10 октября – 16 декабря 2011г

10 октября – 16 декабря 2011г.

Всероссийская заочная научная конференция для молодых ученых, студентов и школьников 

«Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» 

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Саратовский государственный технический 

университет имени Гагарина Ю.А. 

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОМЕДИЦИНСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

Сборник материалов 

Всероссийской заочной научной конференции 

для молодых ученых, студентов и школьников 

Саратов 2011 

2

10 октября – 16 декабря 2011г. 

УДК 573.6; 57.089:616-7; 616-089.843; 573.6.086.83 

ББК 28.0; 30.3 

Материалы Всероссийской заочной научной конференции для молодых ученых, 

студентов и школьников «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии»: 

электронное научн. издание. – ФГУП НТЦ «Информрегистр», Депозитарий 

электронных изданий, 2011 – 191с. 

В сборнике представлены материалы Всероссийской заочной научной 

конфренции для молодых ученых, студентов и школьников «Актуальные вопросы 

биомедицинской инженерии», которая проходила с 10 октября по 16 декабря 2011 года 

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

соответствии с приказом СГТУ № 1217-П от 17.10.2011г. 

Основными целями проводимой конференции были выявление и развитие у ее 

участников творческих способностей и интереса к изучению междисциплинарного 

направления науки – биомедицинской инженерии, создание условий для выявления 

одаренной и талантливой молодежи с целью их дальнейшего интеллектуального 

развития и профессиональной ориентации. 

Сборник предназначен для широкой аудитории читателей, в частности 

школьников, студентов, аспирантов, магистрантов, молодых ученых, интересующихся 

современными проблемами биомедицинской инженерии. 

Организационный комитет 

Председатель – Лобачева Г.В., проректор СГТУ по УР, д.и.н., профессор. 

Сопредседатель – Лясникова А.В., зав. каф. БМА МСФ СГТУ, д.т.н., профессор. 

Члены оргкомитета: Давиденко О.Ю., декан МСФ СГТУ, профессор, д.т.н.; 

Фетисов Г.П., зав. каф. «Материаловедение и ТКМ» МАИ, профессор, г. Москва; 

Елинсон В.М., МАТИ им. К.Э. Циолковского, профессор, д.т.н., г. Москва; 

Лепилин А.В., зав. каф. хирург. стом. и ЧЛХ СГМУ им. В.И. Разумовского, профессор, 

д.м.н.; Каменских Т.Г., зав. каф. глазных болезней СГМУ им. В.И. Разумовского, 

профессор, д.м.н.; Скрипаль А.В., зав. каф. мед. физики СГУ им. Н.Г. Чернышевского, 

профессор, д.ф.-м.н.; Лясников В.Н., зав. каф. ФМТМ СГТУ, профессор, д.т.н.; 

Перинский В.В., профессор каф. ФМТМ СГТУ, д.т.н.; Дударева О.А., доцент каф. БМА 

СГТУ, к.т.н.; Суетенков Д.Е., зав. каф. детской стоматологии и ортодонтии СГМУ им. 

В.И. Разумовского, доцент, к.м.н. 

Ответственный секретарь – Перинская И.В., доцент каф. БМА СГТУ, к.т.н. 

Ответственность за содержание и достоверность сведений, 

представленных в материалах конференции, возлагается на авторов. 

© Саратовский государственный 

технический университет 

имени Гагарина Ю.А., 2011 

© Авторы статей 

3



СОДЕРЖАНИЕ 

1. ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНЫ И ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА ..................................................................... 8 

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ОРТОДОНТИЧЕСКОГО МИНИИМПЛАНТАТА 

С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 

В.А. КОШУРО, О.А. ДУДАРЕВА.................................................................................................................... 9 

РОССИЙСКИЕ И ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

А.О. ЛОЗОВОЙ ........................................................................................................................................... 14 

ИСКУССТВЕННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ 

А.Г. АВАКЯН, А.Г. АВАКЯН ....................................................................................................................... 16 

ВИДЫ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

Ю.И. ПУГАЧЕНКО...................................................................................................................................... 19 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НОВШЕСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОЙ 

ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ 

К.К. СКРИПАЧЕНКО ................................................................................................................................... 21 

ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНЫ И ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА 

Е. В. ПОДГОРНАЯ, Т.Г. ОТАРЯН ................................................................................................................. 23 

СКЕЛЕТНАЯ ОПОРА В СТОМАТОЛОГИИ: ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 

Е.А. ЛАРЬКИНА.......................................................................................................................................... 29 

ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ 

М.С. ЗАЙЦЕВА ........................................................................................................................................... 31 

2. УСПЕХИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ...................................................................................................... 41 

ОБ ОПЫТЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ПОЛИМЕРАЗНОЙ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ 

ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ КЛЕЩЕЙ 

В.А. СМОЛЬЯНИНОВА ................................................................................................................................ 42 

УСПЕХИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

А.К. ПРОКОПЕНКОВА................................................................................................................................. 43 

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ 

А.Г. АВАКЯН, Н.А. ПЕТРОВА ..................................................................................................................... 44 

УСПЕХИ И ПРОБЛЕМЫ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

А. В. ИОНЦЕВА .......................................................................................................................................... 52 

3. БИОТЕХНОЛОГИЯ............................................................................................................................... 53 

ПЛАЗМИДНАЯ ДНК И ФЕРМЕНТ ДНК-АЗА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, 

ПРИМЕНЯЕМЫХ В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ ПАРОДОНТИТА 

А.Ю. КРОПОТИНА, Н.А. ВУЛАХ, В.М. МОРГУНОВА, Е.С. ДЬЯКОВА........................................................... 54 

НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ БИОТЕХНОЛОГИИ 

В.В. ФИЛАТОВА......................................................................................................................................... 55 

СОЗДАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КЛЕТКАХ С ПОМОЩЬЮ 

ПОДЛОЖКИ ИЗ МАТЕРИАЛА ГИДРОГЕЛЯ 

О.А. ДИНИСЛАМОВА.................................................................................................................................. 56 

СОВРЕМЕННЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ 

А.А. КАПЛЕЙ ............................................................................................................................................. 57 

НОВЕЙШИЕ БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОФТАЛЬМОЛОГИИ 

М.В. КУЗНЕЦОВА....................................................................................................................................... 58 

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ 

БИОИНЖЕНЕРНЫХ ЗУБОВ 

Ф.М. БЕКИРОВА......................................................................................................................................... 60 

4. МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ............................................. 62 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И РЕЖИМОВ 

ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ НА СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ 

БИОСОВМЕСТИМЫХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ 

И.П. ГРИШИНА, О.А. МАРКЕЛОВА, Р.Р. АБСАЛЯМОВА, А.В. МОРКОВКИНА............................................... 63 

КЛАССИФИКАЦИЯ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ 

БИОАКТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ДЕНТАЛЬНЫЕ ИМПЛАНТАТЫ 

А.Г. АВАКЯН, М.С. МИШИНА, В.А. ПРОТАСОВА, А.С. ХОЛДЯКОВА .......................................................... 73 

МОДИФИЦИРОВАННОЕ ГИДРОКСИАПАТИТОВОЕ ПОКРЫТИЕ ДЕНТАЛЬНЫХ 

ИМПЛАНТАТОВ 

4


Е.С. КРАСНИКОВА, О.С. МОСТОВАЯ .......................................................................................................... 74 

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЛАЗМОНАПЫЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ЭНДОПРОТЕЗОВ 

ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ 

НАПЫЛЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ 

И.П. ГРИШИНА, О.А. ДУДАРЕВА, О.А. МАРКЕЛОВА ................................................................................... 78 

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ СУШКИ МИКРОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА 

ГИДРОКСИАПАТИТА КАЛЬЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИННОВАЦИОННЫХ 

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 

Ю.В. САМОХВАЛОВ, В.А. ПРОТАСОВА ...................................................................................................... 83 

ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛИ В ТОКСИКОЛОГИИ 

Н.А. ПЕРЕХВАЛЬСКИЙ ............................................................................................................................... 84 

ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ 

В РАСТВОРЕ ЩЕЛОЧИ NAOH НА ДЕТАЛЯХ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 

В.С. НАРШИНОВА ...................................................................................................................................... 85 

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ БИОАКТИВНЫХ 

ПОКРЫТИЙ ВНУТРИКОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

Е.Ю. ПОШИВАЛОВА, И.Л. КОТЕЛЬНИКОВА................................................................................................ 87 

МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ 

А.Д. СМИРНОВА......................................................................................................................................... 88 

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССА ИЗМЕНЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ 

ВОЛЬФРАМА ГИДРОКСИАПАТИТА ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ БРАБОТКЕ СО СТЕПЕНЬЮ 

ИХ КРИСТАЛЛИЧНОСТИ 

С. В. ВЕСЕЛУХИНА..................................................................................................................................... 90 

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССА ИММОБИЛИЗАЦИИ МИКРОЧАСТИЦ БИОСОВМЕСТИМЫХ 

ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МАКРОЧАСТИЦАХ ГИДРОКСИАПАТИТА 

С РАЗМЕРАМИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЗЕРЕН 

С. В. ВЕСЕЛУХИНА..................................................................................................................................... 92 

АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ НАПЫЛЕНИИ 

Е.О. ПЕРЕХОДЦЕВА, М.С. МИШИНА, В.А. ПРОТАСОВА.............................................................................. 94 

5. НАНОМАТЕРИАЛЫ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ....................................................................... 97 

СОЗДАНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ БИОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ПЛАЗМЕННЫМ 

НАПЫЛЕНИЕМ С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ МОДИФИКАЦИЕЙ 

В.А. ПАПШЕВ, Н.С. ТАМБОВЦЕВ ............................................................................................................... 98 

НАНОТЕХНОЛОГИИ В КОСМЕТОЛОГИИ 

В.В. КУЗНЕЦОВ.......................................................................................................................................... 99 

УНТ В ЛЕЧЕНИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА 

К.В. ЕРКИНА, Д.Д. ЛИТУС........................................................................................................................ 103 

НАНОМАТЕРИАЛЫ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ – КАК НАЧАЛО НОВОЙ ЖИЗНИ 

А.А. РАЗВИН............................................................................................................................................ 104 

МОДЕЛЬ ИОННО-ЛУЧЕВОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ 

МАТЕРИАЛОВ ИМПЛАНТОЛОГИИ 

И.В. ПЕРИНСКАЯ, В.В. ПЕРИНСКИЙ, В.В. КРЫНОЧКИНА.......................................................................... 105 

ПЛАЗМОНАПЫЛЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ ВНУТРИКОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ, 

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КЕРАМИКОЙ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛООКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 

С.В. ТЕЛЕГИН, А.А. ФОМИН, А.Б. ШТЕЙНГАУЭР ..................................................................................... 113 

ИОННО-ЛУЧЕВАЯ НАНОСТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ 

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ОРТОПЕДИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ИМПЛАНТОЛОГИИ 

О.Д. МУКТАРОВ, Ю. В. САМОХВАЛОВ ..................................................................................................... 114 

УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ВНУТРИКОСТНЫХ ТИТАНОВЫХ 


О.Д. МУКТАРОВ, Ю.В. САМОХВАЛОВ...................................................................................................... 115 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАКРО-, МИКРО- И НАНОПОРИСТОЙ 

СТРУКТУРЫ ПРИ СОЗДАНИИ ИННОВАЦИОННЫХ ВНУТРИКОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

А.Г. АВАКЯН, В.А. ПРОТАСОВА, М.С. МИШИНА, Е.В. ГОМОН................................................................. 116 

6. ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ 

В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ............................................................................................. 118 

ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ И ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ 

Е.А. СЕМЕНОВА, В.Г. ХОХЛЮТИНА ......................................................................................................... 119 

5



ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

Е.В.ФИЛИППОВА ..................................................................................................................................... 126 

7. МЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА ............................................................................................................. 131 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТОЙ ТОМОГРАФИИ В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 

ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТА «ЛУЦЕНТИС» У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКИМ ТИПОМ 

ТРОМБОЗА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ВЕНЫ СЕТЧАТКИ И ЕЕ ВЕТВЕЙ 

Ю.С. БАТИЩЕВА...................................................................................................................................... 132 

ПРОДВИЖЕНИЕ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ПРИБОРА ГИМС-01 «ВЕКТОР-МС» 

НА РЫНОК МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ 

Д.В. ПОЛОВНИКОВА ................................................................................................................................ 133 

РЕАБИЛИТАЦИЯ ЛОКТЕВОГО СУСТАВА МЕТОДАМИ МЕХАНОТЕРАПИИ 

Е.С. ТАРАСОВА........................................................................................................................................ 134 

АППАРАТ ЭЛЕКТОРОСТИМУЛЯТОР-АНАЛЬГЕЗАТОР 

Г.Р. БАХТЕЕВА, Ю.М. РАЙГОРОДСКИЙ, В.Г. НОЗДРАЧЕВ ......................................................................... 135 

ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС КОГНИТИВНОЙ СТИМУЛЯЦИИ 

А.В. ТОМАШВИЛИ, А.А. ИНДЮХИН, М.Ю. ЛАВРИНЕНКО, В.С. СУХАНОВА ............................................. 136 

СПЕКТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ 

ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ 

В. С. СИДЕЛЬНИКОВА............................................................................................................................... 137 

8. НОВЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ..................................................................................... 139 

ОРГАНИЗАЦИЯ ДИСТАНЦИОННОЙ (ТЕЛЕМЕДИЦИНСКОЙ) КАРДИОЛОГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ 

НАСЕЛЕНИЮ УДАЛЕННЫХ РАЙОНОВ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ 

Е.С. ЧЕКУНОВА........................................................................................................................................ 140 

ТЕЛЕМЕДИЦИНА 

Д.А. КАПЛЕЙ ........................................................................................................................................... 141 

СОВРЕМЕННЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ 

ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 

О.Л. ИГНАТОВА ....................................................................................................................................... 142 

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА МАГНИТНОЙ СИМПАТОКОРРЕКЦИИ 

В ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМОЙ 

Е.В. ВЕСЕЛОВА........................................................................................................................................ 143 

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

БЕЛКА В МОЧЕ 

А.М. МИННИРАХИМОВА, М. И. СОЛДАТКИНА ......................................................................................... 144 

КОМПЛЕКСНАЯ ДИАГНОСТИКА ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ 

Н.Р. ЛОПАТИНСКАЯ, А.А. САГАЙДАЧНЫЙ ………………………………………………………………….146 

ДИАГНОСТИКА ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА СОМАТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ 

В.А. ФЕДОРОВА ....................................................................................................................................... 147 

КЛИНИКО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОТОВОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ КАРИЕСЕ 

ПО ДАННЫМ МОНИТОРИНГА 

Ю.Н. АРТЕМЕНКО, Н.В. БУЛКИНА, А.Ю. КРОПОТИНА, 

С.В. ПАРФЕНОВА, В.М. МОРГУНОВА, Н.А. ВУЛАХ ................................................................................. 148 

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕСТНОГО ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН 

(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) 

А.В. ЧЕРДАКОВ........................................................................................................................................ 151 

ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ГЕМОГРАММ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА 

О.М. АРЦЫБАШЕВА ................................................................................................................................. 153 

ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ 

НЕВРОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ 

А.А. ИНДЮХИН, А.А. ГРАДОВИЧ, А.В. БАТАЛИНА, А.В. КРАСНОВА........................................................ 158 

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ КОГНИТИВНЫХ РЕАКЦИЙ 

А.А. ИНДЮХИН, Л.В. КОЗЛОВА, Н.М. ГУБИНОВА.................................................................................... 159 

МЕЖПОЛУШАРНАЯ АСИММЕТРИЯ 

Ш.О. ИЗНУЛЛАЕВА.................................................................................................................................. 160 

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОРА 

С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ОТСЛОЙКЕ СЕТЧАТКИ 

Е.И. КОЛБЕНЕВ ........................................................................................................................................ 163 

6


АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ГЛАЗНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ 

ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ 

Р.В. КАЛМЫКОВ, М.К. КАЛМЫКОВА ....................................................................................................... 164 

9. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ................................... 166 

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ 

ДИСПЛАЗИИ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА 

А.А. МИЛЮТИНА, А.Н. СТЕПАНОВА........................................................................................................ 167 

МЕТОД ВЕРОЯТНОСТНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ 

КРОВЕТВОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 

И.М. САЛТАНОВИЧ .................................................................................................................................. 173 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПАРАМЕТРОВ ГЕМОГРАММЫ 

ПРИ ЛЕЧЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДЕФИЦИТНОЙ АНЕМИИ В ЗАВИСИМОСТИ 

ОТ ВОЗРАСТА ПАЦИЕНТОВ 

Д.М. БРАЖКИНА ...................................................................................................................................... 175 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЕМОГРАММЫ 

ПРИ ЛЕЧЕНИИ ОНКОЗАБОЛЕВАНИЙ КРОВЕТВОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 

В. Н. ВОРУШИЛИНА ................................................................................................................................. 176 

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕГО АНАЛИЗА КРОВИ ЛИЦ ДЕТСКОГО И ЮНОШЕСКОГО 

ВОЗРАСТА С ПОМОЩЬЮ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА 

Д.М. НЕТРЕБИЧ........................................................................................................................................ 184 

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОСВЯЗИ ГЕМОГРАММЫ 

РОЖЕНИЦЫ И НОВОРОЖДЕННОГО 

С.И. ПАСИЧНИЧЕНКО............................................................................................................................... 185 

ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЦЕНКИ 

И АНАЛИЗА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТРЕЛКА 

А.С. МИРОНОВА ...................................................................................................................................... 187 

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОБРАЗОВ МЫСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА 

КОГНИТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ 

М.Ю. ЛАВРИНЕНКО, М.Ю. ЛАВРИНЕНКО ................................................................................................ 188 

КОМПЬЮТЕР И ЗДОРОВЬЕ 

М.В. КУЛИКОВА, М.П. ИЗМАЙЛОВА ........................................................................................................ 189 

7



1. ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНЫ И ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА 

8


ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ОРТОДОНТИЧЕСКОГО 

МИНИИМПЛАНТАТА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ 

ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 

В.А. Кошуро, О.А. Дударева 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Лясникова А.В., 

к.м.н., доцент Суетенков Д.Е.* 

Саратовский государственный технический университет 

имени Гагарина Ю.А., г. Саратов 

*Саратовский государственный медицинский университет 

имени Разумовского В.И, г. Саратов 

Одним из основных требований ортодонтического лечения является 

наличие опоры, относительно которой производится перемещение зубов. В 

настоящее время широкое распространение получили ортодонтические 

миниимплантаты – временные имплантаты, не требующие 

остеоинтеграции, и благополучно удаляемые после их использования в 

качестве ортодонтической опоры. Миниимплантаты – это миниатюрные 

винты, изготовленные из биоинертных материалов, чаще всего из сплавов 

титана. 

При использовании миниимплантатов результаты ортодонтического 

лечения более предсказуемы, так как ход лечения полностью 

контролируется врачом и не зависит от пациента. 

Многие существующие системы миниимплантатов не 

предусматривают фиксацию прямоугольных ортодонтических дуг, что 

сокращает показания к применению миниимплантатов. Значительный 

диаметр большинства миниимплантатов затрудняет их установку при 

скученном положении зубов, а высокий процент отторжений и поломок 

мини-имплантатов приводит к увеличению сроков ортодонтического 

лечения. Эти недостатки явились предпосылкой к совершенствованию 

конструкции миниимплантатов, более удобной в использовании для 

ортодонта, подбору материала с необходимыми механическими 

свойствами. 

В результате сравнения механических свойств различных сплавов на 

основе титана был выбран сплав ВТ6 (ГОСТ 19807-91) [1]. Химический 

состав и механические свойства сплава ВТ6 (табл. 1, 2) близки к сплаву 

Ti 6 Ai 4 Va, рекомендованному для изготовления мини-имплантатов [2-4]. 

9



Таблица 1 

Химический состав в % материала ВТ6 

Fe C Si V N Ti Al Zr O H Примес 

ей 

до 

0,3 

до 

0,1 

до 

0,15 

3.5 – 

5,3 

до 

0,05 

86.485 

– 91,2 

5.3 – 

6,8 

до 

0,3 

до 

0,2 

до 

0,015 

прочих 

0,3 

*Примечание: Ti - основа; процентное содержание Ti дано приблизительно. 


Механические свойства материала ВТ6 при Т=20 o С 

Сортамент Sв, МПа d5, 

% 

Y, 

% 

KCU, 

кДж / м2 

Термообр. 

