

в макетах литиевого источника тока с гелевым электролитом при 

комнатной температуре. В качестве анода использовали металлический 

литий марки ЛЭ-1 толщиной 200 мкм. Сборку макетов проводили в 

атмосфере сухого аргона в перчаточном боксе. Разряд макетов проводили 

на потенциостате P-250SM фирмы «Элинс» в гальваностатическом 

режиме, при плотностях тока от 5 до 8 мА/см2. Результаты испытаний 

приведены на рис.2. 

Рис. 1. Электронная фотография поверхности ГПЭ на основе полиакрилонитрила 

(оригинальные данные) 

235


Рис. 2. Разрядные кривые макетов литиевых ХИТ с гелевым полимерным 

электролитом. Рабочая поверхность электродов – 10 см 2 

Из рис.2 видно, что при уменьшении плотности тока до 5 мА/см 2 

разрядная емкость катода возрастает до 0,1 А·ч, что говорит о 

целесообразности медленного разряжения для твердотельных 

источников тока, где сопротивление на границах возрастает. 

Таким образом, в результате проведенных исследований, были 

сконструированы макеты первичных литиевых ХИТ на основе оксида 

серебра (I). Посредством гальваностатического разряда оценены их 

разрядные параметры. 

Полученные результаты дают основание для дальнейшего 

глубокого исследования электрохимических характеристик системы 

Ag׀׀Li 2 O, содержащей в своем составе ГПЭ на основе 

полиакрилонитрила. 

Работа выполняется при финансовой поддержке РФФИ (заявка №11- 

03-12065). 


1. Е.А. Чудинов, С.В. Ткачук. Применение латексов в производстве 

материалов литий-ионного аккумулятора//«Актуальные проблемы 

электрохимической технологии»: Сб. статей молодых ученых.- 

Саратов, 2011г.- С.151. 

2. Заявка на изобретение № 94018443/26. Способ обезвоживания 

тригидрата перхлората лития/ И.А. Вязенова, Н.А. Ершенко, Г.С. Нечаева, 

В.А. Таранушич. Заявл. 20.05.1994. Опубл. 10.04.1996. 

236



ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МЕТОДА 

КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ 

ЛАЗЕРНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ 

БИОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ 

В.А. Папшев, С.П. Павлов 

Научный руководитель: д.т.н., профессор В.Н. Лясников 



Разработка технологии лазерного ИК-модифицирования 

биокомпозиционных покрытий имплантатов является перспективным 

направлением, позволяющим повышать их качества биоактивности [1]. 

Особенностью такой технологии является использование 

электроплазменных покрытий на основе гидроксиапатита (ГА), а также 

водной среды, в которой осуществляется модификация. Результаты 

компьютерного моделирования решения дифференциальных уравнений 

теплопроводности методом конечных элементов, например, в программе 

Flexpde, позволят более рационально определить режимы лазерного 

модифицирования. Построенная модель, отражающая распределение 

температурных полей в локальных участках и по всей площади единой 

системе «металлическая основа – титановый подслой - ГА покрытие - 

водная среда», поможет точнее охарактеризовать влияние импульсного 

ИК-излучения на процессы, происходящие при обработке. 

При построении модели выбор начальных и граничных условий 

осуществляется с учетом проводимых экспериментов лазерной обработки 

покрытий. Расчетная схема представляет собой четырехслойную систему, 

состоящую из металлической основы (10×10×2 мм), пористых слоев 

металлического (h=15 мкм) и керамического (толщина h=50 мкм) 

материалов, а также слоя воды (h=500 мкм) над поверхностью покрытия. 

Вследствие того, что толщина слоя вода составляет не более 1 мм, в 

условиях задачи рассматривается фокусировка излучения на керамическое 

покрытие без потерь на поглощение в воде. 

Модель в предварительных расчетах рассматривала два типа условий 

взаимодействия всех слоев: неидеальный и идеальный контакты. При 

любом значении термического сопротивления для неидеального контакта 

тепло полностью сосредотачивалось в покрытии, тогда как в реальном 

эксперименте отмечается небольшой прогрев металлической основы. 

Таким образом, расчет температурных полей целесообразно производить 

как в участках воздействия ИК-излучения, так и по объему системы с 

идеальным контактом между слоями. 

237


Расчеты показали, что величина локального нагрева покрытия 

определяется не только энергетическими параметрами источника 

излучения, но и его месторасположением на поверхности. Минимальная 

температура нагрева 1350 °С в результате эффекта теплоотдачи 

достигается на границах расчетной области. По мере удаления от границы 

температура обработки повышается до 1850 °С. 

