Хемометрический анализ биоимплантатов из твердой мозговой оболочки при их изготовлении

Тимченко П.Е., Тимченко Е.В., Волова Л.Т., Волов Н.В., Фролов О.О.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Тимченко П.Е., Тимченко Е.В., Волова Л.Т., Волов Н.В., Фролов О.О. Хемометрический анализ биоимплантатов из твердой мозговой оболочки при их изготовлении // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 1. С. 13–20. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-01-13-20

Timchenko P.E., Timchenko E.V., Volova L.T., Volov N.V., Frolov O.O. Chemometric analysis during the fabrication of biological implants from cerebral dura mater [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 1. P. 13–20. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-01-13-20

Ссылка на англоязычную версию:

P. E. Timchenko, E. V. Timchenko, L. T. Volova, N. V. Volov, and O. O. Frolov, "Chemometric analysis during the fabrication of biological implants from cerebral dura mater," Journal of Optical Technology. 86(1), 9-15 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000009

Аннотация:

Представлены результаты сравнительной спектральной оценки компонентного состава поверхностей образцов имплантатов на основе твердой мозговой оболочки, изготовленных по технологии «Лиопласт»®, с ультразвуковой обработкой и без нее. В качестве основного метода контроля выбран метод спектроскопии комбинационного рассеяния. В результате проведенных исследований предложены критерии, позволяющие оценить относительную концентрацию основных компонентов экстрацеллюлярного матрикса. Показано, что деконволюция спектров методом подбора спектрального контура и хемометрический анализ методом главных компонент позволяют провести расширенный компонентный качественный и количественный анализ биоимплантатов на основе твердой мозговой оболочки по содержанию основных показателей биоматрикса и установить наиболее репрезентативные параметры, влияющие на качество имплантатов при экспрессной оценке.

Ключевые слова:

спектроскопия комбинационного рассеяния, оптические коэффициенты, твердая мозговая оболочка, ультразвуковая обработка

Благодарность:

Исследования проводились при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект 17-44-630343 р_а.

Коды OCIS: 300.6450, 160.1435, 170.6510

Список источников:

1. Moawia M.K., Robert E.C. The etiology and prevalence of gingival recession // J. American Dental Association. 2003. № 134. С. 220–225.
2. Вольф Г.Ф., Эдит М., Ратейцхак К. Пародонтология. М.: МЕДпресс-информ, 2008. 548 с.
3. Александровская И.Ю. Планирование лечебных мероприятий при заболеваниях пародонта. М.: Медицинское информационное агентство, 2010. 56 с.
4. Zucchelli G., De Sanctis M.J. Treatment of multiple recession-type defects in patients with esthetic demands // J. Periodontol. 2000. V. 71. № 9. P. 1506–1514.
5. Носова М.А. Эффективность операции коронального смещения с пластикой твердой мозговой оболочкой «Лиопласт» для устранения множественных рецессий десны // Аспирантский вестник Поволжья. 2016. № 5–6. C. 103–106.
6. Носова М.А., Шаров А.Н., Волова Л.Т. Способ хирургического лечения множественных рецессий десны // Патент России № 2648855. 2018.
7. Chen H., Xu P.W., Broderick N. In vivo spinal nerve sensing in MISS using Raman spectroscopy // Proc. SPIE. 2016. V. 9802. P. 98021L-1–98021L-7.
8. Chen J.L., Duan L., Zhu W. Extracellular matrix production in vitro in cartilage tissue engineering // J. Transl. Med. 2014. V. 12. № 88. doi:[10.1186/1479-5876-12-98].
9. Волова Л.Т., Максименко Н.А., Волов Н.В. Способ пластики спинки носа // Патент России № 2631744. 2017.
10. Timchenko E.V., Tregub N.V., Taskina L.A., Selezneva E.A., Timchenko P.E. Optical methods for control of hydrogen influence on plants // Proc. SPIE. Remote Sensingand Modeling of Ecosystems for Sustainability XI. 2014. V. 9221. P. 922108.
11. Zaharov V.P., Timchenko E.V., Timchenko P.E., Zolotuhina A.D., Alembekov S.V. Alteration of hydrosphere optical properties by synthetic active compounds // Computer Optics. 2011. V. 35. № 2. P. 238–242.
12. Колосов В.Ю. Исследование наноматериалов методами сканирующей электронной микроскопии: методические указания. Екатеринбург: изд. Уральского государственного университета им. А.М. Горького, 2008. 17 с.
13. Гоулдстейн Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. М.: Мир, 1984. 305 c.
14. Koljenovic S., Schut T.B., Vincent A., Kros J.M., Puppels G.J. Detection of meningioma in dura mater by Raman spectroscopy // Analyt. Chem. 2005. V. 77. № 24. P. 7958–7965.
15. Anderson T.A., Kang J.W., Gubin T., Dasari R.R. Raman spectroscopy differentiates each tissue from the skin to the spinal cord: A novel method for epidural needle placement // Anesthesiology. 2016. V. 125. № 4. P. 793–804.
16. Timchenko P.E., Timchenko E.V., Pisareva E.V., Vlasov M.Yu., Red’kin N.A., Frolov O.O. Spectral analysis of allogeneic hydroxyapatite powders // IOP Conf. Series: J. Phys.: Conf. Series. 2017. V. 784. P. 012060.
17. Koljenovic S., Schut T.B., Vincent A. Detection of meningioma in dura mater by Raman spectroscopy // Analyt. Chem. 2005. V. 77. № 24. P. 7958–7965.
18. Timchenko E.V., Timchenko P.E., Volova L.T., Pershutkina S.V., Shalkovsky P.Y. Optical analysis of aortic implants // Optical Memory and Neural Networks. 2016. V. 25. № 3. P. 192–197.
19. Zhao J., Lui H., McLean D.I., Zeng H. Automated autofluorescence background subtraction algorithm for biomedical Raman spectroscopy // Appl. Spectrosc. 2007. V. 61. P. 1225–1232.
20. Timchenko E.V., Timchenko P.E., Volova L.T., Dolgushkin D.A., Shalkovsky P.Y., Pershutkina S.V. Detailed spectral analysis of decellularized skin implants // J. Phys.: Conf. Series. 2016. V. 737. № 012050. P. 1–4.
21. Motulsky H.J., Christopoulos A. Fitting models to biological data using linear and nonlinear regression. A practical guide to curve fitting. GraphPad Software Inc. San Diego CA., 2003. 352 p.
22. Thomas G.J. Raman spectroscopy of viruses and protein-nucleic acid interactions // The SPEX Speacker Industries Inc. 1976. V. 21 № 4. P. 1–12
23. Shetty G., Kedall C., Shepherd N., Stone N., Barr H. Raman spectroscopy: Evaluation of biochemical changes in carcinogenesis of oesophagus // British J. Cancer. 2006. V. 94. P. 1460–1464.
24. Cristina M.M., Halmagyi A., Mircea D.P., Ioana P. FT-Raman signatures of genomic DNA from plant tissues // Spectroscopy. 2009. V. 23. P. 59–70.
25. Rudd T.R., Hussain R., Siligardi G., Yates E.A. Raman and Raman optical activity of glycosaminoglycans // Chem. Commun. 2010 V. 46. № 23 P. 4124–4126.
26. Malini R., Venkatakrishma K., Kurien J. Discrimination of normal, inflammatory, premalignant, and malignant oral tissue: A Raman spectroscopy study // Biopolymers. 2006. V. 81. № 3. P. 179–193.
27. Lakshimi R.J., Kartha V.B., Krishna C.M., Solomon J.G.R., Ullas G. Tissue Raman spectroscopy for the study of radiation damage: Brain irradiation of mice // Radiation Research. 2002. V. 157. P. 175–182.
28. Krafft C., Neudert L., Simat T., Salzer R. Near infrared Raman spectra of human brain lipids // Spectrochimica. 2005. V. 61. P. 1529–1535.
29. Ruiz-Chica A.J., Medina M.A., Sanchez-Jimenez F., Ramirez F.J. Characterization by Raman spectroscopy of conformational changes on guanine-cytosine and adenine-thymine oligonucleotides induced by aminooxy analogues of spermidine // J. Raman Spectroscopy. 2004. V. 35. P. 93–100.
30. Cheng W.-T., Liu M.-T., Liu H.-N., Lin S.-Y. Micro-Raman spectroscopy used to identify and grade human skin pilomatrixoma // Microscopy Research and Technique. 2005. V. 68. P. 75–79.
31. Martens H., Naes T. Multivariate calibration. Wiley, 1991. 419 p.