Пруток 900- 

1100 

Пруток 1100- 

1250 

Штамповка 950- 

1100 

8-20 20-45 400 Отжиг 

6 20 300 Закалка и 

старение 

10-13 35-60 400-800 Отжиг 

* Обозначения: Sв - предел кратковременной прочности, МПа; d5- относительное удлинение при 

разрыве, %; y - относительное сужение, %; KCU - ударная вязкость, кДж / м 2 

Согласно рекомендациям данным разработчиками ортодонтических 

миниимплантатов AbsoАnchor (Dentos, Южная Корея), миниимплантаты 

должны иметь малый диаметр 1.2-2.0 мм, позволяющий устанавливать их 

во многие «сложные» участки ротовой полости, например между корнями 

соседних зубов. Имплантаты такого диаметра должны выдерживать 

ортодонтическую нагрузку до 450 г, однако следует помнить, что 

необходимые внутриротовые ортодонтические силы редко превышают 300 

г [5,6]. Длина миниимплантата должна быть не менее 6 мм для верхней 

челюсти, и не менее 5 мм для нижней челюсти, в связи с тем, что 

имплантат должен обеспечивать стабильную опору для лигатур и 

эластичных приспособлений [4]. 

В качестве прототипа были выбраны миниимплантаты AbsoАnchor 

фирмы Dentos (Южная Корея), изображенные на рис. 1. 

10


Рис. 1. Миниимплантаты AbsoАnchor фирмы Dentos (Южная Корея) [3] 

Использовав информацию, полученную из литературных 

источников [3,4,5-10], была спроектирована конструкция миниимплантата 

представленная на рис. 2. 

11



Рис. 2. Разработанная конструкция миниимплантата 

Во время эксплуатации, миниимплантат испытывает нагрузку, а 

именно: 

1) При установке происходит воздействие на мини имплантат в виде 

кручения, с максимальным вращающим моментом M max = 0,5 кг∙см=0,05 

Н∙м = 50 Н∙мм, допустимая величина крутящего момента составляет М доп = 

1 кг∙см = 0,1 Н∙м =100 Н∙мм, при увеличении крутящего момента 

имплантат ломается [4]. 

2) При нагружении во время эксплуатации происходит воздействие 

на мини имплантат в виде изгиба с максимальной нагрузкой F max = 450г = 

4,5 Н, а средняя нагрузка не превышает F = 300г=3Н [4]. 

Исходя из приведенных данных, был проведен проверочный расчет 

конструкции на кручение и изгиб в опасном сечении. Таким сечением 

является минимальный диаметр миниимплантата, а именно диаметр 

впадин у резьбы, равный d = 1 мм. 

Согласно расчетам максимальное напряжение на кручение, 

возникающее при установке миниимплантата равно τ max = 255 Н/мм 2 , а 

критическое напряжение, которое выдержит данная конструкция 

составляет [τ] кр = 510,2 Н/мм 2 , следовательно данная конструкция 

выдержит нагрузку возникающую при установке миниимплантата. 

Согласно расчету прочности на изгиб, конструкция выдержит 

нагрузку в 4,5 Н на изгиб в опасном сечении диаметром d = 1 мм. 

Для проверки характеристик разработанной конструкции миниимплантата 

был проведен эксперимент. Функциональная схема 

экспериментальной установки для испытания на изгиб представлена на 

рис. 3. В качестве образца использовался экспериментальный образец 

миниимплантата, изготовленный из сплава на основе титана, по 

конструкционным характеристикам близкий к прототипу и к 

разработанной конструкции. 

12


Рис. 3. Функциональная схема экспериментальной установки 

для испытания на изгиб 

Предельная нагрузка на имплантат, согласно показаниям 

динамометра, составила Р = 0,1 кгс = 1Н. 

Нагрузка на изгиб воздействует на имплантат через рычаг длиной l 

= 135,5 мм. Опасное сечение у данного вида имплантатов находиться на 

расстоянии l 1 = 4,5мм. Для определения предельной нагрузки на изгиб 

опасного сечения воспользуемся следующей формулой: 

где: к= l / l 1 = 135,5/4,5= 30,11 

Р 1 = Р ∙ к, Н, 

Р 1 = 1∙30,11= 30,11 Н. 

Таким образом, результаты теоретических расчетов и 

экспериментальных исследований на модельном образце свидетельствуют, 

что конструкция миниимплантата разработана с большим запасом 

прочности, который в дальнейшем позволит уменьшить размеры 

проектируемого изделия с целью повышения удобства его использования. 

Литература 

1. ГОСТ 19807-91 Титан и сплавы титановые деформируемые. 

2. Интернет-сайт: http://www.splav.kharkov.com 

3. Интернет-сайт: http://dev.orthos.ru 

13



4. Jae-Hyun Sung, Нее-Moon Kyung, Seong-Min Ваe, Hyo-Sang Park, 

Oh-Won Kwon, James A. McNamara,Jr.// Микроимпланты в ортодонтии.- 

Kyungpook National University, Daegu, Korea, 2006 – 27с. 

5.Интернет-сайт: http://www.dentalinfo.ru 

6. Kuroda S, Sugawara Y, Deguehi T, Kyung HM, Takano Yamamoto T. 

// Clinical use of miniscrew implants as orthodontic anchorage: Success rate and 

postoperative discomfort. Okayama University, Japan. Unpublished data, 2004. 

7. Механика ортодонтического лечения техникой прямой дуги // 

Беннетт Дж., Маклафлин Р. / Под редакцией проф. П.С.Флиса, 

М.С.Дрогомирецкой. Перевод с английского. // Львов: ГалДент, 2001. - 265 

с. 

8. Систематизированная механика ортодонтического лечения / 

Маклафлин Р., Беннетт Дж., Тревизи Х. // Львов: ГалДент, 2005.- 324 с. 

9. Textbook of Orthodontics // Bishara Samir E. - Изд.: Saunders, 2001 

– 592с. 

10. Лингвальная ортодонтия. Законченная техника, шаг за шагом // 

Пабло Ишерри.- Изд.: Nexux ediciones, 2003 – 441с. 

РОССИЙСКИЕ И ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ ДЕНТАЛЬНЫХ 


А.О. Лозовой 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Дударева О.А. 



В современной стоматологии для исправления дефектов зубных 

рядов широко используются дентальные имплантаты. Потребность в 

протезировании с помощью имплантатов очень велика [1,2]. 

Специалистами Саратовского государственного технического 

университета имени Гагарина Ю.А. под руководством профессора 

Лясникова Владимира Николаевича при содействии хирурговимплантологов 

кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой 

хирургии Саратовского государственного медицинского университета 

имени Разумовского В.И. под руководством профессора Лепилина 

Александра Викторовича создан и уже 20 лет успешно применяется на 

территории РФ, а также за ее пределами комплект дентальных 

имплантатов (КИСВТ-СГТУ-01). Имплантаты этой серии не имеют 

аналогов в России из-за особого многослойного биоактивного покрытия, 

нанесенного при помощи плазменного напыления. За рубежом имплантаты 

14


с подобным покрытием применяются довольно давно, но стоят они в 2-3 

раза дороже отечественных [1,2]. 

Импланты «Rusimplant» производятся группой российских и 

немецких компаний «Русимплант» под брендом «НИКО». Разработкой 

имплантационной системы «Rusimplant» занимаются отечественные и 

зарубежные специалисты, а производством немецкая компания «Servo- 

Dental» в г. Хагене, Германия. Отличительной особенностью имплантатов 

«Rusimplant» является простота конструкции и надежность, а также 

высокое качество имплантационной системы, подтвержденное 

европейским сертификатом качества (СЕ 0044), что позволяет добиться 

гарантированно высоких результатов при проведении дентальной 

имплантации. Этому способствует также достаточно большой опыт 

специалистов компании «Русимплант», накопленный более чем за 10 лет 

существования на рынке стоматологических услуг [3]. 

В дентальной имплантологии предъявляются исключительно 

высокие требования к прецизионной обработке сопрягаемых поверхностей 

головки имплантата и опорного элемента зубного протеза (так называемой 

супраструктуры). Поэтому понятно, что для производства имплантатов и 

супраструктур используется самое современное высокоточное 

оборудование – станки с ЧПУ. Некоторые образцы оборудования, которые 

используются на московском предприятии ООО «Конмет» по выпуску 

дентальных имплантатов, в нашей стране имеются в количестве лишь 

нескольких единиц. Для изготовления имплантатов здесь используется 

технически чистый титан Grade 4 (ASTM F76-06) [4]. 

Astra Tech – это двухступенчатая система имплантирования из 

титана. Conical Seal Design – запатентованная конструкция, имеющая 

хорошие механические характеристики. Конструкция имплантата состоит 

из самого имплантата, винта-заглушки и абатмента, изготовленных из 

технически чистого титана с высокой точностью. В системе есть также 

компоненты, которые предназначены для протезирования и работы в 

лаборатории. Система имплантации АстраТек хорошо зарекомендовала 

себя в клинической практике [3]. 

Когда в 1985 году на американском рынке появились имплантаты 

«Bicon» длиной 8 мм, большинство других имплантатов в то время 

достигали как минимум 12-14 миллиметров. Однако, как показала 

клиническая практика, применение имплантатов Bicon позволяет 

эффективно и надежно замещать дефекты зубных рядов в тех случаях, 

когда применение имплантатов обычной длины (13-15мм) не 

представляется возможным. Эффективность и надежность имплантов 

Bicon обусловлена равномерным распределением нагрузки на 

окружающую костную ткань из-за их минимальной длины и соотношения 

длины и диаметра [3]. 

15



Импланты «Mis», производимые израильской компанией Medical 

Implant System, за 15 лет использования на рынках Европы, Северной 

Америки и Азии успели зарекомендовать себя с самой лучшей стороны. 

Секрет успеха имплантатов «Mis» заключается в том, что в их 

изготовлении используются как проверенные временем, так и новейшие 

технологические разработки в области биматериаловедения и биомеханики 

[3]. 


1. Лясникова А.В. Стоматологические имплантаты. Исследование, 

разработка, производство, клиническое применение / А.В. Лясникова, А.В. 

Лепилин, Н.В. Бекренев, Д.С. Дмитриенко. - Саратов: Сарат. гос. техн. унт, 

2006. - 254 с. 

2. Интернет-сайт: http://www.freeline.ru/plasimplant 

3. Интернет-сайт: http://www.dimitrovich.ru 

4. Интернет-сайт: http://www.conmet.ru 

ИСКУССТВЕННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ 

А.Г. Авакян, А.Г. Авакян* 

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



*Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя 

общеобразовательная школа № 2 г. Калининска Саратовской области» 

Искусственные механические органы – пожалуй, наиболее 

реалистичный на сегодня способ починить порядком износившееся тело, 

которому уже не поможет традиционный терапевтический «ремонт». Что 

касается других методов, то пересадка органов осложняется дефицитом 

доноров и биологической несовместимостью. А стволовые клетки, о 

которых так много говорят, к сожалению, пока слишком далеки от 

практического применения. 

Первыми искусственными органами, видимо, стоит считать зубные 

протезы. Позднее хирурги стали вживлять металлические суставы и 

связки, а затем появились и электронные протезы конечностей. Но назвать 

эти аппараты «революцией в искусственных органах» можно лишь с 

натяжкой. Конечно, они улучшают качество жизни, но прожить можно и 

16


без них. Для создания таких аппаратов главное – подобрать прочный, 

легкий и безопасный материал, изготовить из него нужную деталь и 

разработать технологию «установки» в человеческое тело [1]. 

Другое дело – наши внутренние органы. Миллионы людей ежегодно 

умирают от тяжелых болезней сердца, легких, печени и почек, и помочь им 

зачастую нет никакой возможности. Почти все изобретенные аппараты для 

поддержания жизни – искусственное легкое, печень или почки – занимают 

места не меньше, чем холодильник и рассматриваются лишь как временная 

мера. Как правило, пациент находится около такой машины постоянно и 

ожидает органа для пересадки. Но подходящих доноров удается найти 

далеко не всегда. 

Идеальные искусственные органы – это машины, которые будут 

работать десятки лет под большими нагрузками и не требовать какоголибо 

технического обслуживания. Скажем, мощность сердца человека в 

покое составляет чуть больше 3 Вт. Это значит, что за день оно совершает 

работу почти в 90 кДж. То есть «поднимает» тонну груза на четвертый 

этаж. При физической нагрузке, естественно, его производительность 

должна значительно возрастать. А теперь представьте, что такой аппарат 

еще должен умещаться в груди, иметь запас энергии, и не останавливаться 

ни на минуту в течение всей жизни [3]. 

Искусственные легкие – не менее сложная задача. Поверхность 

«оригинальных» дыхательных органов примерно равна теннисному корту. 

За одну минуту на ней двадцать раз равномерно «разливается» и убирается 

стакан крови. Кроме того, постоянно происходит самоочищение легких от 

сажи, пыли и других вредных частиц, которые мы вдыхаем. Если добавить, 

что такой орган по объему не должен превышать пяти литров, становится 

понятно, что работа над таким аппаратом еще очень далека от завершения 

[2,3]. 

Печень – тоже довольно маленький орган, в котором умещается 

«химический завод» и мощная система фильтрации. Только за одну 

минуту через нее проходит полтора литра крови, которую нужно очистить 

от продуктов жизнедеятельности, не нарушив при этом электролитный, 

гормональный и белковый баланс. Многие вещества, например — 

алкоголь, лекарства, жиры, не просто задерживаются в печени, но и 

перерабатываются в форму, наиболее удобную для выведения из 

организма. Кроме того, этот орган отвечает за синтез примерно литра 

желчи – эмульгатора пищевых жиров. 

Еще один орган, без которого человек прожить не может – это почка. 

Аппарат, его замещающий должен, как и печень, фильтровать всю кровь 

организма. Но на этом функция почек не заканчивается: их биологический 

«компьютер» анализирует состав крови и на основании этих данных 

поддерживает в очень узких пределах содержание практически всех 

растворенных в ней веществ [4]. 

17



Еще в 1938 году американские хирурги впервые использовали 

аппарат искусственного кровообращения. Аппарат AbioCor Денверской 

компании Abiomed – это настоящее искусственное сердце, которое 

заменяет оба желудочка и обеспечивает поступление крови в легкие и 

остальные органы человека. В приборе размером с грейпфрут и весом 900 

граммов находятся титановый насос, блок управления и батарея. Ее 

емкости хватает на 30 минут автономной работы, а зарядка происходит 

через кожу: то есть на поверхность тела не выходит никаких проводов. 

Внешняя батарея, носимая на поясе, позволяет оставаться без подзарядки 

несколько часов [4]. Такой аппарат предназначен для пациентов с 

конечной стадией сердечной недостаточности и неблагоприятным 

прогнозом. Причем, создатели аппарата заявляют, что он позволяет 

больным не просто «доживать», но гарантирует им вполне приемлемое 

качество жизни, даже занятие спортом. Первое сердце AbioCor было 

пересажено в 2001 году. С тех пор было установлено не более 20 

аппаратов, однако в компании смотрят на перспективы аппарата 

оптимистично и оценивают рынок в 100000 операций в год [4,5]. 

Аппарат VentrAssist, созданный австралийскими исследователями, в 

отличие от сердца AbioCor, не может полностью заменить природный 

орган. VentrAssist лишь помогает перекачивать кровь левому желудочку – 

самому нагруженному отделу сердца. 

Внутрь тела помещается лишь титановый роторный насос. Его 

ресурс разработчики оценивают как 50 лет непрерывной работы. 

Контроллер и батарею, емкости которой хватает на 8 часов, больной носит 

на поясе. 

По замыслу разработчиков, такой прибор должен помочь многим 

людям с сердечной недостаточностью. Однако в медицинской практике он 

появится лишь после соответствующего разрешения лицензирующих 

органов. Сердце AbioCor сейчас стоит чуть меньше 100 тысяч долларов, 

VentrAssist обойдется примерно в 50. Однако эта цена значительно меньше 

затрат, связанных с каждой пересадкой донорского сердца. 

Если учесть еще и те средства, которые уходят на медицинское 

обслуживание больных с сердечной недостаточностью, станет понятно: 

искусственное сердце не только полезно, но и выгодно для медицинской 

индустрии. А финансовые стимулы, как известно – самые сильные. В том 

числе и для технического прогресса. 

Остается только уточнить, что поддерживать этот прогресс ценой 

собственной жизни совершенно необязательно. При своевременной 

профилактике сердечных заболеваний собственное сердце может 

прослужить значительно дольше, чем 50 лет. И главное, практически 

бесплатно [5]. 

18



1. Интернет-сайт: http://transplantation.eurodoctor.ru/artificialorgan 

2. Интернет-сайт: http://whiteclinic.ru/iz-istorii-bolezni/iskusstvennieorgani 

3. Интернет-сайт: http://revolution.allbest.ru/biology/00389470_0.html 

4. Интернет-сайт: http://its-sport.at.ua/publ/163-1-0-1093 

5. Интернет-сайт: http://www.membrana.ru/particle/989 

ВИДЫ ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

Ю.И. Пугаченко 




Еще несколько лет назад для многих людей, лишенных всех или 

нескольких зубов, использование обычных съемных зубных протезов было 

связано со значительными проблемами в повседневной жизни. Такие 

простые вещи как еда и разговор были связаны с чувством неуверенности 

в себе. Сейчас времена изменились. Современные съемные протезы 

отвечают самым высоким требованиям, они удобны в использовании, 

обладают высокой износостойкостью и эстетическим видом. Множество 

исследований и большой клинический опыт показали, что зубные 

имплантаты – это надежный метод протезирования, который решает 

множество проблем, связанных с применением съемных протезов [1]. 

Дентальный имплантат – это конструкция, вживляемая в челюсть 

пациента. Конструкция, по сути, является искусственным корнем, 

титановой конструкцией, предназначенной для соединения с твердыми 

тканями челюсти с последующим сращением. В дальнейшем на этот 

корень устанавливается протез. Имплантация представляет собой новый, 

совершенно потрясающий шаг вперед в зубном протезировании. 

Существует много предубеждений против имплантатов, основанных в 

основном на неверных или устаревших сведениях. За последние годы 

имплантация шагнула так далеко вперед, что у неё практически не 

осталось недостатков. 

Классификация стоматологических имплантатов может 

предусматривать их основное деление: 

1) по материалу имплантата: 

-биотолерантные (нержавеющая сталь, хром-кобальтовый сплав); 

19



-биоинертные (титан, цирконий, золото, корундовая керамика, 

стеклоуглерод, никелид титана); 

-биоактивные (покрытия металлических имплантатов гидроксиапатитом, 

трикальцийфосфатной керамикой). 

2) по форме: 

- винтовые; 

- цилиндрические; 

- пластиночные; 

- в форме натурального зуба; 

- трубчатые и др. 

3) по способу размещения в челюсти и выполняемым функциям на 

несколько классов: 

- внутрикостные (эндооссальные) имплантаты; 

- поднадкостничные имплантаты; 

- чрезкостные имплантаты [2,3]. 

Хорошим результатом протезирования дентальными имплантатами 

считается, если срок их службы составил 5-10 лет, однако дентальные 

имплантаты могут служить и свыше десяти лет. На срок службы 

имплантата большое влияние оказывает также качество изготовления и 

установки коронки, которая должна обеспечивать возможность 

правильной гигиены. Важным фактором, влияющим на срок службы 

дентальных протезов, является соблюдение гигиены полости рта и 

регулярное посещение стоматолога. При правильной гигиене грамотно 

установленный, качественный имплантат может служить не менее 25 лет. 

Современные имплантаты – это гарантия длительного использования при 

соблюдении элементарных врачебных рекомендаций [1-3] . 


1. Лясникова А.В., Лепилин А.В., Бекренев Н.В., Дмитриенко Д.С. 

Стоматологические имплантаты. Исследование, разработка, производство, 

клиническое применение / А.В. Лясникова, А.В. Лепилин, Н.В. Бекренев, 

Д.С. Дмитриенко. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. - 254 с. 

2. Лясникова А.В. Дентальные имплантаты и плазменное напыление 

в технологии их производства / В.Н. Лясников, А.В. Лепилин, А.В. 

Лясникова, Д.А. Смирнов. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004. - 192 с. 

3. Лясникова А.В. Материалы и покрытия в медицинской практике / 

В.Н. Лясников, А.В. Лясникова, Т.Г. Дмитриенко. - Саратов: Научная 

книга, 2011. - 300 с. 

20


ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НОВШЕСТВА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ 

ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ 

К.К. Скрипаченко 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Дударева О.А. 



В человеческом организме нет лишних органов, и повреждение или 

отказ любого из них – критически опасно. Но хуже всего дело обстоит, 

пожалуй, с почками. Недаром природа наделила большинство из нас 

именно двумя, а не одной почкой. 

Хроническая почечная недостаточность (ХПН) – патологическое 

состояние, характерной чертой является полная или частичная утрата 

функций почек [1,2]. 

Гемодиализ – эффективный метод лечения больных ХПН. 

Методика гемодиализа и аппараты «искусственная почка» непрерывно 

совершенствуются [3]. 