а) 

б) 

Рис. 1. Распределение теплового поля в сечении системы (сверху: слой воды, 

керамическое покрытие, титановый подслой, титановая основа) через 0,218с после 

воздействия 4 импульса а) и непосредственно в окончании 10 импульса 

Основным фактором лазерного воздействия является степень нагрева 

покрытия. Вследствие того, что критическая температура начала фазовых 

превращений ГА керамики составляет 1500 °С, наибольший интерес 

представляет энергетическая обработка в диапазоне температур 1300-1700 

°С [3]. Распределение тепла по глубине показывает, что происходит 

незначительный прогрев основы на глубину до 10 мкм (рис.1). 

Компьютерное моделирование процесса лазерной обработки, 

построенное на основе метода конечных элементов, позволяет с 

определенной степенью достоверности решать сложные системы 

дифференциальных уравнений. 


1. Папшев В.А., Лясников В.Н. Лазерная ИК-модификация 

плазменных биосовместимых гидроксиапатитовых покрытий с 

формированием на поверхности наноструктур и приданием 

антисептических свойств // Микромеханизмы пластичности, разрушения и 

сопутствующих явлений: VI Всеросс. молодежная научн. конф.; 

Физическое материаловедение: V Междунар. шк.: Сб. конк. докл. – 

Тольятти: ТГУ, 2011. – C.127-132. 

238



2. Баринов С.М. Керамические и композиционные материалы на 

основе фосфатов кальция для медицины // Успехи химии.- 2010.- Т. 79.- 

№1.- С.15-32. 

ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЛАЗЕРНОГО 

ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ЦИТОКИНОВОГО БАЛАНСА 

В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ИНФЕКЦИИ 

Т.В. Анохина 

Научный руководитель: д.б.н., профессор Е.И. Тихомирова 

Саратовский государственный технический университет имени 

Гагарина Ю.А., г. Саратов 

Низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ) широко 

используется в настоящее время в практической медицине в качестве 

эффективного лечебного и профилактического средства (Козлов, Буйлин, 

1993; Илларионов, 1992, 1997; Владимиров, 1994, 1998; Кару, 1995, 1999; 

Брилль, 1997, 2005; Клебанов, 2001, 2005; Бугаева и др., 2004; Tuner, Hodl, 

1996). Установлено, что даже небольшие дозы лазерного излучения 

оказываются достаточными для получения выраженной ответной реакции 

живой клетки, ткани и всего организма (Байбеков, 1991, 1996; Илларионов, 

1992, 1994; Козлов, 1993; Девятков и др., 1998; Артюхов, 1999; Брилль, 

1999, 2005; Бугаева, 2006; Рудик, 2006). 

Известно, что в основе многих патологических процессов лежат 

нарушения механизмов иммунологической защиты (Сепиашвили, 2000; 

2005; Ярилин, 2000; Хаитов и др., 2002). Несмотря на имеющиеся в 

литературе данные об иммуномодулирующем действии НИЛИ (Каулен и 

др., 1980; Першин, 1997; Бугаева, 2006), его влиянии на процесс 

фагоцитоза и функциональное состояние фагоцитирующих клеток 

(Рязанцева и др., 2001; Брилль и др., 2003, 2005; Тихомирова и др., 2004; 

Рудик, 2006), в отношении возможности его использования при лечении 

различных гнойно-воспалительных и инфекционных заболеваний многое 

остается неясным. Необходимость разработки новых немедикаментозных 

методов лечения обусловлена широким распространением 

лекарственноустойчивых штаммов возбудителей внутрибольничных 

инфекций (ВВБИ), которые при тяжелых и генерализованных формах 

инфекции могут приводить к летальному исходу. Характер течения и исход 

гнойно-септических заболеваний во многом определяется нарушением 

цитокинового баланса между про- и противовоспалительными 

цитокинами. В связи с этим разработка методов активации защитных сил 

организма, коррекции цитокинового статуса и стимуляции эффективного 

киллинга бактерий имеет большое значение. 

239


Вышеизложенное определило цель нашей работы – 

экспериментальное обоснование использования НИЛИ, генерируемого 

полупроводниковыми лазерными диодами, для коррекции цитокинового 

баланса при моделировании инфекционного процесса ВВБИ. 

В работе использовали штаммы ВВБИ, выделенные в клиниках г. 