Искусственная почка (гемодиализатор) – аппарат для замещения 

функции почек. Основной задачей аппарата является очищение крови от 

токсичных веществ, в том числе продуктов метаболизма. При этом объём 

крови в пределе организма остаётся постоянным. 

Обычная искусственная почка – это агрегат размером со шкаф со 

сложной системой циркуляции жидкости. Благодаря врачамэкспериментаторам 

появилась биосинтетическая почка [4]. Она 

представляет собой пластиковый картридж, внутри которого в 

пластиковых волокнах располагаются живые почечные клетки (рис. 1). 

Рис. 1. Биосинтетическая почка 

Существует так же портативный аппарат, называемый 

«Автоматизированная носимая искусственная почка» (рис. 2). Она 

осуществляет перитонеальный диализ, при котором в брюшную полость 

21



вводится специально подобранный раствор – диализат, уносящий с собой 

удаляемые из крови токсины [5]. 

Рис. 2. Портативный вариант искусственной почки 

В 2010 году в США был разработан имплантируемый в организм 

гемодиализный аппарат (рис. 3). Прибор работает за счет давления крови 

пациента. Имплантат содержит систему микрофильтров, биореактор 

имитирует принцип работы почки. Культура клеток почечных канальцев 

находится на полимерном носителе и обеспечивает обратную реабсорбцию 

воды, что позволяет значительно повысить эффективность и полностью 

отказаться от необходимости трансплантации донорской почки [6]. 

Рис. 3. Имплантируемый в организм гемодиализный аппарат 

Подлинной революцией станут вживляемые биосинтетические 

органы, клетки которых смогут получать питательные вещества прямо от 

организма. Внедрение имплантируемой искусственной почки в практику 

может повысить продолжительность и качество жизни больных. Но такие 

устройства – это вопрос будущего. 


1. Николаев А.Ю., Милованов Ю.С. Лечение почечной 

недостаточности. Руководство для врачей, 2011 г. – 592 с. 

2. Ермоленко В.М., Николаев А.Ю. Острая почечная 

недостаточность, 2010 г. – 240с. 

3. Стецюк Е.А.Основы гемодиализа.– М.: Гэотар-Мед, 2001.– 320 с 




22


ИСКУССТВЕННЫЕ ОРГАНЫ И ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА 

Е. В. Подгорная, Т.Г. Отарян 

Научный руководитель: учитель биологии Сорокина Т.А. 

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение 

«Средняя общеобразовательная школа №9» 

Энгельсского муниципального района Саратовской области 

Идеи о замене больных органов здоровыми возникли у человека 

еще несколько веков назад. Но несовершенные методы хирургии и 

анестезиологии не позволяли осуществить задуманное. Поэтому в 

современном мире трансплантация органов заняла достойное место в 

лечении терминальных стадий многих заболеваний. Были спасены тысячи 

человеческих жизней. Но проблемы возникли с другой стороны. 

Катастрофический дефицит донорских органов, иммунологическая 

несовместимость и тысячи людей в листах ожидания того или иного 

органа, которые так и не дождались своей операции. 

Ученые всего мира все чаще задумывались над созданием 

искусственных органов, которые могли бы заменить настоящие по своим 

функциям. 

В начале XXI века возникли предпосылки появления 

принципиально новых подходов к восстановлению функций жизненно 

важных органов, основанных на технологиях клеточной и тканевой 

хирургии. 

Создание искусственных органов и тканей оформилось в 

самостоятельную отрасль науки около десяти лет тому назад. 

Нам известны искусственные почка, легкие, сердце, кожа, кости, 

суставы, сетчатка, кохлеарные импланты. Идеальный искусственный орган 

должен соответствовать следующим параметрам: 

– его можно имплантировать в организм человека; 

– он не имеет сообщения с окружающей средой; 

– изготовлен из легкого, прочного, обладающего высокой 

биологической совместимостью материала; 

– долговечный, выдерживающий большие нагрузки; 

– полностью моделирует функции естественного аналога [1]. 

Первые достижения этого направления – создание искусственной 

кожи, образцы уже проходили клинические испытания в центрах 

трансплантации. Выращивание хрящевой ткани занимает, к сожалению, 

много времени - несколько недель, поэтому ученые пытаются разработать 

методики более быстрого получения искусственных тканей. 

23



«Группа экспериментаторов из биотехнологической компании 

"Organogenesis" провела выращивание пленки искусственной кожи на 

матриксе из природного коллагена, что позволяет практически сразу 

использовать эту новую ткань в клинике. При клиническом испытании 

нового кожного трансплантата было показано, что он улучшает (не менее 

чем на 60% по сравнению с обычными материалами) заживление венозных 

язв и кожных повреждений. 

Два года назад «Лучшим инновационным продуктом» России была 

признана биокожа, разработанная врачом из Оренбурга Рамилем 

Рахматулиным. И вот теперь на предприятии при Оренбургском 

госуниверситете начали её производство. Биокожа – это материал, 

заживляющий раны после ожогов или травм. Он не вызывает отторжения, 

его можно долго хранить, а главное – не нужно снимать с раны после 

заживления. А применяемые в производстве нанотехнологии позволяют 

избежать химических примесей в готовом продукте. 

Медики уже заинтересовались биоматериалом, его ждут в больницах 

и ожоговых центрах страны. Биокожу будут выпускать в упаковках, для 

начала – 1,5 тыс. штук в месяц [2].» 

Одно из последних достижений состоит в конструировании 

хрящевой ткани, способной к активной регенерации. Это действительно 

огромный успех, поскольку поврежденная суставная ткань не регенерирует 

в организме. 

В клиниках США ежегодно оперируют более 500 тыс. больных с 

повреждениями суставного хряща, но подобное хирургическое 

вмешательство лишь на короткое время облегчает боль и улучшает 

движения в суставе. Ученые из Гётеборгского университета в Швеции 

экстрагировали хондроциты (клетки хряща) из суставов 23 пациентов, 

вырастили культуру клеток, которая образовала хрящевую ткань, а затем 

имплантировали ее в поврежденный коленный сустав. Результат оказался 

превосходным: у 14 из 16 пациентов было отмечено практически полное 

замещение поврежденного хряща новой тканью в месте ее имплантации. 

Выращивание хрящевой ткани занимает, к сожалению, много времени - 

несколько недель, поэтому ученые пытаются разработать методики более 

быстрого получения искусственных тканей [3]. 

Однако кожа и хрящ – ткани, состоящие из одного или двух типов 

клеток, и требования к структуре основы, предназначенной для их 

выращивания в искусственных условиях, относительно невысоки. Со 

многими же другими органами дело обстоит гораздо сложнее. В настоящее 

время предпринимаются попытки выращивания в лабораторных условиях 

печени. 

Печень – сложно устроенный орган, состоящий из разных типов 

клеток, обеспечивающих очищение крови от токсинов, преобразование 

поступивших извне питательных веществ в усваиваемую организмом 

24


форму и выполняющих целый ряд других функций. Поэтому создание 

искусственной печени требует гораздо более сложной технологии: все эти 

разнообразные типы клеток должны быть размещены строго 

определенным образом, то есть основа, на которой они базируются, 

должна обладать высокой избирательностью. 

С этой целью на такую синтетическую основу наносятся молекулы, 

обладающие свойствами клеточной адгезии и межклеточного узнавания - 

функциями установления специфических межклеточных связей в 

организме. История создания такой подложки для клеток печени может 

служить иллюстрацией преимуществ комбинированной технологии. 

Например, исследователям из Массачусетского технологического 

института удалось создать подложку, на которой закрепляются только 

клетки-гепатоциты. Хорошо известно, что клетки этого типа выполняют в 

организме больше метаболических функций, чем любые другие. Одной из 

таких функций является удаление из кровеносного русла поврежденных 

белков. 

Гепатоциты узнают эти белки по определенным углеводным 

последовательностям, которые и «маркируют» их как брак. Исследователи 

синтезировали молекулы с такой последовательностью звеньев и 

«прикрепили» их к искусственному полиакриламидному полимеру, 

полагая, что эти «приманки» будут избирательно «привлекать» 

гепатоциты. Действительно, гепатоциты узнавали метки и задерживались 

на поверхности полимера. Однако впоследствии оказалось, что 

полиакриламид не может служить подходящим материалом для 

искусственной печени, поскольку вызывает сильную иммунную реакцию 

со стороны организма. Необходимо было искать какой-то другой полимер, 

который бы не отторгался организмом, но при этом и не адсорбировал бы 

различные белки, которые, осев на полимере, тут же начинали бы 

привлекать все типы клеток без разбора. В конце концов старания ученых 

увенчались определенным успехом. Им удалось синтезировать сетчатую 

подложку из полиэтилен-оксида (ПЭО), не вызывающего иммунной 

реакции и не адсорбирующего белки. ПЭО представляет собой молекулу 

звездчатой формы, лучи которой расходятся в разные стороны от плотного 

центрального ядра. Когда молекулы ПЭО связываются между собой, 

концы лучей каждой «звезды» свободно плавают в водном растворе. При 

этом они несут на себе реактивные гидроксильные группы, к которым и 

прикрепляют углеводные «приманки» для гепатоцитов. Было показано, что 

при добавлении в такой раствор гепатоцитов крысы они тут же 

связываются с углеводами и закрепляются на сетчатой подложке, в то 

время как фибробласты, внесенные в раствор, на полимере не оседают. 

Таким образом, ученым посчастливилось разрешить одну из самых 

больших проблем в создании искусственных органов: сконструировать 

высокоспецифический клеточный акцептор. Следующим этапом стало 

25



формирование трехмерной структуры сетчатой подложки. Здоровая печень 

состоит из массы клеток, пронизанных сложной сетью кровеносных 

сосудов. Для нормальной работы печени различные типы клеток должны 

быть расположены по отношению друг к другу в определенном порядке. 

Разработав способ укладки полимера (полиактиновой кислоты) на 

тончайшую бумажную основу под управлением компьютера, что 

позволяет в дальнейшем конструировать уже трехмерную архитектуру 

органа, исследователи теперь бьются над проблемой соединения с 

трехмерной структурой нового полимера молекул ПЭО, несущих 

"приманки". В будущем они надеются присоединить к полимеру и метки 

другого типа, например антитела, привлекающие к себе клетки, 

образующие желчные протоки. Наконец, предполагается использование 

аминокислот - глютаминовой, аспарагиновой и аргинина - для 

формирования специфического эндотелиального слоя печени. Так 

постепенно, шаг за шагом, ученые надеются создать полноценную 

искусственную печень [4]. 

Гибридные основы-подложки хорошо зарекомендовали себя и в 

экспериментах по "выращиванию" нервных волокон. В этом случае в 

качестве подложки оказался особенно эффективен тефлон - материал, 

совершенно безвредный для организма. Соединение тефлоновой сетки с 

молекулами ламинина посредством модифицированных ионизированным 

газом атомов никеля представляет собой, по мнению исследователей, 

весьма перспективную основу, на которой может происходить рост 

отростков нервных клеток. Ламинин в данном случае выполняет функцию 

регуляции и направления роста нервов. Следующим шагом, 

приближающим клиническое применение индуцированного роста 

предназначенных для трансплантации нервов, должно стать изготовление 

специальных направляющих трубочек, которые можно было бы размещать 

в организме вдоль поврежденных нервных волокон. Соединение 

тефлоновой сетки с молекулами ламинина посредством 

модифицированных ионизированным газом атомов никеля представляет 

собой, по мнению исследователей, весьма перспективную основу, на 

которой может происходить рост отростков нервных клеток. Ламинин в 

данном случае выполняет функцию регуляции и направления роста нервов. 

Следующим шагом, приближающим клиническое применение 

индуцированного роста предназначенных для трансплантации нервов, 

должно стать изготовление специальных направляющих трубочек, которые 

можно было бы размещать в организме вдоль поврежденных нервных 

волокон. 

Тефлон также давно используют в искусственных кровеносных 

сосудах. Однако до сих пор из него производят только широкие (более 

6 мм в диаметре) сосуды, так как сосуды меньшего диаметра через 1-2 года 

после имплантации закупориваются тромбоцитами и гладкомышечными 

26


клетками. Этого не происходило бы, если бы структура стенок 

имплантированного сосуда была похожа на выстилающий эпителий 

настоящих вен и артерий. 

Проблему можно решить путем нанесения на полимер 

естественных эпителиальных клеток, образующих гладкую выстилку 

внутренних стенок сосудов, к которой не прилипают тромбоциты и 

гладкомышечные клетки. Создание такого искусственного эпителия и 

является основной проблемой конструирования кровеносных сосудов. К 

слову сказать, аналогичное налипание клеток, и как следствие, 

закупоривание сосудов, происходит и в самом организме из-за 

атеросклеротического изменения эпителия. При решении этой задачи, как 

и при попытках вызвать направленный рост нервных волокон, ученые 

пользуются «услугами» белков межклеточной адгезии и внеклеточного 

матрикса: фибронектина и ламинина. Среди органов и тканей, которые в 

настоящее время интенсивно исследуются с целью их 

биотехнологического воссоздания, можно отметить также костную ткань, 

сухожилия, кишечник, сердечные клапаны, костный мозг и трахею [5]. 

Один из самых необходимых искусственных органов – это почка. 

Основной функцией искусственной почки является очищение от 

токсичных веществ, в основном продуктов метаболизма, не изменяя при 

этом объём крови в пределах организма. В настоящее время сотни тысяч 

людей в мире для того, чтобы жить, должны регулярно получать лечение 

гемодиализом. Гемодиализ – это ежедневное подключение к аппарату 

«искусственная почка», который был создан в 1913 г. в США, учёным Дж. 

Абелем, аппарат для диализа. Беспрецедентная «машинная агрессия», 

необходимость соблюдать диету, принимать медикаменты, ограничивать 

прием жидкости, потеря работоспособности, свободы, комфорта и 

различные осложнения со стороны внутренних органов сопровождают эту 

терапию. Изначально в устройстве аппарата в качестве полупроницаемой 

мембраны, использовались трубочки из коллодия, предназначенные для 

тока крови. Однако, данный материал оказался довольно хрупким и 

поэтому в дальнейшем учёные опробовали множество заменителей, среди 

которых был даже кишечник птиц, плавательный пузырь рыб, брюшина 

телят, тростник, бумага и т.д. В работу также была задействована и 

медицинская пиявка, в слюне которой содержится гирудин – вещество 

предотвращающее свёртывание крови. В 1925г. Дж. Хаас впервые 

испробовал аппарат на человеке. 

1926г. в эксперименте проводимом Х. Нехельсон и Р. Лимом, на 

замену гирудину, как выяснилось, оказывающему не желательный 

побочный эффект, приходит гепарин. 

В 1944г. голландский учённый В. Колфф и Х. Берка появилось два 

основных типа диализатора: катушечный, где использовали трубки из 

27



целлофана, и плоскопараллельный, в котором применялись плоские 

мембраны. 

Группа ученых из Калифорнийского университета в Сан-Франциско 

разработали и в 2010 году применили на практике гемодиализный аппарат, 

имплантируемый в организм больного. Данное изобретение отличается 

компактностью (по размеру не больше человеческой почки) и снижает до 

минимума уровень возможных неудобств при ее вживлении. Аппарат 

состоит из ряда микрофильтров, биореактора с культурой клеток почечных 

канальцев, отвечающих за метаболические функции почки. Прибор 

работает за счет давления крови, т. е. не требует энергообеспечения. 

Полимерный носитель обеспечивает обратную реабсорбацию (всасывание) 

воды и усвоение полезных веществ, приближая действие имплантанта, 

насколько это возможно, к принципу работы настоящей почки. Подобная 

модель по своей функциональности ничем не уступает донорской почке, 

что позволяет не прибегать к трансплантации человеческого органа [4]. 

Принципы создание искусственного сердца были разработаны в 

СССР В.П. Демиховым ещё в 1937г. С течением времени это устройство 

претерпело колоссальные преобразования в размерах и способах 

использования. 

Искусственное сердце представляет собой технологическое 

устройство, предназначенное для поддержания достаточных для 

жизнедеятельности параметров гемодинамики. 

В настоящее время под искусственным сердцем понимается две 

группы технических устройств. 

К первой относятся гемооксигенаторы, также их называют аппараты 

искусственного кровообращения. Они состоят из артериального насоса, 

перекачивающего кровь, и блока оксигенатора, который насыщает кровь 

кислородом. Данное оборудование активно используется в 

кардиохирургии, при проведении операций на сердце. 

Ко второй относятся кардиопротезы, то есть технические устройства, 

имплантируемые в организм человека, призванные заменить сердечную 

мышцу и повысить качество жизни больного. Следует отметить, что в 

настоящее время данные устройства являются лишь экспериментальными 

и проходят клинические испытания. 

В 2009 году еще не было создано эффективного имплантируемого 

человеку протеза всего сердца. Ряд ведущих кардиохирургических клиник 

проводит успешные частичные замены органических компонентов на 

искусственные. Например, производится замена клапанов, крупных 

сосудов, предсердий, желудочков. Также следует отметить, что вполне 

успешно производится пересадка донорского сердца. 

По состоянию на 2010 год существуют прототипы эффективных 

имплантируемый искусственно человеку протезов всего сердца. В центре 

имени Бакулева 26 марта 2010 года была произведена операция по полной 

28


замене сердца человека на искусственный аналог кардиохирургом Лео 

Бокерия, совместно с его американским коллегой. Данный аппарат 

обеспечивает адекватное кровоснабжение органов и тканей пациента, 

главным его недостатком является наличие аккумулятора весом в 10 кг, 

нуждающимся в перезарядке каждые 12 часов. В настоящее время данные 

протезы рассматриваются как временная мера позволяющая пациенту с 

тяжелой сердечной патологией дожить до момента пересадки сердца [4]. 

Помимо работ по созданию искусственных органов и тканей 

человеческого организма ученые продолжают разрабатывать и методы 

вживления в организм больных диабетом людей клеток, продуцирующих 

инсулин, а людям, страдающим болезнью Паркинсона, - нервных клеток, 

синтезирующих нейромедиатор дофамин, что позволит избавить 

пациентов от ежедневных утомительных инъекций. 

Инновации и модернизация – модные нынче темы. О них часто 

говорят первые лица страны и их окружение. И хотя скептики уверяют, что 

инновации в России невозможны, в институтах и научных центрах идёт 

обычная текущая работа, в результате которой на свет появляются 

интересные проекты и разработки. И выясняется, что модернизировать 

есть что. 


1. Интернет-сайт: http://www.uznayvse.ru/v-rossii/0_pervoe-iskusstvenn 

2. Интернет-сайт: http://www.aif.ru № 48, 2011 

3. Интернет-сайт: http://www.medpulse.ru/health/yourshealth/medicalach 

4. Интернет-сайт: http://ru.wikipedia.org/wik 

5. Интернет-сайт: http://www.medpulse.ru/health/yourshealth/medicalach 

СКЕЛЕТНАЯ ОПОРА В СТОМАТОЛОГИИ: ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 

Е.А. Ларькина 

Научный руководитель: к.м.н., доцент Суетенков Д.Е. 

Саратовский государственный медицинский университет 

им. В.И. Разумовского, г. Саратов 

Альтернативным решением при планировании аппаратурного 

лечения у лиц с заболеваниями пародонта в анамнезе является применение 

брекет-техники с предварительным созданием дополнительной опоры в 

виде винтовых внутрикостных неразборных зубных имплантатов с 

наружной нарезкой. 

Показаниями для внедрения в работу клиники подобного подхода 

служат: необходимость максимальной стабилизации моляров в случае 

наличия дефектов зубных рядов; обеспечение интерпроксимального 

29



анкоража для безопасной ретракции резцов и клыков; использование 

техники частичных дуг при отсутствии серьезных изменений окклюзии; 

создание опоры для приложения вертикальных сил или коррекции 

поворотов зубов; иммобилизация фрагментов челюстей при костнопластических 

операциях; лечение травм челюстей, сопровождавшихся 

вколоченными вывихами зубов; ретенция результатов лечения в 

атипичных случаях. 

Лечение включает в себя несколько этапов: операцию постановки 

имплантата в костную ткань челюсти и период формирования кости вокруг 

имплантата, постановка брекет–техники, перемещение причинных зубов с 

опорой на имплантат, ретенционный период. Направление имплантата при 

его установке в пределах альвеолярного отростка может составлять угол 

30-40 0 относительно продольной оси соседних зубов. В случае аномалий 

положения рядом расположенных зубов следует исключить риск травмы 

периодонта данных зубов и ориентироваться на расположение 

альвеолярного отростка в вертикальном направлении. 

Клиническую целесообразность выбора имплантатов для 

ортодонтической стабилизации определяют и их конструктивные 

особенности. В специальной литературе за последнее десятилетие описано 

применение значительного количества минивинтов, специальных 

конструкций имплантатов и их систем. 

Сложные конструкции имплантатов не получили достаточного 

распространения. Использование ретромолярных и, так называемых, 

конрофорсных якорей в настоящее время обоснованно при 

реконструктивных операциях в междисциплинарных случаях. Подобные 

конструкции производят Jeil Medical Co (Dual Top Anchor), Straumann 

(Orthosystem), Graz implant, Oric Cap (Core System), C-orthodontic. 

Более широкое применение минивинтов (мiniscrew, микровинты) 

связано с тем, что их использование не требует полномасштабного 

хирургического вмешательства, минимизирует проблемы пациента по 

гигиеническому уходу за конструкцией, облегчен процесс удаления 

имплантата. Обсуждению подвергаются возможности нагрузки для 

выполнения ортодонтических целей, материалы для изготовления 

имплантата, технологии вмешательства, оперативного доступа и даже 

необходимости инъекционной анестезии в процессе их установки. 

Создание и использование устройств для дополнительной опоры в 

ортодонтии может кардинально изменить подходы к лечении пациентов с 

сочетанной патологией. 

30


ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕ В ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ 

СТОМАТОЛОГИИ 

М.С. Зайцева 

Научные руководители: учитель экологии Несина И.Б. 

учитель биологии Головчанская Н.Е. 

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение 

«Средняя общеобразовательная школа №9» 

Энгельсского муниципального района Саратовской области 

Иметь красивую белозубую улыбку – мечта многих. Как это ни 

парадоксально звучит, но хорошие зубы – один из главных показателей 

благосостояния человека. Улыбка становится визитной карточкой, поэтому 

важен внешний, эстетичный вид зубов. И даже если зубов у Вас осталось 

совсем немного, современные разработки в области стоматологического 

протезирования и биомедицинской инженерии помогут создать 

«голливудскую улыбку». 

Цель работы: Выявить основные достижения биомедицинской 

инженерии в области стоматологического эндопротезирования. 

Задачи: 

1. Изучить и проанализировать информацию о достижениях 

биомедицинской инженерии в области стоматологического 

эндопротезирования. 

2. Выявить особенности использования этих достижений в 

муниципальной стоматологической поликлинике г. Энгельса. 

Объект исследования: достижения биомедицинской инженерии в 

области стоматологического эндопротезирования. 

Предмет исследования: использование этих достижений в МУЗ 

«Муниципальная стоматологическая поликлиника» г. Энгельса. 

Методы исследования: 

– Теоретические: сравнение, обобщение. 

– Эмпирические: изучение и анализ литературы по изучаемому 

вопросу, наблюдение, интервью. 

Современная медицина представляет собой систему научных 

дисциплин, сложившуюся в результате длительного процесса развития и 

расчленения. Каждая из них имеет свою определенную область 

исследования и сферу практического приложения, свои задачи и методы, 

сохраняя в то же время связь с другими медицинскими науками. 

По мере обогащения знаний отрасли медицины дифференцируются. Так, 

из хирургии выделилась в качестве самостоятельной 

дисциплины ортопедия. 

31



Ортопедическая стоматология является разделом общей 

стоматологии и самостоятельной частью общей ортопедии. Ее можно 

определить как науку о распознавании, профилактике и лечении аномалий, 

приобретенных дефектов, повреждений и деформаций органов 

жевательного аппарата. Для этих целей она располагает функциональными 

(миотерапия, механотерапия), протезными, аппаратурными и аппаратурнохирургическими 

методами лечения. 

Основное место в ортопедической терапии занимает протезирование 

– лечебный процесс, наука, искусство и ремесло конструирования и 

наложения искусственного заместителя потерянных или отсутствующих 

тканей или органов. Протезом является приспособление, замещающее 

потерю или врожденное отсутствие тканей, органов. Протезы бывают двух 

видов. Протезы зубные и челюстные (эндопротезы) – искусственные части 

коронки зуба, искусственные зубы, искусственные десна, альвеолярные 

части, фрагмент челюсти. Протезы лица (эктопротезы) – искусственные 

части лица – нос, глазница (с глазным яблоком), ушная раковина, губа, 

подбородок, щека. 

Блестящие работы русских ученых И.М.Сеченова, С.П.Боткина, 

И.П.Павлова, К.А.Быкова оказали влияние не только на общую медицину, 

но и на ортопедическую стоматологию. Это помогло отказаться от 

локалистических концепций, которые в свое время господствовали в 

зубном протезировании. В настоящее время ортопеды-стоматологи 

рассматривают организм в его единстве, а процессы, протекающие в 

полости рта, объясняются влиянием факторов как внешней, так и 

внутренней среды [1]. 

Современная ортопедическая стоматология занимает 

соответствующее ее научным задачам положение и имеет четкие 

перспективы для дальнейшего роста и развития. 

Ортопедическая стоматология опирается на достижения: 

фундаментальных наук, в частности физики и химии, и таких 

дисциплин, как материаловедение, сопротивление материалов, 

металлургия, высокомолекулярная химия, технология металлов, пластмасс, 

керамики. Важное значение имеет знание теории резанья, литья, 

штамповки, протяжки и ковки; 

современные открытия биомедицинской инженерии; 

общемедицинских наук: разработка теории диагноза, физиология 

и патологическая физиология организма, клинические проявления 

болезней и комплексный подход к лечению организма с одновременной 

разработкой мер профилактики; 

биологии с развивающимся постоянно разделом «Человек и 

среда»; 

фармакологии и ее раздела «Фармакокинетика»; 

32


раздела медицинской науки – ортопедии – с ее основами в 

лечении заболеваний костно-мышечной системы организма человека. 

История зубного протезирования начинается более 4500 лет назад. В 

этом убеждают раскопки древних захоронений. Так, вблизи мумии 

египетского фараона Хефреса был обнаружен деревянный зубной протез. 

Более совершенные шины-протезы из золота и натуральных зубов 

обнаружены в гробницах этрусков (IX-VI вв. до н. э.). В 

рабовладельческом периоде и в средние века зубным протезированием 

занимались ремесленники (банщики, массажисты, цирюльники, ювелиры), 

не имеющие медицинской подготовки. В 1710 году выходит 

книга Николая Бидлоо по общему протезированию, которым автор 

называл восстановление и восполнение чего-либо недостающего в 

человеческом теле. 

С этого периода и позже зубоврачевание становится уделом врачей. 

Основателем научного зубоврачевания считается французский 

хирург Пьер Фошар. В 1728 году вышло в свет его руководство «Зубная 

хирургия, или Трактат о зубах», где, в частности, описаны обтураторы, 

методика ортодонтического исправления тесного положения передних 

зубов, фиксирующие пружины для полных съемных протезов и 

штифтовые искусственные коронки. Хейстер в 1781 году предложил 

съемные протезы с литыми металлическими базисами, облицованными 

розовой эмалью. В 1720 году Пурман, а через 36 лет Пфафф начали 

снимать оттиски с челюстей воском или сургучом. Пфафф использовал для 

этого ложки. Съемные протезы готовились из сплошного куска слоновой 

кости, подгоняющегося к полученной модели. Изобретение искусственных 

коронок и кламмеров для фиксации съемных протезов связано с 

именем Мутона (1764г.). В конце XVIII века (1788г.) французские 

аптекарь Дюшато и хирург Дюбуа де Шеман впервые применили 

искусственные зубы из фарфора, однако, их фабричное производство было 

налажено только к середине следующего столетия Уайтом. 

Значительное развитие зубное протезирование получило в XIX 

столетии. В качестве оттискных материалов начинают использовать гипс 

(1840), гуттаперчу (1848). стенс (1856). Последний назван в честь его 

изобретателя Стента. На протяжении XIX века был создан и 

усовершенствован артикулятор (Гарио, 1805; Эванс, 1840; В. Бонвилль, 

1858). В своей работе «Артикуляция и артикуляторы» В. Бонвилль (1865) 

впервые применил термин «артикуляция», понимая под этим соотношение 

зубных рядов при различных положениях нижней челюсти. Идея 

функционального оттиска принадлежит Шротту (1864), вживления 

инородных тел в лунку удаленного зуба – Н. Н. Знаменскому (1891) [1]. 

Протезирование зубов можно смело назвать основой ортопедической 

стоматологии. И хотя ортопеды занимаются не только протезированием, 

именно этот раздел наиболее востребован и продолжает активно 

33



развиваться, привлекая самые современные материалы, технологии и 

достижения биомедицинской инженерии. Зубной протез представляет 

сложнейшую биомеханическую конструкцию, которая должна 

восстановить утраченный зуб, максимально приближаясь к параметрам 

живого. 

Наиболее известны следующие виды эндопротезов: 

Съемные протезы. Сегодня съемное протезирование существенно 

отличается от вчерашнего дня по материалам, технологиям, а главное – по 

эстетичности конструкций. И если раньше «зубы в стакане» вызывали 

сожаление, то сегодня они по-прежнему относятся к самым 

распространенным и довольно удобным конструкциям. Причина проста: у 

них хорошее соотношение параметров цена/качество/эстетичность. 

Основные типы съемных протезов – это полные или частичные 

пластинчатые протезы (те самые «вставные челюсти»), съемные 

бюгельные протезы, съемные малые протезы (разновидность 

косметического протеза), некоторые условно-съемные протезы. В 

простейшем случае (пластинчатый протез) съемный протез представляет 

собой пластмассовое основание, повторяющее контур десны, в которое 

вставлены зубные протезы. Недостатком съемных протезов является 

именно необходимость их ежедневного снятия для соблюдения должной 

гигиены полости рта и протеза, а также для профилактики развития. 

Несъемные протезы. Несъемные протезы весьма популярны у лиц 

среднего возраста, т.к. при потере отдельных зубов данный метод 

позволяет относительно недорого и весьма эффективно восстановить 

зубной ряд, а вместе с ним нормальную функцию и внешний вид зубных 

рядов. Современные технологии существенно расширили не только 

показания к несъемному протезированию, но и позволили применять 

совершенно различные методы восстановления утраты зубов. 

Бюгельные протезы. Бюгель – это дуга, следовательно, бюгельное 

протезирование – это протезирование с помощью дугообразных 

конструкций. 

Металлокерамика. Металлокерамические протезы почти всегда 

являются несъемным вариантом протезирования. Преимущества 

металлокерамики заключаются в прекрасном внешнем виде и 

относительно небольшой цене. Недостаток – частая необходимость 

значительного обтачивания зуба под металлокерамическую коронку и 

депульпирования зуба с целью установки вкладок, которые увеличивают 

прочность зуба. 

Микропротезирование. Это восстановление структуры зуба с 

помощью вкладок (внутренних протезов) и накладок (виниров). 

Микропротезирование – перспективное направление развития 

ортопедической стоматологии, которое развивается на стыке с 

терапевтическими (замена пломбировки вкладками) и ортодонтическими 

34


методами (изменение внешнего вида зубного ряда). По существу 

микропротезирование является не собственно протезированием, а 

реставрацией, т.е. восстановлением частичной утраты зуба. 

Мостовидные протезы. Представляют собой протезы, которые 

висят, опираясь на опоры моста в виде соседних с дефектом зубов. Весьма 

популярный вид ортопедической конструкции. 

Условно-съемные протезы. Существует две разновидности условносъемного 

протезирования. Одно из них родственно мостовидному 

протезированию, т.к. протез приклеивается или крепиться специальными 

замками к соседним зубам. Другой вариант – использование корневых 

имплантатов (специальных шурупов), на которые «накручивается» протез 

зуба. Именно в силу того, что стоматологу «отклеить» или «открутить» 

протез зуба достаточно легко, такой вид протезирования и назвали 

условно-съемным [2]. 

Современные материалы для протезирования зубов – это основа 

столь успешного развития ортопедической стоматологии, без них 

нынешнее качественное, эстетичное и долговременное протезирование 

зубов вряд ли было бы возможно. Поэтому давайте познакомимся с 

современными материалами для протезирования зубов поближе и поймем, 

почему они в таком почете у всех стоматологов. 

Самый знакомый нам материал – композит, который представляет 

собой специальный полимер, с такими добавками, как особое стекло, 

фарфоровая мука, оксид кремния, кварц и т.д., для придания тех или иных 

свойств. С его помощью восстанавливают поврежденный зуб, буквально 

«наращивая» его до нормального состояния. Слой за слоем накладывая 

подобранный по цвету композит, его отверждают с помощью 

специального источника света, и одновременно придают необходимую 

форму, которая позволит новому зубу ничем не отличаться от соседних. 

Не менее популярной становится и нежная керамика, из которой 

получаются легкие и эстетичные протезы (чаще всего это коронки на 

передние зубы), полностью имитирующие форму, цвет и 

полупрозрачность натуральной эмали. С ее помощью можно скрыть любые 

дефекты и разрушения зуба. Керамика является наиболее безвредным для 

организма и тканей полости рта современным материалом для 

протезирования зубов, с которым меньше всего страдает десна. К тому же, 

керамика, нестойкая к механической нагрузке, отлично противостоит 

микроорганизмам, красителям и агрессивным веществам [2]. 

Необходимую для протезирования жевательных зубов стойкость 

красивой керамике придают с помощью металлического каркаса, и 

используют для него различные сплавы. 

Хромоникелевые и хромокобальтовые сплавы – самые 

распространенные в протезировании зубов. Они хорошо справляются со 

35



своими обязанностями на различных протезах, но у людей, страдающих 

аллергией, могут вызывать неприятные реакции. 

По сравнению с ними безвредны для организма сплавы благородных 

металлов. Особенно хороши сплавы золота с палладием и платиной, 

которые являются очень прочными и устойчивыми к различным 

воздействиям. С ними можно делать протяженные протезы, которые очень 

точно отливаются и отлично сидят, а своим особенным цветом помогают и 

керамической облицовке выглядеть естественнее. 

Еще один достойный представитель – титан. Он абсолютно 

биосовместим, очень прочен и при этом легок. Свойства его напоминают 

свойства золотосплавных коронок, хотя титан чуть-чуть и проигрывает в 

эстетике. Но на боковых зубах к титановым сплавам претензий нет. 

Предельно высокой прочностью и безопасностью для живых тканей 

отличается и давно использующийся в медицине оксид циркония. А его 

серебристо-белый цвет отлично подходит для эстетических целей 

протезирования. Современные технологии с использованием лазера 

позволяют добиться точнейшего выполнения зубной коронки из этого 

материала, а, значит, и лучшего ее прилегания к зубу. 

Пластмассовые протезы применяются давно, и свойства их хорошо 

известны. Стоматологическая пластмасса, к сожалению, проигрывает всем 

современным материалам для протезирования и по прочности, и по 

эстетике, и по долговечности, она способна впитывать запахи, красители, 

которые постепенно изменяют цвет пластмассовых протезов, даже если вы 

употребляете самые обычные чай, кофе, ягоды и т.д. Поры служат 

хорошей средой и для размножения бактерий, бороться с которыми 

поможет только тщательная гигиена, иначе вы не избежите воспаления 

десен, повышенного риска кариеса и пульпита. 

Но съемные протезы остаются очень востребованными, поэтому и 

пластмассу приходится применять очень часто. И все же на ее замену 

появился такой современный материал для протезирования зубов, как 

нейлон. Нейлоновые протезы, в отличие от своих несовершенных 

предшественников, отличаются одновременно и гибкостью и прочностью, 

что позволяет им выдерживать механические нагрузки и не ломаться. И в 

плане аллергии нейлоновые протезы более безопасны, они также 

совершенно не собирают на себе микроорганизмы. Из пластика на основе 

нейлона изготавливают так же мягкие и гибкие протезы компании Quattro 

Ti. Материалом для этих протезов является пластик на основе нейлона. 

Зубные протезы изготавливаются из цельного материала под воздействием 

термической обработки. При производстве протезов квадротти, фирма 

использует различные ароматизаторы, которые придают протезу приятный 

привкус (например, ментол, лимон, яблоко, клубника). 

Полиуретановые зубные протезы – это разработка российских 

ученых, не имеющая аналогов в мире, не уступающие нейлоновым 

36


протезам по качественным характеристикам. Полиуретановые протезы 

прочнее нейлоновых, имеют более высокую степень упругости. 

Полиуретан значительно дешевле, чем нейлон [6]. 

На официальном сайте МУЗ «Городская стоматологическая 

поликлиника» я прочитали, что «в ортопедическом отделении МУЗ 

«Городская стоматологическая поликлиника» оказываются все виды 

зубопротезирования. Пациентам, страдающим частичной потерей зубов, 

предлагается один из современных методов протезирования - бюгельные 

протезы. С 2010 года начато изготовление эластичных съемных протезов 

на аппарате Дэфлекс» [5]. 

Я взяла интервью у заведующего ортопедическим отделением 

Монахова О.А. и заведующего зуботехническим производством 

Саакашвили И.Л. 

Монахов О.А. рассказал мне об основных этапах протезирования, о 

материалах, используемых в ортопедическом отделении. Это, во-первых, 

различные слепочные массы. 

Кристаллические - гипс (пр-во России); 

Цинкоэвгенольные – Репин (пр-воЧехии); 

Альгинатные – Ортоприн, Унин (пр-во Чехии, Германии, 

Италии); 

Силиконовые – Стомофлекс (Чехия), Спидекс (Италия). 

Во-вторых, о различных видах воска, предназначенных для 

моделирования: 

базисный в пластинах для моделирования базисов (пр-во Украина) 

(рис.1) [3], 

моделировочный для моделирования коронок, облицовок, 

штифтовых зубов, репродукции каркаса мостовидного протеза 

(пр-во Украина), 

липкий для склеивания звеньев металлических протезов при 

подготовке их к паянию (пр-во Украина). 

Рис. 1. Применение воска 

37



Заведующий зуботехническим производством Саакашвили И.Л. 

показал вкладки и коронки. 

Вкладки (рис.2) льют в литейной лаборатории из хромо-кобальтовых 

сплавов импортного производства. Он отметил, что российские сплавы 

недолговечные и непрочные, часто ломаются. А стоимость никелевых 

сплавов высокая. 

Рис. 2. Вкладки 

Коронки для несъемных протезов делают из гильз отечественного 

производства (рис.3) 

Рис. 3. Гильзы 

После формирования гильзы вручную, ее покрывают керамикой. 

Керамика в муниципальной стоматологии г. Энгельса используется, в 

основном, польская и американская (рис.4). Пластмассовое покрытие 

используется редко. 

38


Рис. 4. Готовая металлокерамическая коронка 

Съемные протезы, отметил Саакашвили И.Л., изготавливаются из 

пластмасс производства Украины (Этакрил-02, Протакрил и др.) и Польши 

(ZHERMACRYL H PLUS) (рис.5). А полиуритановые ни разу не 

поступали. 

Рис. 5. Съемный протез 

Благодаря новейшим технологиям в области стоматологии потеря 

зуба, нарушение его целостности не становится приговором. Теперь любой 

дефект можно незаметно для окружающих скорректировать или 

замаскировать. Мечта иметь белоснежную улыбку с ровными зубами 

сейчас легко осуществить. Для этого следует обратиться в 

стоматологическую клинику к высококвалифицированному специалисту. 

Но очень жаль, что высококвалифицированные российские стоматологи на 

99% работают на импортном материале. И такие разработки российских 

биоинженеров, как полиуритановые протезы до российского потребителя 

не доходят. 

Исходя из этого, возрастает актуальность не только биоинженерных 

разработок в области ортопедической стоматологии, но и организации и 

расширения производства материалов для эндопротезирования. 

39




1. Интернет-сайт: http://stom-portal.ru 

2. Интернет-сайт: http://www.ceramiccrowns 

3. Интернет-сайт: http://amigodent.ru/index.php 

4. Интернет-сайт: http://smilelink.narod.ru/knigi.html 

5. Интернет-сайт: http://citystom.ucoz.ru 

6. Интернет-сайт: http://www.dentalmechanic.ru 

40


2. УСПЕХИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

41



ОБ ОПЫТЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ПОЛИМЕРАЗНОЙ 

ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ КЛЕЩЕЙ 

В.А. Смольянинова 

Научные руководители: к.м.н., доцент Игнатькова А.С., 

к.б.н., доцент Смольянинова О.Л. 

Медицинский институт 

Тульского государственного университета, г. Тула 

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) в настоящее время является 

одним из наиболее важных диагностических инструментов исследования 

геномов возбудителей инфекционных заболеваний. ПЦР по сравнению с 

традиционными микробиологическими и иммунологическими методами, 

обладает более высокой чувствительностью и позволяет проводить прямое 

определение микроорганизмов непосредственно в клиническом материале 

без получения чистой культуры возбудителя, что снижает трудозатраты. 