Саратова: Staphylococcus aureus 100б; S. haemolyticus 9; S. epidermidis 16; 

Escherichia coli 27; Enterobacter agglomerans 17; Serratia sp. 13; Citrobacter 

sp. 42. Бактерии выращивали на скошенном агаре Хоттингера (рН 7,2) при 

37 0 С в течение 24 ч, затем готовили взвеси в физиологическом растворе 

хлорида натрия по стандарту мутности № 5 (ГИСК им. Л.А. Тарасевича, 

2002). 

Инфекционный процесс моделировали на 160 беспородных белых 

мышах-самцах, массой 18-20 г, введением внутрибрюшинно взвеси 

суточных культур клинических штаммов бактерий в физиологическом 

растворе хлорида натрия в объеме 0,2 мл с концентрацией 5×10 6 

микробных клеток/мл (7 опытных групп по 20 животных); контрольным 

мышам вводили аналогично 0,2 мл физиологического раствора (2 

контрольные группы по 10 животных). Содержание в сыворотке крови 

цитокинов ИЛ-1α, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-α, ИФН-γ определяли через 1, 6, 12 и 

24 ч после заражения. 

Облучение животных проводилось аппаратом АЛТ «Узор», который 

является полупроводниковым лазерным инжектором на арсениде галлия. 

Инфракрасное лазерное излучение, генерируемое этим аппаратом, имеет 

длину волны 890 нм. Для транскутанного (область передней брюшной 

стенки) облучения мышей применяли отработанные ранее и 

рекомендованные для практического использования (Бугаева и др., 1999, 

2003) параметры: мощность излучения – 5 мВт, импульсная частота – 1500 

Гц, плотность энергии на поверхности кожи – 12,6х10 -3 Дж/см 2 , разовая 

экспозиция – 128 с. Облучение проводили через 3 и 6 ч после заражения. 

Учитывали в динамике содержание цитокинов в сыворотке крови, 

морфологические особенности макрофагов перитонеального экссудата и 

степень завершенности фагоцитоза бактерий в группах 

экспериментальных животных (инфицированные необлученные и 

инфицированные облученные) после заражения и сеанса облучения. 

Для статистической обработки экспериментальных данных 

использовали непараметрические критерии Уилкоксона-Манна-Уитни и 

параметрический t-критерий Стьюдента. Достоверными считали различия 

при вероятности ошибки p



организма огромное значение имеет взаимное влияние клеток (эффект 

микроокружения) и механизмы системного нейро-гормонального 

контроля. В этой связи представляло интерес оценить цитокиновый статус 

организма экспериментальных животных при моделировании 

инфекционного процесса клиническими штаммами бактерий на фоне 

действия ИК НИЛИ in vivo. 

В серии предварительных экспериментов была изучена динамика 

содержания цитокинов в сыворотке крови мышей после заражения 

различными ВВБИ. Показано, что введение внутрибрюшинно мышам 

бактерий S. aureus сопровождалось одновременным увеличением 

содержания в сыворотке крови ИЛ-1 и ФНО-, превышающим 

контрольные значения в 5-7 раз к 24 ч, что отражало динамику 

инфекционного процесса. Такая гиперпродукция основных 

провоспалительных цитокинов приводила к развитию у этих животных 

клинической картины эндотоксического шока. Концентрация ИЛ-6 в 

сыворотке крови достоверно увеличивалась в к 6 ч и снижалась к 24 ч, 

оставаясь при этом выше исходных значений. При введении S. 

haemolyticus содержание ИЛ-1 было достоверно выше контрольных 

значений через 1, 6 и 24 ч, ИЛ-6 – через 6 и 24 ч, а ФНО-α – через 1 ч, 

после чего оставалось без изменений в последующие часы наблюдения. 

При моделировании инфекционного процесса внутрибрюшинное 

введение мышам взвеси суточных культур энтеробактерий сопровождалось 

резкой индукцией синтеза ИЛ-1α и ФНО-α, содержание которых в 3-5 раз 

превышало контрольные значения в сыворотке крови через 12 и 24 ч. 

Концентрация ИЛ-6 была достоверно выше контрольных значений через 6 

и 12 ч, а ИФН-α – через 6 и 24 ч. 