ПЦР используют при диагностике внутриклеточных паразитов, 

медленнорастущих микроорганизмов и вирусов, требующих сложных 

условий культивирования. ПЦР позволяет получить результаты анализа в 

более короткие сроки – порядка 4 – 8 часов с момента взятия материала до 

получения результатов анализа. 

За период 2010 – 2011 годы традиционным микроскопическим, 

методами ПЦР с электрофоретической детекцией в агарозном геле и 

гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме «реального 

времени» исследовано 642 пробы иксодовых клещей (из 1364 экземпляров 

I.ricinus). 217 проб (939 экземпляров клещей) собраны на флаг в 

природных биотопах на стационарных участках Тульской области и 425 

экземпляров клещей, снятых с пострадавших от присасывания клещей 

людей. 

При использовании микроскопического метода в темном поле 

выявлено проб с положительным результатом в 4,7% случаев, методом 

ПЦР с электрофоретической детекцией в агарозном геле – 5,6%, методом 

ПЦР с гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме «реального 

времени» - 17,1%. 

Также в результате проведенных исследований установлена 

инфицированность иксодовых клещей другими возбудителями. Методом 

ПЦР с гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме «реального 

времени» при использовании мультиплексной тест-системы получены 

положительные результаты: обнаружены анаплазмы в 2,2 % случаев и 

эрлихии в 1,7 %. 

42


При исследовании клещей методом ПЦР в лабораторной 

диагностике необходимо использовать мультиплексную тест-систему с 

гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме «реального 

времени», которая обладает высокой чувствительностью, позволяет 

исследовать одного клеща одновременно на 4 инфекции и исключает 

субъективизм в интерпретации результатов. 

УСПЕХИ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

А.К. Прокопенкова 

Научный руководитель: учитель химии Дуванова Т.В. 

Муниципальное общеобразовательное учреждение 

«Средняя общеобразовательная школа № 73», г. Саратов 

Величайший вклад в развитие человеческой цивилизации внесла 

генная инженерия. Она является одним из перспективнейших направлений 

современной биологии уже сейчас дающим человечеству огромную 

реальную пользу. Наибольшее влияние этой науки в развитие 

человеческой цивилизации заметно в двух областях – медицине и сельском 

хозяйстве. 

Сейчас разработаны принципиально новые методы диагностики 

наследственных и ненаследственных патологий человека с помощью 

анализа ДНК. Самые разнообразные лекарственные препараты получают с 

помощью трансгенных микроорганизмов, растений и животных. Получено 

новое поколение ДНК-вакцин. Внедрены в клиническую практику или 

находятся на стадии клинических испытаний методы генотерапии 

генетических, онкологических и инфекционных заболеваний, получена 

принципиальная возможность коррекции генотипа человека с целью его 

улучшения. О практически повсеместном внедрении современных 

биологических технологий в медицину свидетельствует резкое расширение 

рынка продажи генно-инженерных препаратов. 

В будущем при помощи генной инженерии можно получать 

потомков с улучшенной внешностью, умственными и физическими 

способностями, характером и поведением. С помощью генотерапии в 

будущем возможно улучшение генома и ныне живущих людей. В 

принципе можно создавать и более серьёзные изменения, но на пути 

подобных преобразований человечеству необходимо решить множество 

этических проблем. 

Цель работы: 

1. Ознакомить с основными молекулярно-генетическими 

процессами; 

43



2. Расширить и углубить знания в области современной генетики 

и молекулярной биологии; 

3. Познакомить с основными достижениями этой науки и 

отдельными аспектами ее применения в медицине; 

4. Сформировать отношение к положительным и отрицательным 

аспектам генной инженерии. Дать представление о реальных и 

надуманных рисках, связанных с генетически модифицированными 

организмами. 

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ 

А.Г. Авакян, Н.А. Петрова 




Первое предположение о существовании стволовых клеток было 

высказано русским ученым – Максимовым Александром 

Александровичем. Он во многом предопределил направление развития 

мировой науки в области клеточной биологии. Его труды стали мировой 

научной классикой и до настоящего времени остаются одними из наиболее 

часто цитируемых среди работ отечественных исследователей [1,2]. 

Уникальность взрослых стволовых клеток в том, что они позволяют 

в реальном времени декодировать как универсальные, общевидовые 

программы, так и индивидуальные программы развития одного организма. 

Стволовые клетки позволяют исследователям продвигаться вверх от 

«текста» гена к его функции: сначала, в одном типе клеток, затем в разных 

органах и, наконец, в целом организме. Стволовые клетки в одном лице и 

«программисты», и «операторы» программ эмбриогенеза. Уникальная 

способность этих клеток воспроизводить эмбриогенез человека в 

лабораторных условиях делает их ключевыми игроками современной 

биологии [2]. 

В отличие от оплодотворенной яйцеклетки, имеющей лишь одну 

заданную траекторию развития, стволовые клетки наделены гибкими 

альтернативными программами развития. Хотя в реальных условиях 

организма каждая клетка имеет лишь «one way ticket» («билет в одну 

сторону»), общий потенциал стволовых клеток организма позволяет 

обращать вспять до сих пор необратимые химические повреждения ДНК и 

клеточных органелл. Очевидно, что расшифровка направленного 

репрограммирования стволовых клеток в культуре открывает дорогу в 

медицину ближайшего будущего [1,2]. 

44


Технология выращивания искусственных органов 

на основе стволовых клеток 

Биопринтер – биологическая вариация технологии reprap, 

устройство, способное из клеток создавать любой орган, нанося клетки 

слой за слоем. В декабре 2009 года американской кампанией Organovo и 

австралийской кампанией Invetech было разработан биопринтер, 

рассчитанный на мелкосерийный промышленный выпуск. Вместо того, 

чтобы вырастить нужный орган в пробирке, гораздо легче его напечатать – 

так считают разработчики концепции [1]. 

Разработки технологии начались ещё несколько лет назад. До сих 

пор над данной технологией работают исследователи сразу в нескольких 

институтах и университетах разных стран. Но больше преуспели на этой 

ниве профессор Г. Форгач и сотрудники его лаборатории в университете 

Миссури в рамках проекта Organ Printing, раскрывшие новые тонкости 

биопечати ещё в 2007 году [1]. 

Компанией была создана технология NovoGen, которая включала в 

себя все необходимые детали биопечати как в биологической части, так и в 

части "железа". Была разработана лазерная калибровочная система и 

роботизированная система позиционирования головок, точность которой 

составляет несколько микрометров. 

Первый экземпляр 3D-биопринтера, отличался компактными 

размерами, интуитивно понятным компьютерным интерфейсом, высокой 

степенью интеграции узлов и высокой надёжностью [1]. 

Форму органа задаёт само печатающее устройство, располагая 

клетки в требуемом порядке. Сам биопринтер имеет две головки, 

наполняемые двумя типами чернил. 

В роли чернил в первой используются клетки различных типов, а во 

второй – вспомогательные материалы (поддерживающий гидрогель, 

коллаген, факторы роста). «Цветов» у принтера может быть больше двух – 

если требуется использовать разные клетки или вспомогательные 

материалы разного вида. 

Особенностью технологии NovoGen является то, что печать ведётся 

не отдельными клетками. Принтер наносит сразу конгломерат из 

нескольких десятков тысяч клеток. Это есть основное отличие технологии 

NovoGen от других технологий биопечати [1,3]. 

Схема работы принтера представлена на рис. 1. Сначала 

выращиваются требуемые ткани из стволовых клеток. Затем выращенная 

ткань нарезается цилиндрами в соотношении диаметра к длине 1:1 (пункт 

a). 

45



Рис. 1. Процесс печати 

Далее – пункт b – эти цилиндрики на время помещаются в 

специальную питательную среду, где они приобретают форму маленьких 

шаров. Диаметр такого шара – 500 микрометров (пол миллиметра). 

Оранжевый цвет ткани придаётся с помощью специального красителя. 

Далее, шарики загружаются в картридж (пункт c) – который содержит 

пипетки, наполняемые шариками в порядке один за другим. Сам 

трёхмерный биопринтер (пункт d) должен наносить эти сфероиды с 

микрометровой точностью (то есть ошибка должна быть меньше тысячной 

доли миллиметра). Принтер также оборудуется камерами, которые 

способны наблюдать в реальном времени процесс печати. 

Созданный образец принтера работает сразу с тремя «цветами» – два 

вида клеток, а третий – это смесь, включающая в себя скрепляющий гель, 

содержащий коллаген, фактор роста и ряд других веществ. Эта смесь 

позволяет органу сохранять форму, прежде чем клетки срастутся между 

собой (пункт d). Принтер не воспроизводит структуру органа в точности. 

Однако этого и не требуется. Природная программа клеток сама 

корректирует структуру органа. 

Схема собирания органа и срастания шаров в орган показана на рис. 

2 [1,3,4]. 

Рис. 2. Нанесение клеточных слоев и их срастание 

46


В ходе экспериментов биопринтер из клеток эндотелия и клеток 

сердечной мышцы цыпленка напечатал «сердце» (рис. 3). Через 70 часов 

шарики срослись в единую систему, а через 90 часов – «сердце» начало 

сокращаться. Причём клетки эндотелия сформировали структуры, 

подобные капиллярам. Также мышечные клетки, первоначально 

сокращавшиеся хаотично, с течением времени самостоятельно 

синхронизировались и стали сокращаться одновременно. Впрочем, к 

практическому использованию этот прототип сердца пока что не пригодно 

– даже если вместо куриных клеток использовать человеческие – 

технология биопечати должна быть улучшена [3]. 

Рис. 3. Печать сердца 

Гораздо лучше принтер справляется с созданием более простых 

органов – например, фрагментов человеческой кожи или кровеносных 

сосудов. При печати кровеносных сосудов коллагеновый клей наносится 

не только на края сосуда, но и в середину. А затем, когда клетки срастутся, 

клей с лёгкостью удаляется. Стенки сосуда состоят из трех слоёв клеток – 

эндотелий, гладкие мышцы и фибробласты. Но исследования показали, что 

в печати можно воспроизводить только один слой, состоящий из смеси 

этих клеток – клетки сами мигрируют и выстраиваются в три однородных 

слоя. Этот факт может облегчить процесс печати многих органов. Таким 

образом команда Г. Форгача уже может создавать очень тонкие и 

ветвящиеся сосуды любой формы. Сейчас исследователи работают над 

наращиванием слоя мышц на сосудах, что сделает сосуды применимыми 

для имплантации. Особый интерес представляют сосуды толщиной менее 

6 мм – так как для больших существуют подходящие синтетические 

материалы [3]. 

47



Рис. 4. Эксперименты с биопечатью 

Пункт a – кольцо из двух видов биочернил. Они специально 

окрашены разными флуоресцирующими веществами. Ниже – это же 

кольцо через 60 часов. Клетки самостоятельно срастаются. Пункт b – 

развитие трубки, набранной из колец, показанных на картинке. Пункт c 

сверху – 12-слойная трубка, составленная из клеток гладких мышечных 

волокон пуповины; пункт c, внизу – разветвлённая трубка прообраз 

сосудов для трансплантации. Пункт d – построение сокращающейся 

сердечной ткани. Слева показана решётка (6 на 6) из сфероидов с клетками 

сердечной мышцы (без эндотелия), распечатанных на коллагеновой 

"биобумаге". Если в те же "чернила" добавляются клетки эндотелия 

(второй рисунок – красный цвет, кардиомиоциты же тут показаны 

зелёным), они заполняют сначала пространство между сфероидами, а через 

70 часов (пункт d, справа) вся ткань становится единым целым. Внизу: 

график сокращения клеток полученной ткани. Как видно, амплитуда 

(отмерена по вертикали) сокращений составляет примерно 2 микрона, а 

период – около двух секунд. На рисунке 5 также приведены структура 

распечатанных тканей сердца [4]. 

48


Рис. 5. Фотографии отпечатанных тканей 

Первые образцы 3D-биопринтера от Organovo и Invetech будут 

доступны для исследовательских и медицинских организаций в 2012 году. 

Следует отметить, что Organovo не является единственным игроком на 

данном рынке. Некоторое время назад западная биотехнологическая 

компания Tengion представила свою технологию воссоздания органов. 

Между подходами Tengion и Organovo есть некоторые различия. К 

примеру две технологии по-разному подходят к организации живых клеток 

в группы для создания тканей, кроме того принтеры компаний по-разному 

подходят к проблеме получения образцов и генного анализа. В обеих 

компания отмечают, что сталкиваются с одними и теми же трудностями – 

довольно сложно воспроизводить сложные ткани, оба принтера очень 

долго настраиваются на один тип трехмерной печати. Также разработка 

самого принтера – это лишь часть задачи. Также требуется создать 

специальное программное обеспечение, которое поможет моделировать 

ткань перед печатью и быстро перенастроить принтер. Сам принтер 

должен справиться с созданием сложнейшего органа за несколько часов. 

По тонким капиллярам следует как можно скорее подавать питательные 

вещества, иначе орган погибнет. Тем не менее, обе компании имеют 

одинаковую конечную цель – «печать» органов человека [3, 4]. 

Технологии биопечати [4,5] 

Биопринтеры – изобретение, которое поможет человеку выращивать 

новые органы взамен износившихся от старости и таким образом 

значительно продлить ему жизнь. 

49



Рис. 6. Схема опыта Боланда и Миронова (www.newscientist.com) 

Это не единственная технология создания искусственного создания 

органов из клеток. Пока что до массового применениия они все далеки, 

но то, что такие работы ведутся, вселяет надежду, что по крайней мере 

одна линия искусственных органов достигнет успеха. 

Первое – это разработки американских учёных Владимира Миронова 

из медицинского университета Южной Каролины и Томаса Боланда из 

университета Клемсона. Первым исследования начал доктор Т.Боланд, 

который придумал идею и начал исследования в своей лаборатории. Он с 

помощью принтера смог реализовать технологию нанесения клеток слой за 

слоем. Для опыта были взяты старые принтеры Hewlett-Packard – старые 

модели использовались потому, что у их картриджей достаточно крупные 

отверстия, чтобы не повредить клетки. Картриджи были тщательно 

очищены от чернил, и вместо чернил в них была залита клеточная масса. 

Также пришлось несколько переделать конструкцию принтера, создать 

программное обеспечение для контроля над температурой, электрическим 

сопротивлением и вязкостью «живых чернил». Наносить клетки на 

плоскость слой за слоем ранее пытались и другие учёные, но эти впервые 

смогли это сделать с помощью струйного принтера. 

На нанесении клеток на плоскость учёные останавливаться не 

собираются. Чтоб напечатать трёхмерный орган, в качестве клея для 

соединения клеток предполагается использовать термообратимый гель, 

созданный в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории 

(США). Этот гель является жидким при 20 градусах по Цельсию и 

затвердевает при температуре выше, чем 32 градуса, безвреден для 

биологических тканей. 

При печати на стеклянную подложку наносятся через один слои 

клеток и слои геля. Если слои достаточно тонкие, то клетки потом 

срастаются. Гель не мешает срастанию клеток, и в то же самое время 

придаёт конструкции прочность до того момента, когда клетки срастутся. 

После чего гель может быть легко удалён с помощью воды. По мнению 

50


ученых, трёхмерная печать может решить проблему создания новых 

органов для медицины взамен повреждённых или выращивание органов 

для биологических опытов. Скорее всего, первой будет пущено в массовое 

использование технология выращивания больших участков кожи для 

лечения людей, поражённых ожогами. Поскольку исходные клетки для 

культивирования «живых чернил» будут взяты от самого пациента, так что 

проблемы с отторжением минимальны. Традиционное выращивание 

органов может занять несколько недель – так что пациент может не 

дождаться нужного органа. При пересадке органа от другого человека 

обычно только каждому десятому удаётся дождаться своей очереди на 

орган, остальные погибают. Но технология биопечати при наличии 

достаточно количества клеток может потребовать всего несколько часов 

для построения органа. 

Во время печати потребуется решать такие проблемы, как питание 

искусственного органа. Очевидно, принтер должен печатать орган со 

всеми сосудами и капиллярами, через которые уже в процессе печати 

следует подавать питательные вещества. Также орган должен быть 

напечатан не более чем за несколько часов – поэтому для повышения 

прочности креплений клеток предполагается добавлять в скрепляющий 

раствор белок коллаген. По прогнозу учёных, уже через несколько лет 

биопринтеры появятся в клиниках. Перспективы, которые при этом 

открываются, огромны. 

Поначалу оборудование будет использоваться в исследовательских 

целях. Например, напечатанные фрагменты печени из стволовых клеток 

можно будет использовать в токсикологических экспериментах. Позже 

искусственные фрагменты кожи и мышц, капилляры, кости, также 

напечатенные из стволовых клеток, можно будет использовать для лечения 

тяжёлых травм и для пластических операций. Как Organovo, так и Tengion 

сходятся в том, что оборудование, способное быстро и качественно 

печатать органы целиком появится примерно в 2025-2030 году. Внедрение 

биопечати из стволовых клеток позволит сильно удешевить создание 

новых органов. Новые органы можно будет использовать для замены 

устаревших частей тела человека и как результат – радикального 

продления жизни. 



2. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия. Гл. ред. 

А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006 

3. Интернет-сайт: http://www.newscientist.com 

4. Интернет-сайт: http://www.popmech.ru/article/6355-bioprinter 

5. Интернет-сайт: http://www.bbc.co.uk 

51



УСПЕХИ И ПРОБЛЕМЫ ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

А. В. Ионцева 

Научный руководитель: учитель биологии Гранкина Л. В. 


«Средняя общеобразовательная школа № 33», г. Саратов 

Сегодня прогресс идет по двум основным направлениям: 

разработка искусственных устройств и моделирование живых организмов 

методами генной инженерии. Типичные примеры первого – умные 

машины, все более умелые «цифровые помощники». Второе направление – 

новые виды растений и животных с программируемыми свойствами. 

По-видимому, мы вплотную подошли к моменту, когда начнут 

создаваться комбинированные системы, сочетающие элементы 

механических устройств и живых клеток. Возможно, не за горами время, 

когда будут «конструировать» людей с повышенными интеллектуальными 

способностями или, наоборот, – выносливых и послушных воинов. Уже 

сегодня широко применяются протезы суставов и других элементов тела, 

которые служат не хуже естественных. На очереди – искусственные 

аналоги самых различных жизненно важных органов. Принципиально не 

исключена радикальная модификация человека – вплоть до возможности 

дышать под водой, напрямую использовать энергию солнца. 

Естественно, появление иных, значительно более совершенных 

организмов, может вызвать и новые социальные проблемы. Что будет с 

"обычными" людьми? Вспомним, что подготовка помощника, который, 

набрав силу, тебя же и смещает, – не такая уж редкая жизненная ситуация. 

Надо быть достаточно осмотрительными, чтобы она не навредила 

человечеству. Будущее в наших руках! 

52


3. БИОТЕХНОЛОГИЯ 

53



ПЛАЗМИДНАЯ ДНК И ФЕРМЕНТ ДНК-аза ПОД ДЕЙСТВИЕМ 

ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КОМПЛЕКСНОМ 

ЛЕЧЕНИИ ПАРОДОНТИТА 

А.Ю. Кропотина, Н.А. Вулах, В.М. Моргунова, Е.С. Дьякова 

Научный руководитель: д.м.н., профессор Н.В. Булкина 


имени Разумовского В.И., г. Саратов 

На фоне успешной борьбы с большинством инфекционных 

заболеваний бактериальная инфекция на современном этапе выглядит 

недостаточно изученной и представляет трудности для диагностики и 

лечения. В состав плазмидной ДНК входят гены, регулирующие 

репликацию, мутагенез, а также такие важные для клиницистов признаки, 

как патогенность, вирулентность и антибиотикочувствительность 

бактериальных клеток. Плазмидная ДНК может находиться в нескольких 

конформационных формах. 

Материалы и методы: исследовали фрагмент ДНК плазмиды pUC- 

19, выделенный из клеток E.Coli HB-101. Было проведено воздействие 

ГНЛ и БПеМП на нуклеиновые кислоты (плазмидную ДНК и РНК), 

сочетанно и отдельно друг от друга. 

Результаты: прямое действие ГНЛ на нуклеиновые кислоты 

(плазмидную ДНК и РНК) не приводит к изменению конформации или 

разрушению плазмидной ДНК. Действие БПеМП несколько изменяет 

конформацию ДНК, что приводит к обнаружению электрофоретического 

профиля только суперскрученной ДНК, релаксированная кольцевая форма 

не обнаруживается в агарозном геле при проведении электрофореза. 

Совместное действие БПеМП и лазерного излучения обнаруживает 

некоторый антагонизм в их влиянии на нуклеиновые кислоты. 

Выводы. После обработки фермента БПеМП или при совместном 

действии БПеМП и лазерного излучения обнаруживается эффект 

ускорения реакции гидролитического расщепления нуклеиновой кислоты 

до фрагментов. Обнаруживается эффект стимуляции ферментативной 

активности ДНК-азы I в присутствии переменного магнитного поля и 

совместного действия БПеМП и лазерного излучения. ДНК-аза I является 

неспецифической гидролазой и проявляет нуклеазную активность в 

отношении всех типов дезоксирибонуклеотидов. Подобный эффект – 

усиление нуклеазной активности в присутствии БПеМП БПеМП совместно 

с лазерный излучением может оказаться весьма полезным в 

стоматологической практике, поскольку будет способствовать очищению 

54


ротовой полости от нуклеиновых кислот, в том числе бактериального и 

вирусного происхождения. 

НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ БИОТЕХНОЛОГИИ 

В.В. Филатова 

Научный руководитель: учитель биологии Абрамова Ю.Н. 

Муниципальная общеобразовательная школа-интернат 

«Лицей- интернат г. Балашова Саратовской области» 

Биотехнология – в широком смысле – пограничная между биологией 

и техникой научная дисциплина и сфера практики, изучающая пути и 

методы изменения окружающей человека природной среды в соответствии 

с его потребностями. 

Биотехнология – в узком смысле – совокупность методов и приемов 

получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью 

биологических агентов. В состав биотехнологии входят генная, клеточная 

и экологическая инженерии. 

Корни биотехнологии уходят в далёкое прошлое и связаны с 

хлебопечением, виноделием и другими способами приготовления пищи, 

известными человеку еще в древности. 

Наукой биотехнология стала благодаря исследованиям и работам 

французского ученого, основоположника современной микробиологии и 

иммунологии Луи Пастера (1822-1895). 

В ХХ веке происходило бурное развитие молекулярной биологии и 

генетики с применением достижений химии и физики. 

Ученые из Университета Манчестера (University of Manchester) и 

Национального Института Медицинских Исследований (Medical Research 

Council's National Institute for Medical Research, Великобритания) получили 

новые данные о защитном механизме человеческого организма, 

препятствующем распространению вируса иммунодефицита человека 

(ВИЧ). Результаты нового исследования, опубликованные в журнале 

Nature. 

Ученые из Колледжа Медицины при Университете Иллинойса 

(University of Illinois at Chicago College of Medicine, США) получили новые 

данные о механизме регуляции активности теломеразы – фермента, 

играющего ключевую роль в процессах старения и развития 

онкологических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в 

журнале Nature Structural and Molecular Biology. В Нидерландах на основе 

эпидермиса и паутины создали натуральный бронежилет. Как утверждают 

авторы, их разработка в несколько раз превосходит по своим качествам 

современные защитные ткани. 

55



На сегодняшний день методами биотехнологии разработано более 

200 препаратов и вакцин, которые принесли пользу миллионам людей во 

всем мире. Сегодня в нашей стране реализуется стратегия создания 

инновационного высокотехнологичного социально-экономического 

пространства. В этой связи можно смело утверждать, что «за 

биотехнологиями – будущее фармацевтики и человечества». 

СОЗДАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КЛЕТКАХ 

С ПОМОЩЬЮ ПОДЛОЖКИ ИЗ МАТЕРИАЛА ГИДРОГЕЛЯ 

О.А. Динисламова 

Научный руководитель: д.б.н., профессор Бляхман Ф.А. 

Уральская государственная медицинская академия, г. Екатеринбург 

Важным фактором эффективного управления дифференциации 

клеток в лабораторных условиях является создание условий максимально 

приближенных к естественному окружению культивируемых клеток. 

Многочисленные исследования демонстрируют важность механической 

деформации для образования клеток мышечной ткани. В настоящее время 

в клеточной биотехнологии не существует простых материалов и методов 

позволяющих создавать механическое напряжение в клетках. Настоящее 

исследование направлено на создание подложки способной к деформации 

в питательной среде на основе материала полиэлектролитного 

синтетического гидрогеля. Где изменение линейных размеров материала 

гидрогеля будет осуществляться без использования дополнительных 

технических средств, только благодаря изменению степени набухания в 

ответ на изменение состава окружающей среды. 

Цель работы заключалась в экспериментальном поиске оптимальных 

параметров полиэлектролитного геля на основе полиметакриловой 

кислоты и её солей способных обеспечить максимальную степень 

деформации материала в физиологическом растворе, применяемом в 

клеточных технологиях. В работе использовали образцы гидрогелей 

метакриловой кислоты нейтрализованных ионами натрия и магния, 

отличающихся степенью нейтрализации кислотных групп и количеством 

мономеров между узлами сетки (степенью сшивки). В работе определялось 

относительное изменение объема при помещении образца гидрогеля, 

изначально находящегося в состоянии равновесия в воде, в раствор Хенкса 

на трое суток. 

Исследования показало, что максимальную степень объемной 

деформации сжатия способны обеспечить гидрогели нейтрализованные 

ионами натрия с высокой степенью сшивки. Для гелей метакрилата натрия 

56


имеющих степень сшивки 200 и степень нейтрализации 10-30% изменение 

объема за три дня составило 90%. Гидрогели нейтрализованные ионами 

магния, при тех же параметрах, способны сжиматься на 78%. Однако, 

обнаружено, что гидрогели метакрилата магния со степенью сшивки 

меньше 50 и высокой степенью нейтрализации 50-100% демонстрируют 

объемную деформацию расширения от 20% и выше. Таким образом, 

подложка из гидрогеля может оказать существенное механическое 

напряжение на осажденные клетки в результате изменения своего объема в 

питательной среде. 

СОВРЕМЕННЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ 

А.А. Каплей 

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


имени Гагарина Ю.А, г. Саратов 

Сегодня человечество совершенно справедливо полагает, что 

биотехнологические науки занимают приоритет в области современных 

высоких технологий. 

Биотехнология – это производственное использование 

биологических агентов или их систем для получения ценных продуктов и 

осуществления процессов различного назначения. 

В фармацевтической промышленности биотехнологии применяются 

для производства антибиотиков, иммунобиологических препаратов, генноинженерных 

лечебно-профилактических препаратов, для производства 

энзимов, биологически активных веществ и других медицинских 

препаратов [1]. 

Важным направлением в медицине является использование 

биотехнологий для реконструкции тканей и органов человека с 

использованием стволовых клеток. Стволовые клетки можно выделять и 

растить в культуре ткани [2,3]. Способность давать множество 

разнообразных клеточных типов делает стволовые клетки важнейшим 

восстановительным резервом в организме, который используется для 

замещения дефектов, возникающих в силу тех или иных обстоятельств. 

Стволовые клетки являются, во-первых, своего рода строительным 

материалом организма. Также они принимают непосредственное участие в 

регенеративных процессах организма и могут замедлять процесс старения 

[2]. Из-за способности к преобразованию в клетки любых органов и тканей 

стволовые клетки играют роль «скорой помощи»: если где-то в организме 

«неполадка», стволовые клетки направляются туда и заменяют потерянные 

57



в результате болезни или повреждения клетки органа, восстанавливают его 

функции. С возрастом количество стволовых клеток уменьшается, и 

регенеративные возможности организма снижаются. Использование 

стволовых клеток – это в перспективе, решение проблемы регенерации 

[3,4]. 

На современном этапе развития биотехнологии большое внимание 

уделяется разработке подходов к созданию новых процессов в 

медицинской биотехнологии. Это различные методы модификации 

микроорганизмов, растений и животных, в т.ч. культивирование 

растительных клеток как источника получения новых веществ; 

конструирование молекул, нанотехнологии, компьютерное моделирование, 

биокаталитическая трансформация веществ и т.д. [2,4]. 


1. Евтушенков А.Н., Фомичев Ю.К. Введение в биотехнологию. 

Курск. 2006.- 200 с. 

2. Егоров Н. С. Биотехнология . Т.1 Проблемы и перспективы. М. 

2007. С. 21-45. 

3. Интернет-сайт: http://www.fos.ru/biology/7178.html 

4. Интернет-сайт: http://sbio.info/page.phpid=43 

НОВЕЙШИЕ БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ 

В ОФТАЛЬМОЛОГИИ 

М.В. Кузнецова 




Биомедицинские технологии включены в список новых 

перспективных технологий, в которых заинтересовано современное 

человечество [1,2]. В настоящее время в мире технологии идеи писателейфантастов 

становятся реальностью. Раньше человечество удивляли 

произведения, а сейчас изобретения ученых поражает мир. 

Инженеры и учёные из университета Вашингтона во главе с 

профессором Бабаком Парвизом впервые совместили микросхемы и 

миниатюрные источники света с биологически совместимым гибким и 

прозрачным материалом, создав контактные линзы, которые способны 

выводить в поле зрения владельца различные изображения [1,2]. Можно 

вспомнить всяческих «ужасных» биороботов из фантастических фильмов, 

58


которые при взгляде на окружающие предметы видели крестики прицелов 

или карты местности, или характеристики объектов. Однако сами 

разработчики новинки видят в ней несколько более мирное устройство. 

Такие контактные линзы могут помочь улучшить зрение 

слабовидящих людей или создать перед глазами водителя виртуальную 

приборную доску, или обеспечить серфинг в Интернете на ходу, или 

погрузить игроков в виртуальный мир без ограничения в движениях. На 

данный момент возможности линзы-микросхемы довольно скромны, но 

эти первые прототипы – важный шаг на пути к обозначенному выше 

будущему, к переходу от дисплеев в «очках» к дисплеям в контактных 

линзах. Авторы новинки лишь хотели показать, что технология 

работоспособна и что такие линзы безопасны [1,2]. 

Исследователи создали металлические проводники толщиной в 

несколько нанометров и светодиоды с поперечником всего в треть 

миллиметра. Набор таких деталей образовал нечто вроде порошка, где 

каждая частица обладала специфической формой и неповторимыми 

краями, позволяющими подсоединить лишь «комплиментарный» кусочек 

будущей схемы. Этот порошок авторы новой технологии рассыпали на 

поверхность пластика, где намеченная схема собиралась сама собой, 

благодаря капиллярным силам между микроскопическими компонентами. 

Вокруг зрачка и радужки у глазного яблока имеется достаточно много 

открытой площади, где можно было бы размещать различные устройства 

вне поля зрения человека. Авторы необычной линзы намерены в 

дальнейшем добавить в неё схему для беспроводной двухсторонней связи 

[2]. 

Прототип контактной линзы, созданный исследователями из США 

и Финляндии, уже прозвали «зрением терминатора». В нём визуальная 

информация транслируется с компьютера непосредственно в глаз 

человека, превращая тот в подобие дисплея. Что важно, прототип уже 

успешно испытан на живом глазу. Так называемые активные линзы с 

беспроводным питанием и светодиодным дисплеем в один пиксель 

разработали и протестировали на животных учёные университетов 

Вашингтона и Аалто [2]. 

В ближайшие годы облик биомедицинских технологий может 

претерпеть значительные изменения и выйти на совершенно другой 

уровень. Прежде всего, на будущее новой индустрии повлияют системы 

массового генотипирования, персональная медицина, клеточные и 

регенеративные технологии, которые могут задать новые стандарты 

качества жизни. 


1. Интернет-сайт: http://www.membrana.ru/ 

2. Интернет-сайт: http://www.living-industry.ru 

59



ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗРАБОТКИ 

ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ БИОИНЖЕНЕРНЫХ ЗУБОВ 

Ф.М. Бекирова 

Научный руководитель: к.м.н., доцент Суетенков Д.Е. 


им. В.И.Разумовского, г. Саратов 

Большинство лечебных манипуляций стоматолога сопровождаются 

потерей твердых тканей зубов различной степени выраженности, от 

минимальных при отбеливании зубов перекисными соединениями, вплоть 

до препарирования эмали ротационными абразивными инструментами. По 

материалам American Dental Association зуб за время своего 

функционирования переживает не больше 5-6 случаев повторного лечения, 

после чего неминуемо удаляется. Это не только определяет стоматологию 

как высокозатратную часть здравоохранения, но и говорит о 

недостаточной эффективности консервативных методик лечения. Процент 

беззубых людей является одним из критериев оценки уровня жизни в 

развитых странах. До недавнего времени негативный опыт, связанный с 

отсутствием возможности избежать удаления пораженных зубов, являлся 

главной причиной страха перед посещением стоматолога и поздней 

обращаемости, приводящей к осложнениям. В последнее время внедрение 

клеточных механизмов терапии повысило уровень ожиданий появления 

новых технологий и для стоматологического приема. 

В работах лаборатории Т.Tsuji (Токийский университет) 

сообщается о удачных экспериментах по созданию биоинженерных зубов 

у грызунов (2008-2011). Для этого используются приемы создания 

искусственного эмалевого органа по двум технологиям: направленной 

специализации полипотентных стволовых клеток или забора части клеток 

непрорезавшихся зачатков зубов у самого пациента. Этапы таких 

технологий: 

1. размножение эпителиальных и мезенхимальных клеток; 

2. создание нескольких слоев зачатка; 

3. инкубации зачатка в агарозном геле; 

4. операция трансплантации зачатка в альвеолярный отросток 

челюсти. 

Эксперименты имеют высокую степень повторяемости 

положительных результатов, что позволило исследовать гистологическое 

строение создаваемых зубов, их прорезывание и даже возможности их 

опорного аппарата реагировать на ортодонтические нагрузки. В настоящее 

время ведется работа по определению условий создания различной 

ширины коронки биоинженерного коренного зуба, которая была 

60


восстановлена с использованием диссоциированных эпителиальных и 

мезенхимальных клеток, с помощью регулирования площади контакта 

между эпителиальными и мезенхимальными клеточными слоями. 

Спектр биоинженерных технологий для клиники стоматологии 

пока не подкреплен значительными клиническими результатами, но 

потребность в этих результатах велика как никогда. 

61



4. МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ 

МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ 

62


ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОШКОВЫХ 

МАТЕРИАЛОВ И РЕЖИМОВ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ НА 

СТРУКТУРНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ 

БИОСОВМЕСТИМЫХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ 

И.П. Гришина, О.А. Маркелова, Р.Р. Абсалямова, А.В. Морковкина 

Научный руководитель: д.т.н., профессор А.В. Лясникова 


имени Гагарина Ю.А, г. Саратов 

Известно, что имплантируемая конструкция, размещаемая в 

организме пациента с целью замещения утраченных или поврежденных 

органов или тканей, должна обладать повышенной биосовместимостью с 

прилежащими тканями. Для достижения этого на поверхность 

металлических имплантатов с помощью технологии электроплазменного 

напыления наносят биосовместимые покрытия на основе порошков 

гидроксиапатита, трикальцийфосфата, фторгидроксиапатита [1-3]. 

Покрытия на поверхности имплантатов должны обладать высокими 

адгезионно-когезионными характеристиками и определенными 

структурно-морфологическими параметрами, что позволит обеспечить 

надежную интеграцию конструкции с прилежащими тканями и 

долговременное функционирование [4]. 

Целью настоящей работы было улучшение совместимости 

имплантатов с живыми тканями на основе исследования влияния 

характеристик порошковых материалов и режимов их напыления на 

структурно-морфологические параметры биосовместимых 

металлокерамических покрытий. 

В качестве образцов были использованы пластины из компактного 

титана ВТ-1-0 размером 10 × 10 мм, на которые с помощью технологии 

электроплазменного напыления наносили порошки титана, 

гидроксиапатита (ГА), трикальцийфосфата (ТКФ) различной 

дисперсности. Эксперименты по напылению проводились на установке 

электроплазменного напыления ВРЕС 744.3227.001 (рис. 1) . Для 

напыления использовался титановый порошок марки ПТС (ТУ 14-1-3086- 

80) с дисперсностью (∆) менее 70 и менее 100 мкм. Напыление проводили 

в диапазоне токов 290-460 А при напряжении 30-40 В. Плазмообразующий 

газ – аргон. Перед напылением образцы подвергались воздушноабразивной 

обработке на эжекционной установке «Чайка-20» при давлении 

воздуха 0,4…0,6 МПа, дисперсности частиц корундового порошка 

300…400 мкм и продолжительности 5 мин. Затем выполняется 

63



ультразвуковое обезжиривание путем загрузки образцов, прошедших 

воздушно-абразивную обработку, в ультразвуковую ванну УЗУМИ-2 со 

специальным раствором (3…5 г/л Na 3 PO 4 и 3…5 г/л ПАВ ОП-10), частота 

ультразвуковых колебаний составляет 35 кГц, продолжительность 

обработки – 5 мин. Благодаря такому обезжириванию загрязненность 

поверхности имплантата остаточными органическими веществами 

снижается до уровня 10 –9 г/см 2 . 

Рис. 1. Установка электроплазменного напыления покрытий 

64


Рис. 2. Установка воздушно-абразивной обработки «Чайка-20» 

Рис. 3. Ультразвуковая ванна УЗУМИ-2 

В зависимости от характеристик порошковых материалов и режимов 

напыления, образцы были разделены на группы (табл. 1). 

65




Группы образцов в зависимости от характеристик порошковых 

материалов и режимов напыления 

Номер группы 

Состав покрытия, характеристика 

порошка и режимы напыления 

Группа №1(1) Образец из титана с подслоем 

титана и слоем пористого ГА. 

Дистанция напыления: титан 200 

мм, ГА 150 мм, ∆ титана < 100 мкм, 

∆ ГА < 90 мкм 



Дистанция напыления титан 200 мм, 

ГА 100 мм, ∆ титана < 100 мкм, ∆ 

ГА < 90 мкм 



Дистанция напыления: титан 200 

мм, ГА 50 мм, ∆ титана < 100 мкм, ∆ 

ГА < 90 мкм 

Группа №2 Образец из титана с подслоем 

титана и слоем малопористого ГА, ∆ 

титана < 100 мкм, ∆ ГА < 40 мкм 

Группа №3 Образец из титана с подслоем 

титана и слоем пористого ТКФ, ∆ 

титана < 100 мкм, ∆ ТКФ < 90 мкм 

Группа №4 Образец из титана со слоем 

малопористого титана, ∆ < 70 мкм 

Группа №5 Образец из титана со слоем 

пористого титана, ∆ < 100 мкм 

Исследования морфологии поверхности образцов проводились на 

анализаторе изображения микроструктур АГПМ-6М, а также с помощью 

металлографического микроскопа МИМ-7. 

Микрорельеф поверхности и распределение на ней пористости для 

первой группы образцов представлены на рис. 4. 

66


а 

б 

в 

Рис. 4. Изображение микрорельефа поверхности образцов из титана с подслоем титана 

и слоем пористого ГА: а – дистанция напыления титан 200 мм, ГА 150 мм, б – 

дистанция напыления титан 200 мм, ГА 100 мм, в – дистанция напыления титан 200 мм, 

ГА 50 мм 

На рис. 4, а поверхность образцов выглядит как неровная, имеющая 

неравномерную структуру. На поверхности покрытия есть как крупные 

поры размером 10-22 мкм, так и плотные участки. По-видимому, такое 

распределение пор по поверхности образца связано с тем, что дистанция 

напыления ГА составляла 150 мм, вследствие чего частицы порошка, 

достигая поверхности подложки, остывали и распределялись 

неравномерно. 

На рис. 4, б плазмонапыленное гидроксиапатитовое покрытие 

представлено наличием мелких пор с включением крупных неправильной 

формы, а также значительных плотных, беспористых участков покрытия. 

Дистанция напыления ГА в этом случае составляла 100 мм, дисперсность 

порошка < 90 мкм. 

На рис. 4, в поверхность образцов представляет мелкопористую 

равномерную структуру с незначительными включениями плотных 

участков. Однако размер пор в данном случае составляет 7-20 мкм, что 

67



согласно экспериментальным и клиническим исследованиям, способствует 

наилучшему росту и развитию костной ткани. 


второй группы образцов представлены на рис. 5. 

а 

б 

Рис. 5. Изображение микрорельефа поверхности образцов из титана с подслоем титана 

и слоем малопористого ГА 

На рис. 5 поверхность образцов во многом схожа с поверхностью, 

представленной на рис. 4, б. Покрытие имеет мелкозернистую структуру с 

размером пор 5-10 мкм, а также плотные участки покрытия. 


третьей группы образцов представлены на рис. 6. 

а 

б 

Рис.6. Изображение микрорельефа поверхности образцов из титана с подслоем титана и 

слоем пористого ТКФ 

Плазмонапыленное трикальцийфосфатное покрытие имеет высокую 

пористость с размером пор 19-37 мкм. На рисунке видно, что поры и 

поровые каналы равномерно распространены по всей поверхности образца. 

Анализ пористости образца позволяет выявить, что ТКФ представлен 

относительно крупными частицами и агломератами. 


четвертой группы образцов представлены на рис. 7. 