Применение транскутанного облучения инфицированных 

животных аппаратом АЛТ «Узор» через 3 и 6 ч после заражения изменяло 

цитокиновый статус животных в динамике модельного инфекционного 

процесса. Отмечено снижение гиперпродукции ИЛ-1 и ФНО-α, наиболее 

выраженное при стафилококковой инфекции. При эшерихиозной и 

цитробактерной инфекциях через 6 и 24 ч после заражения отмечена 

разная степень снижения содержания цитокинов в зависимости от 

действия ИК НИЛИ на разных сроках инфекционного процесса. Показано 

увеличение содержания ФНО-α при действии НИЛИ через 3 ч после 

инфицирования Citrobacter sp. При эшерихиозной инфекции увеличение 

содержания ФНО-α происходило через 3 и 6 ч. 

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о 

выраженном модулирующем действии ИК НИЛИ (λ - 890 нм) на 

цитокиновый баланс в организме экспериментальных животных при 

фагоцитозе ВВБИ. Это дает основание предполагать возможность 

коррекции с помощью ИК НИЛИ иммунного статуса инфицированных 

животных на фоне развития патологического процесса, вызванного ВВБИ. 

241


С, пг/мл 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

1 3 6 12 24 контроль 

S.aureus 

E.coli 

E.agglomerans 

Serratia sp. 

Citrobacter sp. 

ИЛ-1 

а) 

часы 

С,пг/мл 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

1 3 6 12 24 

часы 

ИЛ-1 на фоне ИК 

НИЛИ 

S.aureus 

E.coli 

E.agglomerans 

Serratia sp. 


С, пг/мл 

200 

150 

100 

50 

ФНО- 

S.aureus 

E.coli 

E.agglomerans 

Serratia sp. 

0 

1 3 6 12 24 контроль 


б) 

часы 

С, пг/мл 

200 

150 

ФНО- на фоне ИК 

НИЛИ 

S.aureus 

100 

E.coli 

50 

E.agglomerans 

Serratia sp. 

0 

1 3 6 12 24 


часы 

Рис. Содержание цитокинов ИЛ-1 (а) и ФНО- (б) в сыворотке крови 

инфицированных животных до и после облучения ИК НИЛИ 

242



ОПТИМИЗИРОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ 

КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ МЕДИЦИНСКИХ 

ИМПЛАНТАТОВ 

О.А. Дударева, И.П. Гришина, Р.Р. Садыков 

Научный руководитель: д.т.н., профессор А.В. Лясникова 



Для повышения эксплуатационных характеристик дентальных и 

ортодонтических имплантатов предлагается нанесение на их поверхность 

биоактивных металлокерамических покрытий с заранее заданным 

комплексом свойств, которые регулируются в зависимости от назначения 

имплантационной конструкции и конкретной клинической ситуации. 

Согласно предлагаемой технологии перед напылением биоактивных 

композиционных покрытий применяется ультразвуковая воздушноабразивная 

обработка на режимах, исключающих размерную эрозию 

(избыточное давление 0,65 МПа, амплитуда УЗ 8-10 мкм, время обработки 

30-40 с), затем следует операция УЗ химического травления этой 

поверхности в растворе 2М HNO 3 + 1M HF в течение 5 минут с 

интенсивностью УЗ 9,6 Вт/см 2 . При напылении титана подложке 

сообщаются ультразвуковые колебания малой амплитуды (5-6 мкм), 

способствующие более полному (до 90%) заполнению лунок 

микрорельефа и увеличение вследствие этого адгезии. При напылении 

кальцийфосфатной керамики амплитуду УЗК увеличивают до 12-15 мкм. 

Рекомендуемые режимы плазменного напыления покрытий различного 

состава приведены в [1]. После напыления покрытие подвергают 

финишной размерной обработке в ультразвуковом поле при следующих 

режимах: амплитуда ультразвуковых колебаний излучателя 15…20 мкм 

при резонансной частоте 22 кГц; частота вращения имплантатов 10…20 

об/мин, скорость их возвратно-поступательного перемещения 

относительно излучателя – 30…40 мм/мин. Детали помещаются в 

дистиллированную воду на расстоянии 5…10 мм от торца излучателя. 

Время обработки должно быть не менее 20 с, т.к. в противном случае 

результат обработки будет практически не виден [2]. 

С целью придания имплантируемым конструкциям бактерицидных и 

антитромбоцитных свойств производится напыление серебро- и 

лантансодержащих порошков гидроксиапатита электроплазменным 

методом [3,4]. 

Проводилось исследование медико-биологических свойств 

полученных покрытий на подопытных животных (крысы и собаки) [5-8]. В 

243


ходе эксперимента не выявлено случаев воспалительной реакции или 

отсутствия остеоинтеграционного процесса. 

Часть исследований выполнена в рамках программы УМНИК. 