68


а 

б 

Рис. 7. Изображение микрорельефа поверхности образцов из титана со слоем 

малопористого титана 

Анализ приведенных фотографий позволяет выявить, что покрытие 

имеет как небольшие поры, так и крупные с размером до 35 мкм. Повидимому 

наличие мелких пор обусловлено дисперсностью порошка 

титана < 40 мкм. 


пятой группы образцов представлены на рис.8. 

а 

б 

Рис. 8. Изображение микрорельефа поверхности образцов из титана со слоем пористого 

титана 

На рис. 8 представлена поверхность плазмонапыленного титаного 

образца, с дисперсность порошка титана < 90 мкм. Покрытие представлено 

неравномерной структурой. 

Микрорельефы поверхности групп образцов были изучены с 

помощью металлографического микроскопа МИМ-7 (увеличение ×120) и 

представлены на приведенных ниже фотографиях (рис. 9 а, б, в). 

69



а 

б 

в 

г 

д 

е 

Рис. 9. Микрофотографии поверхностей образцов из титана с подслоем титана и слоем 

пористого ГА: а – дистанция напыления титан 200 мм, ГА 150 мм, увеличение × 120; б 

– поверхность образцов из титана с подслоем титана и слоем малопористого ГА, 

полученные с помощью микроскопа МИМ-7, увеличение × 120; в – дистанция 

напыления титан 200 мм, ГА 50 мм, увеличение × 120; г – микрофотография 

поверхности образцов из титана с подслоем титана и слоем ТКФ, полученная с 

помощью микроскопа МИМ-7, увеличение × 120; д – дистанция напыления титан 200 

мм, ГА 100 мм, е – микрофотография поверхности образцов из титана со слоем 

мелкодисперсного титана, полученная с помощью микроскопа МИМ-7, увеличение × 

120 

На рис. 9, а представлена поверхность образцов с дистанцией 

напыления титана 200 мм, ГА 150 мм. На фотографии прослеживается 

титан с непокрытыми участками ГА, при этом зерна титана имеют 

различную форму и размеры. Размер зерна титана составляет от 11,6 до 

104.4 мкм. Так же на рисунке видны зерна ГА, которын расположены 

неравномерно по всей поверхности образца. Размер зерна ГА и 

агломератов составляет от 58 до 116 мкм. 

70


На рис. 9, б представлена поверхность образцов из титана с подслоем 

порошка титана и ГА, дисперсностью < 40 мкм. За счет мелкой 

дисперсности порошка ГА покрытие сформировано без открытых поровых 

каналов и носит равномерный характер. 

На рис. 9, в представлена поверхность образцов с дистанцией 

напыления титана 200 мм, ГА 100 мм. На фотографии видно, что на 

поверхности образца имеются открытые поровые каналы. 

Плазмонапыленное гидроксиапатитовое располагается по всей 

поверхности равномерно, многие агломераты выглядят гладкими, а 

некоторые совершенно гладкими. Размер зерен титана тяжело определить, 

так как он плохо проглядывается. Размер зерен ГА составляет от 58 до 92,8 

мкм. 

На рис. 9, г представлена поверхность образцов из титана с подслоем 

порошка титана и ТКФ. На поверхности наблюдаются скопления 

агломератов частиц ТКФ, которые полностью покрывают титановый 

подслой, и имеют ярко выраженный рельеф. 

На рис. 9, д представлена поверхность образцов с дистанцией 

напыления титана 200 мм, ГА 50 мм. Поверхность образцов выглядит 

равномерной, имеет хорошо прослеживаемые открытые поровые каналы и 

небольшие участки скопления расплавленных частиц ГА. Можно 

отметить, что в отличие от предыдущих образцов, на этом образце первой 

группы ГА лежит более равномерным слоем по всей поверхности. 

Поверхность образцов из титана со слоем мелкодисперсного 

порошка титана, размером мене 40 мкм, представленная на рис. 9, е, имеет 

открытые поровые каналы, равномерную структуру и выраженный рельеф 

поверхности. 

Рис. 10. Микрофотография поверхности образца из титана со слоем 

крупнодисперсного титана, полученная с помощью микроскопа МИМ-7, 

увеличение × 120 

71



На рис. 10 представлена поверхность образцов из титана со слоем 

порошка титана дисперсностью более 100 мкм, по которой равномерно 

распределены крупные частицы порошка титана. 

Анализируя покрытия, полученные при различных режимах 

напыления, можно отметить, что на характеристики покрытий влияют 

такие факторы, как дисперсность исходного порошка и дистанция 

напыления. При этом наибольшее влияние на пористость 

плазмонапыленных покрытий оказывает дистанция напыления, что видно 

на примере образца из компактного титана с подслоем порошка титана и 

слоем порошка ГА, где наилучшее значение пористости достигается при 

дистанции напыления 50 мм. 

Было установлено, что на равномерность покрытия наибольшее 

влияние оказывает дисперсность порошка, так на образцах из титана с 

подслоем титана и слоем малопористого ГА с помощью 

металлографического микроскопа выявлено равномерное распределение 

плазмонапыленного порошка ГА дисперсностью менее 40 мкм. Такими же 

свойствами обладает поверхность образца из титана с подслоем титана и 

слоем ТКФ, но более развитой морфологией, чем покрытие из ГА, на этом 

покрытии ясно видны равномерное распределение агломератов и большое 

количество глубоких пор, что, согласно экспериментальным и 

клиническим исследованиям, способствует наилучшему росту и развитию 

костной ткани. 





2006. - 254 с. 

2. 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. 

3. Лясникова А.В. Биосовместимые материалы и покрытия нового 

поколения: особенности получения, наноструктурирование, исследование 

свойств, перспективы клинического применения / А.В. Лясникова, Т.Г. 

Дмитриенко. - Саратов: Научная книга, 2011. - 220 с. 

4. Л.Хенч, Д.Джоунс. Биоматериалы, искусственные органы и 

инженеринг тканей. М.: Техносфера, 2006 – 304 с. 

72


КЛАССИФИКАЦИЯ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ 

ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ БИОАКТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 

НА ДЕНТАЛЬНЫЕ ИМПЛАНТАТЫ 

А.Г. Авакян*, М.С. Мишина, В.А. Протасова, А.С. Холдякова 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Протасова Н.В. 

*МОУ «Средняя образовательная школа №2», 

Саратовская область, г. Калининск 



При разработке плазменного оборудования для напыления 

порошковых материалов необходимо руководствоваться техникотехнологическими 

требованиями, которые в общем виде могут быть 

сформулированы следующим образом: 

1. Оборудование должно обеспечивать получение равномерных по 

толщине покрытий с высоким качеством и прочностью, требуемой 

шероховатостью и пористостью, с определенным химическим составом. 

2. Разработанное оборудование должно обеспечивать возможность 

работы с любыми газами, как инертными, так и химически активными, 

иметь большой срок службы, высокую надежность и быть удобным в 

эксплуатации. 

3. Материалы элементов установки не должны вступать в реакции и 

загрязнять контактирующий с ними обрабатываемый порошок. 

Современный стоматологический имплантат – это сложная 

биомеханическая система, состоящая из твердого центрального стержня – 

основы, обеспечивающего первичный контакт имплантата с костной 

тканью и закрепление на нем собственно зубного протеза, и пористого 

внешнего слоя – оболочки, обеспечивающего интеграцию всей 

конструкции в костную ткань за счет формирования биомеханических 

связей и удержание в ней имплантата на протяжении максимального срока 

независимо от действующих знакопеременных нагрузок. Установлено, что 

именно такая схема обеспечивает надежное вживление имплантата. При 

этом для надежного формирования связей «имплантат – костная ткань» на 

биологическом уровне необходимо наличие пористой структуры с 

размерами пор 150-250 мкм. Однако, такая крупнопористая система не 

обладает необходимыми адгезионными свойствами к компактной основе и 

когезией даже при использовании титана, не говоря уже о малопрочном 

гидроксиапатите. Устранить эти трудности можно, применяя сложные 

слоистые покрытия, представляющие собой структуру из последовательно 

напыляемых слоев мелкодисперсного титана, крупнодисперсного титана, 

смеси в различных пропорциях титана и гидроксиапатита и внешнего слоя 

73



чистого гидроксиапатита. При этом происходит относительно 

постепенный переход от компактного титана основы к крупнопористой 

внешней оболочке через мелкопористую структуру, что обеспечивает 

снижение остаточных напряжений и повышает прочность покрытия. 

Смешанный титаново-гидроксиапатитовый подслой обеспечивает 

сочетание высоких адгезионно-когезионных и упругомеханических 

характеристик титана с биостимулирующим действием гидроксиапатита. 

Тонкий внешний слой последнего вследствие малой толщины также 

достаточно прочен и удерживается в начальный момент остеофиксации. 

Впоследствии он стимулирует рост замещающей его костной ткани. 


1. Лясников В.Н., Протасова Н.В. Плазменное напыление в 

электронике и биомедицинской технике / В.Н. Лясников, Н.В. Протасова. - 

Саратов: СГТУ, 2010. - 275с. 

2. Лясникова А.В., Лепилин А.В., Бекренёв Н.В., Дмитриенко Д.С. 

Стоматологические имплантаты. Исследование, разработка, производство 

и клиническое применение. Под. ред. проф. В.Н. Лясникова, проф. А.В. 

Лепилина. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2006. – 254 с. 

3. Бутовский К.Г., Лясникова А.В., Протасова Н.В., Лясников В.Н. 

Материалы приборостроения Саратов: СГТУ, 2005. - 236с. 

МОДИФИЦИРОВАННОЕ ГИДРОКСИАПАТИТОВОЕ ПОКРЫТИЕ 

ДЕНТАЛЬНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

Е.С. Красникова*, О.С. Мостовая** 

Научные руководители: д.м.н., профессор Лепилин А.В.**, 

д.т.н., профессор Лясникова А.В.*** 

*Саратовский государственный аграрный университет 

имени Вавилова Н.И., г. Саратов 

**Саратовский государственный медицинский университет 


***Саратовский государственный технический университет 


Развитие и успехи дентальной имплантологии последних лет привели 

к окончательному формированию этого раздела стоматологии. Анализ 

имеющихся данных показывает, что достигнуть необходимой 

эффективности современного лечения с применением дентальных 

имплантатов невозможно без привлечения новейших разработок техники и 

технологий. Это определяет необходимость в формировании комплекса 

74


научно-исследовательских мероприятий, предусматривающих 

привлечение как медицинских, так и специализированных 

технологических исследований. 

Немедленная установка инфраструктуры дентального имплантата в 

лунку удаленного зуба в последние годы получила достаточно широкое 

распространение. Одной из основных причин несостоятельности 

внутрикостных конструкций является микробная инвазия в 

периимплантатную область, что особенно важно при проведении 

немедленной имплантации, так как удаленный зуб часто имеет признаки 

хронического воспаления в периодонтальных тканях. 

Давно разработаны и внедрены в клиническую практику препараты 

на основе серебра, обладающего рядом ценных в медицинском отношении 

свойств. Бактерицидный эффект серебра проявляется уже при 

концентрации 0,1-0,2 мг/л и времени контакта от 10 до 60 минут. 

Однако, длительное функционирование имплантата невозможно без 

эффекта остеоинтеграции. Помимо определенной пористости необходимо 

наличие биоактивного композиционного внешнего слоя поверхности, 

получаемого по технологии плазменного напыления, и вещества, 

стимулирующего остеообразование на границе с имплантатом 

(гидроксиаппатита). 

Таким образом, актуальным вопросом является модификация 

биокомпозиционного покрытия инфраструктур имплантатов путем 

придания ему антибактериальных свойств. 

Нами была предложена модификация биокерамического 

гидроксиапатитового покрытия дентальных имплантатом КИСВТ-СГТУ- 

01 путем введения в него ионов серебра. Технологические аспекты данного 

вопроса решались совместно с сотрудниками кафедры «Биотехнические и 

медицинские аппараты» СГТУ под руководством профессора 

А.В. Лясниковой. 

Наиболее целесообразным методом создания таких покрытий по 

нашему мнению является внедрение серебра в пористую структуру 

исходных частиц порошка гидроксиапатита перед их напылением. Для 

получения серебросодержащего гидрксиапатита (СГА) использовали 

0,02% раствор AgNO 3 и порошок гидроксиапатита, которые 

перемешивали и выдерживали при комнатной температуре 48 часов. Далее 

осадок фильтровали при помощи воронки Бюхнера, промывали горячей 

водой, высушивали при температуре 200 0 С в течение 6 часов и отжигали 

при температуре 600 0 С в течение 2 часов. 

Разработанная методика представляет собой процесс, 

заключающийся в плазменном напылении СГА-покрытия на дентальный 

имплантат. Применение технологии плазменного напыления позволяет 

получать шероховатые покрытия с большой площадью поверхности. 

Изменение технологических характеристик процесса плазменного 

75



напыления материала позволяет получать композиционное 

биокерамическое серебросодержащее покрытие с заданными 

поверхностными свойствами. 

Для проведения исследования морфологии и химического состава 

поверхности дентального имплантата были изготовлены пластины из 

технически чистого титана (марка ВТ1-00) размером 5×5×2 мм. После 

пескоструйной обработки одной из поверхностей пластин, на неё методом 

плазменного напыления было нанесено многослойное биокомпозиционное 

антибактериальное серебросодержащее покрытие. 

Измерения морфологии и химического состава покрытия были 

проведены с использованием сканирующего электронного микроскопа 

MIRA 2 LMU. Анализ изображений поверхности исследуемых образцов 

свидетельствует о том, что морфология поверхности имеет развитую структуру 

с большой площадью и примерно одинаковыми перепадами высот для впадин 

и выступов. Такая морфология поверхности может обеспечить высокую 

степень контакта кости со структурами поверхности имплантата. При 

исследовании химического состава поверхности образцов определялось 

равномерное распределение всех химических элементов присутствующих 

в нанесенном на образцы покрытии, в том числе и частиц серебра. 

Для оценки антибактериальной активности модифицированного 

биокомпозиционного покрытия проводились микробиологические 

исследования на референтных штаммах микроорганизмов, встречающихся 

в полости рта в норме и при патологии, относящихся к различным видам 

бактерий. Материалом исследования послужили пять групп специально 

изготовленных титановых пластин размером 5×5×2 мм: с 

плазмонапыленным гидроксиапатитовым покрытием, нанесенным по 

традиционной технологии (1), с плазмонапыленным СГА покрытием, 

нанесенным по новой технологии без воздействия УЗ-колебаний (0,02%, 

без УЗ) (2), с плазмонапыленным СГА покрытием, нанесенным по новой 

технологии с воздействием УЗ-колебаний (0,02%, с УЗ) (3), с 

плазмонапыленным СГА покрытием, нанесенным по новой технологии без 

воздействия УЗ-колебаний (0,04%, без УЗ) (4), с плазмонапыленным СГА 

покрытием, нанесенным по новой технологии с воздействием УЗколебаний 

(0,04%, с УЗ) (5). Каждый образец был отдельно упакован, 

пронумерован и подвергнут стерилизации. 

В качестве методов исследования антимикробных свойств 

модифицированного серебросодержащего антибактериального покрытия 

мы использовали диско-диффузионный метод и метод регистрации 

показателей роста микроорганизмов на спектрофотометре. Оба метода 

позволили сделать выводы о том, что покрытие, имеющее в своем составе 

антибактериальный компонент оказывает влияние на рост микрофлоры. 

Исследования in vivo проводились с целью доказательства того факта, 

что модификация поверхности имплантата путем добавления 

76


определенного количества серебра не окажет влияние на процессы 

интеграции костной ткани в поверхностные слои инфраструктуры. 

Материалом исследования in vivo послужили дистальные эпифизы 

бедренных костей белых крыс-самцов линии Вистар, которым были 

установлены цилиндрические имплантаты с различным типом 

поверхности (многослойным биокомпозиционным гидроксиапатитовым 

покрытием и модифицированным антимикробным биокомпозиционным 

покрытием). Проведенное исследование in vivo показало соответствие 

картины формирования костных структур как на биокомпозиционном 

гидроксиапатитовом, так и на модифицированном антимикробном 

покрытии, что дает нам право утверждать об отсутствии отрицательного 

влияния введенного в поверхность серебра на остеоинтегративные 

свойства покрытия 

В целях клинической оценки эффективности применения 

эндооссальных имплантатов с модифицированным антимикробным 

покрытием для проведения операций непосредственной установки 

инфраструктуры в лунку удаленного зуба было обследовано 140 

пациентов. Все пациенты были разделены на две равные группы по 

семьдесят человек. Пациентам группы №1 было установлено 127 

эндооссальных имплантатов с модифицированным антимикробным 

серебросодержащим покрытием. Пациентам группы №2 было установлено 

126 эндооссальных имплантатов с биокерамическим гидроксиапатитовым 

покрытием. 

По истечении дофункционального периода было установлено, что 

эффективность первичной интеграции дентальных имплантатов с 

модифицированным антимикробным серебросодержащим покрытием 

составила 98,43%, имплантатов с биокерамическим гидроксиапатитовым 

покрытием – 97,62%. Диспансерное наблюдение было проведено у 100% 

больных через год. Состоятельность имплантатов опытной группы 

составила 97,64%, для имплантатов контрольной группы данный 

показатель составил 92,86%. 

В результате выполненного клинико-экспериментального 

исследования можно сделать выводы о перспективности модификации 

биокомпозиционного гидроксиапатитового покрытия дентальных 

имплантатов путем придания ему антимикробных свойств. Использование 

дентальных имплантатов с предложенным покрытием будет 

способствовать совершенствованию качества оказания хирургической 

стоматологической помощи. 

77



ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЛАЗМОНАПЫЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ 

ЭНДОПРОТЕЗОВ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ 

МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ НАПЫЛЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ 

И.П. Гришина, О.А. Дударева, О.А. Маркелова 

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

д.т.н. профессор Таран В.М. 



Одним из основных способов повышения биосовместимости 

эндопротезов, в том числе внутрикостных, является нанесение на их 

поверхность покрытий на основе различных материалов [1-3]. Наиболее 

оптимальным способом нанесения покрытий является электроплазменное 

напыление [4]. Покрытия на эндопротезах, особенно внутрикостных, 

должны обладать комплексом взаимоисключающих свойств, а именно 

отличными адгезионно-когезионными характеристиками при повышенной 

пористости. Достичь вышеназванного без применения специальных 

методов подготовки и активации поверхности не представляется 

возможным. Данная работа посвящена анализу существующих методов 

очистки и активации поверхности перед напылением с целью создания 

собственной технологии, отвечающей всем необходимым требованиям, 

предъявляемым к внутритканевым эндопротезам. 

Опытным путем установлено увеличение адгезии покрытий 

благодаря пескоструйной (дробеструйной) обработке подложки, 

приводящей к очистке поверхности, нарушению (высвобождению) 

межатомных связей, возрастанию контактной температуры на выступах 

под напыляемыми частицами. Получившаяся шероховатая поверхность 

имеет значительно большую истинную площадь, чем геометрическая, что 

облегчает механическое сцепление частиц с подложкой. Воздушноабразивная 

обработка – дискретный процесс, однако вследствие быстрого 

спада активности в каждой точке очищенной поверхности к концу очистки 

всей поверхности ее активность выравнивается [5-9]. 

При воздушно-абразивной обработке поверхности изделий, особенно 

из вязких материалов, возможно ее загрязнение внедрившимися частицами 

абразива. Острые края частиц абразивного материала, которыми они 

ударяются о поверхность изделия, откалываются и остаются в материале 

подложки [10-12]. 

В связи с этими недостатками, а также с деформацией ажурных, 

тонких деталей воздушно-абразивную обработку иногда заменяют 

химическим травлением, которое также создает хорошо развитую 

шероховатую поверхность. Химическое травление поверхности подложки 

78


перед напылением требует разработки специальных травящих составов для 

каждого материала подложки. Неправильный выбор травящего раствора 

может дать отрицательные результаты: вызвать пассивацию поверхности и 

соответственно снизить адгезию покрытия. Также необходимо очищать 

изделия от остатков травильного раствора [13]. 

Широко применяется ионное травление подложки. При ионном 

травлении поверхность в первую очередь очищается от загрязнений, затем 

обнажаются зерна металла. Если процесс продолжать, то начинает 

проявляться кристаллическая структура внутри зерен металла. На 

поверхности появляются углубления правильной формы и другие 

неоднородности металла, образующиеся за счет различных скоростей 

напыления по границам кристаллической решетки [13]. 

Как показывает ряд исследований наиболее эффективным методом 

очистки и активации поверхности подложки является обработка плазмой 

тлеющего разряда, которая может осуществляться в том же 

технологическом объеме, в котором затем осуществляется напыление. 