Дударева. - М.: Спецкнига, 2012. – 301 с. 

2. Лясникова А.В. Применение электроплазменной технологии для 

нанесения фторгидроксиапатитовых биоактивных покрытий на дентальные 

имплантаты / А.В. Лясникова, О.А. Дударева // Известия Томского 

политехнического университета. – 2006. – Т. 309. – № 2. – С. 153-159. 

3. Лясникова А.В.Теоретическое обоснование антитромбоцитного 

эффекта от внедрения наночастиц лантана в структуру плазмонапыленного 

покрытия / А.В. Лясникова, О.А. Дударева, Е.Ю. Сюсюкина // Материалы 

XVI научно-технической конференции с участием зарубежных 

специалистов «Вакуумная наука и техника». М.-: МИЭМ. 2009, октябрь, 

Сочи – c. 241-243 

4. Лясникова А.В. Технология нанесения и экспериментальные 

исследования бактерицидных покрытий медицинского назначения / А.В. 

Лясникова, Лясников В.Н., Дударева О.А. // Сборник докладов научнотехнической 

конференции «Медико-технические технологии на страже 

здоровья» Медтех-2010, 25.09-02.10.2010г., Кипр, г. Ларнака, - М: НИИ РЛ 

МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010, 248с. – С. 185-189 

5. Lyasnikova A.V. The Production Technology and Experimental 

Researches of Antimicrobic Coats of the Orthodontic Miniimplants // A.V. 

Lyasnikova, D.E. Suetenkov // Proceedings of the 6-th Russian-Bavarian 

Conference on Bio-Medical Engineering. – Moscow.: BMSTU, 2010. – С. 160- 

161 

6. Суетенков Д.Е. Ортодонтические микроимплантаты с 

антибактериальным покрытием / Суетенков Д.Е., Лясникова А.В., 

Терентюк Г.С. // Сборник научных трудов 10-й Всероссийской научнопрактической 

конференции с международным участием «Новые 

технологии в стоматологии и иплантологии», 25-28 мая 2010г., Саратов – 

СГМУ, 2010 – с. 170-173 

7. А.В. Лепилин Разработка, комплексное экспериментальное 

исследование, клиническое внедрение дентальных имплантатов с 

антимикробным биокерамическим покрытием / А.В. Лепилин, А.В. 

Лясникова, Д.А. Смирнов, О.С. Мостовая // Российский Вестник 

дентальной имплантологии, РВДИ, № 1 (21), 2010г. – С. 89-95 

8. А.В. Лепилин Исследования морфологии и химических свойств 

биокомпозиционного серебросодержащего покрытия дентальных 

имплантатов / А.В. Лепилин, А.В. Лясникова, С.Б. Вениг, А.М. Захаревич, 

244



Д.А. Смирнов, О.С. Мостовая // Российский стоматологический журнал, 

№2, 2011г. – с. 6-9 

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА 

СОВРЕМЕННЫХ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

В.Н. Лясников, В.А. Протасова, Е.Ю. Пошивалова 

Научный руководитель: д.т.н., профессор В.Н. Лясников 



Важной проблемой в современной стоматологии является 

устранение дефектов зубных рядов с использованием внутрикостных 

имплантатов[1-2] благодаря широкому использованию новейших 

достижений в области материаловедения, физико-химии, биомеханики и 

физиологии, а также применения последних достижений в стоматологии, 

плазменной технике и технологии напыления биоинертных и биоактивных 

материалов сотрудниками СГТУ и СГМУ разработан ряд 

высокоэффективных имплантатов, используемых в качестве опор для 

зубных протезов[2-5]. 

Такие имплантаты обычно состоят из основы (компактный металл), 

системы переходных слоев и тонкого биокерамического слоя. Материалом 

основы чаще всего служит чистый титан, обладающий хорошей 

химической и коррозионной стойкостью, высокой прочностью, безопасен 

для живого организма (ВТ1-0, ВТ1-00). В настоящее время нами 

разработан набор конструкций различной формы имплантатов, 

позволяющий исправить дефекты зубных рядов верхней и нижней 

челюстей[6]. Следует отметить, что серьезной проблемой при 

внутрикостной имплантации является отторжение имплантата костной 

тканью по границе контакта «живая ткань-поверхность имплантата». В 

результате чего появляется подвижность имплантата и как следствие – 

невозможность выполнения им своей функции последующее отторжение. 

Дальнейшее совершенствование технологий, разработка новых 

концепций, создание новых материалов и учёт результатов клинических 

исследований позволило значительно повысить функциональные и 

эксплуатационные свойства покрытий. Совершенствование их достигается 

комплексным решением конструкторско-технологических и 

материаловедческих проблем с поиском и оптимизацией средств, а также 

методов проведения операций и последующего лечения с учетом 

индивидуальных особенностей пациента. Практическая ценность 

применяемых в этой области материалов, конструкций и систем возрастает 

по мере приближения их физико-химических, механических и других 

245


свойств к свойствам и функциональным особенностям тех органов и 

систем, которые они замещают. 

Так, нами с целью получения определенной пористой структуры и 

высоких адгезионно-когезионных свойств покрытий изучено влияния на 

них воздействия ультразвуковых колебаний на поток напыляемых частиц и 

на подложку в момент напыления [7]. Исследовано такое влияние 

лазерного и ионно-плазменного облучения на свойства биопокрытия 

имплантата. Весьма перспективными является формирование на 

поверхности биопокрытия углеродного нанослоя. 


1. Новое в технологии, производстве и применении 

стоматологических имплантатов: докл. 2-й междун. Конф. Г. Саратов, 10- 

13 октября 1994 г.- Саратов : СГТУ, 1994.-45 с. 

2. Лясников В.Н., Лясникова А.В., Дмитриенко Т.Г. материалы и 

покрытия в медицинской практике.-Саратов: ООО «Издательство научная 

книга». 2011г.-300с. 

3. Лясников В.Н. Свойства плазменных покрытий //Известия 

сибирского отделения академии наук СССР.- 1989.-С.85-96. 

4. Фомин А.А., Лясников В.Н. плазменное напыление 

гидроксиапатитовых покрытий титановых имплантатов с нагревом 

основы// технология металлов.-2008.-№9-С.26-28 

5. Лясников В.Н., Мазанов В.С., Новак Ю.М. исследование 

пористой структуры и шероховатости плазмонапыленого титанового 

покрытия//Физика и химия обработки материалов.-1990.-№2.-С.70-74. 

6. Лясников В.Н., Протасова Н.В., Толмачев К.С. 

Плазмонапыленные материалы и покрытия. Свойства, технология, 

оборудование, применение: учеб. Пособие. Саратов. Саратовский 

государственный технический университет, 2012. 489 с. 

7. Протасова Н.В. Оптимизация адгезионно-пористых 

характеристик плазмонапыленных гидроксиапатитовых покрытий 

дентальных имплантатов при воздействии ультразвука / Протасова Н.В., 

Лясников В.Н., Лясникова А.В.// Материалы V международной 

конференции «Современные проблемы имплантологии»- Саратов: изд-во 

СГТУ, 2000.-4с. 

246



Научное издание 

СОВРЕМЕННЫЕ БИОИНЖЕНЕРНЫЕ 

И ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ 

Сборник материалов 

Международной молодежной научной школы в рамках фестиваля науки 

(мероприятие 2.1 «Организация и проведение Всероссийских и Международных 

молодежных научных конференций и школ» федеральной целевой программы 

«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы) 

Ответственный за выпуск: О.А. Дударева 

Компьютерная верстка и оформление: О.А. Маркелова 

Дизайн обложки: О.А. Маркелова 

Подписано в печать 14.09.12 Формат 60x84 1/16 

Бум. офсет. Усл. печ.л. 14,36 (15,44) Уч.-изд.л. 14,25 

Тираж 300 экз. Заказ 2011 

ООО «Издательство Научная книга» 

410031, г. Саратов, ул. Московская, 35 

Отпечатано в типографии Print House 

410008, Саратов, ул. Беговая, д. 19 

247

Ð¡Ð±Ð¾ÑÐ½Ð¸Ðº Ð¼Ð°ÑÐµÑÐ¸Ð°Ð»Ð¾Ð² - Ð¡Ð°ÑÐ°ÑÐ¾Ð²ÑÐºÐ¸Ð¹ Ð³Ð¾ÑÑÐ´Ð°ÑÑÑÐ²ÐµÐ½Ð½ÑÐ¹ ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

Ð¡Ð±Ð¾ÑÐ½Ð¸Ðº Ð¼Ð°ÑÐµÑÐ¸Ð°Ð»Ð¾Ð² - Ð¡Ð°ÑÐ°ÑÐ¾Ð²ÑÐºÐ¸Ð¹ Ð³Ð¾ÑÑÐ´Ð°ÑÑÑÐ²ÐµÐ½Ð½ÑÐ¹ ...