Отмечается, что применение тлеющего разряда при очистке подложек 

позволяет значительно улучшить функциональные и эксплуатационные 

свойства покрытий. При очистке в плазме тлеющего разряда подложка 

бомбардируется заряженными частицами, распыляющими поверхностные 

микрослои вместе с находящимися на них частицами загрязнений и 

адсорбированными газами. Одновременно происходит термообработка, 

позволяющая снизить концентрацию напряжений и радиационных 

эффектов. Недостатком метода может быть самопроизвольный переход 

тлеющего разряда в дуговой за счет неравномерного распределения 

оксидов или загрязнений по поверхности [14-16]. 

Следует отметить также способ предварительного нанесения одного 

или нескольких переходных подслоев из легкоплавких металлов, 

коэффициент термического расширения которых постепенно сближается с 

таковым для напыляемого порошка. Это способствует снижению 

остаточных напряжений и повышению прочности покрытия [13]. 

После подготовки поверхности необходимо как можно быстрее 

наносить покрытие, т.к. как показано выше, время отдыха отрицательно 

сказывается на адгезии. 

В связи с развитием технологии напыления в контролируемой среде 

получили развитие методы термической активации подложек и покрытия 

путем предварительного нагрева и управления термическим воздействием 

плазменной струи на пятно напыления. Площадь поверхности изделия, 

через которую теплота двухфазной струи, состоящей из напыляемых 

частиц и плазмы, вводится в изделие, называют пятном нагрева. В общем 

случае его диаметр d н не равен диаметру пятна напыления или ширине 

слоя покрытия В, получающегося за один проход. Соотношения d н /В 

может меняться за счет разной фокусировки потока частиц и 

79



сосредоточенности плазменной струи. Также следует отметить, что 

удельный тепловой поток распределен по пятну нагрева неравномерно: 

наибольшего значения он достигает в центре пятна, где плотнее поток 

частиц и интенсивнее термическое действие плазменной струи. Для 

уменьшения нагрева подложки при нанесении покрытий воздействие 

плазмы сводят к минимуму разделением в пространстве потока частиц и 

струи плазмы, путем ее отклонения в сторону от подложки. Отклонение 

достигается сдувом плазмы поперечным потоком газа или разделением 

потоков в специальном плазмотроне. Напротив, контролируемый нагрев 

подложки и напыляемого слоя покрытия осуществляется дозированной 

регулировкой мощности плазменной струи. Это позволяет регулировать 

физико-химическое взаимодействие материалов в момент формирования 

покрытия [10-13]. 

Описанный метод хотя и позволяет воздействовать не только на 

подложку, но и на все напыляемые слои покрытия, нельзя признать 

оптимальным для регулирования свойств покрытий. Во-первых, из-за 

неравномерности термического воздействия по пятну напыления, что не 

может обеспечить равномерности свойств и структуры покрытия, вовторых, 

температура - это сравнительно инерционный параметр и поэтому 

не может использоваться для оперативного регулирования каких-либо 

зависящих от нее свойств покрытия. 

Каждый из вышеперечисленных методов подготовки поверхности 

имеет свои недостатки и не является оптимальным для изготовления 

высококачественных имплантационных конструкций с биосовместимыми 

покрытиями. Нами предложена и обоснована новая методология 

гарантированного обеспечения оптимального сочетания физикохимических, 

механических и медико-биологических свойств 

плазмонапыленных покрытий, которая заключается в модифицировании 

поверхности основы в результате комплексной механической и физикохимической 

обработки потоком абразива и химическим травлением в 

ультразвуковом поле [17-19]. Особенностью предлагаемого процесса 

подготовки поверхности титановых имплантатов перед напылением 

является использование ультразвуковой воздушно-абразивной обработки 

на режимах, исключающих размерную эрозию (избыточное давление 0,65 

МПа, амплитуда УЗ 8-10 мкм, время обработки 30-40 с), введение 

дополнительной операции УЗ химического травления этой поверхности с 

целью получения равномерного рельефа при увеличенной шероховатости в 

растворе 2М HNO 3 + 1M HF в течение 5 минут с интенсивностью УЗ 9,6 

Вт/см 2 . Дополнительно 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 [20]. При напылении кальцийфосфатной 

керамики амплитуду УЗК увеличивают до 12-15 мкм. Применение данной 

80


технологии позволяет получать высокопористые адгезионнопрочные 

биосовместимые покрытия на медицинских эндопротезах, обладающие 

повышенными функциональными характеристиками. 


1. Лясникова А.В. Биосовместимые материалы и покрытия нового 

поколения: особенности получения, наноструктурирование, исследование 

свойств, перспективы клинического применения / А.В. Лясникова, Т.Г. 

Дмитриенко. - Саратов: Научная книга, 2011. - 220 с. 

2. Лясникова А.В. Материалы и покрытия в медицинской практике / 

В.Н. Лясников, А.В. Лясникова, Т.Г. Дмитриенко. - Саратов: Научная 

книга, 2011. - 300 с. 

3. Л.Хенч, Д.Джоунс. Биоматериалы, искусственные органы и 

инженеринг тканей. М.: Техносфера, 2006 – 304 с. 




2006. - 254 с. 

5. Голего Н.Л., Панамарчук В.Г. О влиянии шероховатости 

материала с титановой основой на прочность сцепления плазменных 

покрытий // Физико-химическая механика материалов, 1974. - № 6. - С. 25- 

27. 

6. Медведев Ю.А., Морозов И.А. О влиянии шероховатости и 

степени наклепа на прочность сцепления плазменных покрытий // Физика 

и химия обработки материалов, 1975. - № 4, с. 27-30. 

7. Мчедлов С.Г. Подготовка поверхности под газотермическое 

покрытие (технологический аспект): монография. Саратов: Сарат. гос. 

техн. ун-т, 2007. – 104 с. 

8. О дробеструйной подготовке поверхности плазменного напыления 

/ Д.М.Карпинос, В.Г.Зильберг, А.М.Вяльцев и др.// Порошковая 

металлургия, 1978. - № 9. - С. 25-28. 

9. Строганов А.И., Дробышевский А.С., Гоц А.Б. Влияние 

шероховатости стальной подложки на прочность сцепления с плазменным 

покрытием // Порошковая металлургия, 1982. - № 10. - С. 91-95. 

10. Кудинов В.В. О температуре и скорости частиц при плазменной 

металлизации // Сварочное производство, 1965. - № 8. - с.4-5. 

11. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. - М.: Наука, 1977. - 184 с. 

12. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких 

покрытий. - М.: Машиностроение, 1981. - 192 с. 

81



13. Лясников В.Н. Комплексные исследования функциональных 

плазменных покрытий, разработка оборудования, технологии и внедрения 

их в серийное производство ЭВП: Дис. ... докт. техн. наук. - М., 1987. - 345 

с. 

14. Анищенко Л.М., Кузнецов С.Е., Яковлева В.А. Влияние 

параметров обработки диэлектрических подложек в плазме тлеющего 

разряда на адгезию металлических покрытий // Физика и химия обработки 

материалов, 1984. - N 5. - С. 85-88. 

15. Очистка поверхности изделий перед напылением газовыми 

разрядами / Таран В.М., Митин Б.С., Бобров Г.В. и др. // Теория и практика 

газотермического нанесения покрытий: Тез. докл. - Дмитров, 1983. - С. 52- 

56. 

16. Плазменная технология. Опыт разработки и внедрения / Сост. 

А.Н.Герасимов. - Л.: Лениздат, 1980.-150 с. 

17. Лясникова А.В. Обоснование и реализация комбинированной 

механической и физико-химической обработки титановых деталей в 

ультразвуковом поле с учетом электроплазменного напыления 

композиционных покрытий: Дис…. докт.техн.наук. – Саратов, 2009. – 

320с. 

18. Лясникова А.В. Комбинированная технология механической и 

физико-химической обработки титановых деталей машин и приборов в 

ультразвуковом поле с последующим электроплазменным напылением 

наноструктурированных покрытий / А.В. Лясникова // Вестник 

Саратовского государственного технического университета. - 2009. - № 3 

(41). - Вып. 2. - С. 135-138. 

19. Лясникова А.В., Гришина И.П., Дударева О.А. 

Комбинированная технология получения биокомпозиционных покрытий 

металлокерамических покрытий / А.В. Лясникова, И.П. Гришина, О.А. 

Дударева // Международный сборник научных статей «Медицинские 

приборы и технологии». - Тула, 2011. - С. 138-141. 

20. Лясникова А.В. Влияние ультpазвука на хаpактеpистики 

микpоpельефа повеpхности биокомпозиционных покpытий, напыленных 

на титановый подслой / А.В. Лясникова, Н.В. Бекренев // Технология 

металлов. - 2008. - № 4. - С. 42-45. 

82


РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ СУШКИ 

МИКРОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА ГИДРОКСИАПАТИТА 

КАЛЬЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИННОВАЦИОННЫХ 

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 

Ю.В. Самохвалов, В.А. Протасова 

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



В данной научно-технической работе представлены материалы 

теоретического исследования методов распылительной сушки, 

механического измельчения, криохимического распыления позволяющие 

формировать частицы в микронном диапазоне. 

Целью данной работы являлась разработка технологии и 

оборудования для получения монодисперсных микропорошков 

неметаллических материалов (на примере гидроксиапатита) методом 

ультразвуковой распылительной сушки. 

Актуальность данной работы заключается в регулировании 

параметров раствора и технологических режимов создаваемого 

оборудования для получения микропорошков неметаллических 

материалов с заданными свойствами. 

Данная работа состоит из двух частей. В первой части 

представляются материалы, описывающие закономерности 

ультразвукового распыления растворов и суспензий. Также приводится 

классификация растворов по параметрам дисперсности твердых частиц в 

нем, а также методы их регулирования. 

Вторая часть работы состоит в разработки технологии 

ультразвуковой распылительной сушки и установление закономерностей 

влияющих на технологические параметры порошка, а именно 

гранулометрический состав, сферическая форма частиц, сыпучесть, 

насыпная плотность, плотность частиц. 

В ходе экспериментальной работы подтверждена возможность 

получения микродисперсных порошков со стабильным 

гранулометрическим составом частиц гидроксиапатита кальция (ГА). С 

помощью аналитического оборудования определен размер частиц порошка 

от 70 до 90 мкм, среднее квадратичное отклонение составило 15%. 

В статье рассмотрены основные узлы конструкции ультразвуковой 

распылительной установки и их назначение. 

Представлены в статье дальнейшие направления 

совершенствования данной конструкции для повышения 

83



производительности процесса, а также получения порошков в диапазоне от 

0,5 до 10 мкм. 

ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛИ В ТОКСИКОЛОГИИ 

Н.А. Перехвальский 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Дмитриенко Т.Г. 



Известно, что повысить активность физиологически активных 

веществ (ФАВ) в результате воздействия на них физических факторов. 

Этим фактором объясняется применение электроаэрозолей ФАВ в 

медицине [1,2]. 

Анализ литературных данных показывает [3], что за счет 

электриза-ции аэрозоля улучшается осаждение медикаментов в 

дыхательных путях, повышается концентрация лекарственных веществ в 

тканях и жидкостях организма, возрастает длительность нахождения 

лекарственного вещества в крови по сравнению с другими методами 

введения [3]. 

Нельзя отрицать и возможность положительного эффекта при 

действии через кожные покровы, о чем свидетельствуют результаты 

аэроионизации и другие исследования. Дополнительный эффект обычно 

связывают с образованием в коже продуктов электролиза, раздражающим 

действием на кожу с ее нервными элементами, что вызывает рефлекторно 

возникающие реакции, ведущие к стимуляции биологических и 

физических процессов [3]. 

В настоящее время на практике в основном используют три 

принципа зарядки частиц: 

- зарядка путем осаждения на поверхности ионов из газа, 

окружающего частицу; 

- зарядка путем электростатической индукции; 

- зарядка путем механической, химической и тепловой 

электризации. 

На основании анализа данных литературы можно обосновать два 

метода зарядки аэрозолей: метод вибрирующего капилляра и зарядка в 

поле коронного разряда. 

Сопоставляя экспериментальное значение заряда одной частицы и 

теоретическое максимальное значение, можно сделать вывод, что заряды 

частиц аэрозоля значительны. Некоторое расхождение эксперименталь- 

84


ного и теоретического значений можно объяснить как методическими 

погрешностями в определении заряда, так и тем обстоятельством, что 

вычисления теоретических значений проводились при упрощающих 

обстоятельствах. 


1. Эйдельштейн С.И. Основные направления применения 

аэрозолей в медицине. Материалы всесоюзной научно-технической 

конференции по применению аэрозолей в народном хозяйстве: Тез. Докл. 

М.: 2007. 

2. П. Райст Аэрозоли. Введение в теорию. Перевод с английского 

под редакцией Б.Ф. Садовского. – М.: Мир, 2005. – 278с. 

3. Прюллер П.К., Рейнет Я.Ю. О физических показателях 

аэрозолей и электроаэрозолей, применяемых в медицине. Материалы 

всесоюзной научно-технической конференции по применению аэрозолей в 

народном хозяйстве. М.: 1967. –с. 46. 

4. Суслов А.В., Позигун С.А. Генератор монодисперсных капель 

с вибрирующей иглой. Сборник «Физика аэродисперсных систем». 2009. - 

Вып. 28. - с. 8. 

5. Виснапуу Л.Ю., Смирнов В.В. Исследование систем Газовый 

поток – униполярные ионы – аэрозольные частицы. Труды ИЭМ. – 1987. – 

Вып. 44. – с. 56. 

ФОРМИРОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО 

ОКСИДИРОВАНИЯ В РАСТВОРЕ ЩЕЛОЧИ NaOH НА ДЕТАЛЯХ 

ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ 

В.С. Наршинова 

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



В современной медицине все более широкое применение находят 

искусственные материалы для восстановления функциональных 

возможностей поврежденных тканей и органов. Материалы, 

претендующие на роль имплантатов, должны удовлетворять ряду 

требований: не подвергаться коррозии, иметь характеристики, близкие к 

характеристикам костной ткани, не вызывать реакций иммунной системы, 

интегрироваться с костной тканью. Одним из таких материалов может 

быть оксид титана. 

85



Микродуговое оксидирование один из наиболее перспективных 

видов поверхностной обработки (модификаци), получающий в последнее 

время все более широкое распространение в самых различных отраслях 

промышленности для формирования многофункциональных 

керамикоподобных покрытий. 

Для формирования оксидного покрытия на деталях из титановых 

сплавов был выбран раствор щелочи NaOH различной концентрации. 

Такой состав электролита позволяет формировать покрытия из оксида 

титана без нежелательных примесей. 

Формирование покрытия проводилось на установке с тиристорным 

источником питания с фазовым управлением величиной рабочего тока в 

ванне из нержавеющей стали, служащей вторым электродом на плоских 

образцах из сплава ВТ1 в анодном и анодно-катодном режимах при 

плотности тока 0,5 А/см 2 в течение 20 минут. После МДО в электролитах с 

концентрацией NaOH от 1 до 4 г/л происходит увеличение геометрических 

размеров образцов, однако, при концентрации электролита 6 г/л 

геометрические размеры начинают уменьшаться. Максимальная толщина 

(100 мкм), микротвердость (HV 271) и оптимальная, для варианта 

предполагаемого использования, пористость покрытия (45%) были 

получены при концентрации электролита 4 г/л. Увеличение размеров 

составило 0,09 мм. 

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы: 

Механические характеристики покрытий, сформированных в 

электролитах на основе раствора щелочи NaOH методом микродугового 

оксидирования отвечают требованиям, предъявляемым к поверхности 

остеоинтегрируемых имплантатов. 

Применение электролитов на основе растворов щелочей малой 

концентрации перспективно для формирования защитно-упрочняющих 

покрытий методом МДО на остеоинтегрируемых имплантатах, в частности 

на дентаимплантатах. Проведенные исследования позволяют 

рекомендовать электролит с концентрацией NaOH 3-4 г/л для 

формирования биоинертных покрытий из оксида титана на поверхности 

дентальных имплантатов из титановых сплавов. 

86


ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 

СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ БИОАКТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ 

ВНУТРИКОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

Е.Ю. Пошивалова, И.Л. Котельникова 




Предметом исследования является титан-гидроксиапатитовые и 

титан-трикальцийфосфатные покрытия внутрикостных имплантатов, 

модифицированных серебром для придания антисептических и 

антитробоцитных свойств. Катодное насыщение пор серебром 

электроплазмонапыленных наноструктурированных покрытий Ti/ТКФ и 

Ti/ГА, нанесенных на титановую основу, осуществлялся из водного 

раствора 0,4 М AgNO 3 в гальваностатическом режиме в течение 10 минут 

при различных плотностях катодного тока (i k =0,5÷0,2 мА/см 2 ) и 

температуре 20 о С. Электрохимические измерения производили на 

потенциостате П-5848 в комплекте с самопишущим потенциометром КСП- 

4 в стандартной стеклянной трехэлектродной ячейке с титановым 

вспомогательным противоэлектродом и неводным хлорсеребряным 

электродом сравнения. Бестоковые хронопотенциограммы снималась на 

электродах до и после катодной поляризации. 

Анализ Е-t кривых на Ti/ТКФ покрытиях при насыщении их 

серебром, носит сложный и неоднозначный характер, что связано с 

особенностями протекания процесса восстановления ионов серебра в 

данном покрытии, либо со структурой самого покрытия. При этом на 

значение бестокового потенциала не влияет величина плотности катодного 

тока. 

Заполнение нанопор в пленках с покрытием Ti/ГА несколько 

отлично. Величина потенциала катодного процесса монотонно смещается 

в область более отрицательных значений с увеличением величины i k . 

Также это прослеживается и при анализе бестоковых 

хронопотенциограмм. Значения величин потенциалов исследуемых 

покрытий абсолютно соответствуют значению потенциала чистого 

серебра. 

В результате электрохимического исследования установлено, что 

серебро внедряется в Ti/ГА покрытия большее и стабильнее. Это можно 

объяснить различными размерами пор исследуемых покрытий. Размеры 

пор Ti/ГА покрытий в несколько раз больше, чем у Ti/ТКФ покрытий. 

87



В дальнейшем планируется проведение медико-биологических 

исследований серебросодержащих биоактивных покрытий внутрикостных 

имплантатов для эффективного применения в медицинской практике. 

МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ 

ДЕФЕКТОВ КОСТНОЙ ТКАНИ 

А.Д. Смирнова 

Научный руководитель: к.м.н., доцент Суетенков Д.Е.* 

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение 

«Физико-технический лицей №1», г. Саратов 


им. В.И. Разумовского 

В настоящее время в связи с бурным развитием технологий, в 

больших количествах наблюдается использование различных материалов 

для восстановления поврежденных или утраченных органов и тканей 

организма человека. Одним из важных таких аспектов является проблема 

реконструкции поврежденной костной ткани. 

Целью нашей работы являлась характеристика материалов, 

используемых для восстановления различных дефектов кости. 

При реабилитации поврежденной костной ткани возможно 

применение как естественных, так и искусственных материалов. 

Естественные ткани способны восстанавливать некоторый объем 

утраченной кости, а схожесть химических и биологических характеристик 

донорской кости и принимающей зоны позволяет в кратчайшие сроки 

получить требуемый результат. «Золотым стандартом» считается 

использование аутотрансплантата (трансплантат ткани или органа из 

одной части человека в другое место того же человека). Однако их 

количество ограничено, и аутотрансплантаты могут со временем 

разрушаться из-за разницы в их физиологической нагрузке и 

биологической среде в зоне трансплантата. 

Аллотрансплантат – трансплантат ткани или органа от одного 

человека к другому. Генетические отличия, приводящие к отторжение 

иммунной системой, а также наличие или доступность аллотрансплантатов 

– это основные факторы, лимитирующие их использование. 

Ксенотрансплантат – трансплантат ткани или органа от другого 

вида к человеку. Возросшая обеспокоенность генетическими аспектами 

этого вида трансплантатов, потенциально снимаемая генетическим 

инжинирингом животного в целях создания трансгенных видов, 

ограничивает применение ксенотрансплантатов. 

88


Из-за ограниченности наличия, иммунного отторжения и других 

проблем, связанных с использованием трансплантатов, большая часть 

потребности в «запасных частях» организма человека обеспечивается 

имплантатами. Количество имплантатов, ежегодно используемых в США 

для восстановления костей и суставов значительно: замена сустава (500 

тыс.), устройства временной фиксации (1 млн.), а также хирургия 

позвоночника (400 тыс.). Годовое количество имплантатов в Европе 

приблизительно равно количеству имплантатов в США. 

Среди имплантатов широкое распространение получили металлы и 

их сплавы: нержавеющая сталь, сталь сплава кобальта-хрома (Co – Cr) и 

титановые сплавы. Нержавеющая сталь 361L устойчива к коррозии в 

богатых солью жидкостях организма благодаря высокому содержанию 

хрома и низкому содержанию углевода. В основном используется два типа 

кобальтохромовых сплавов: один сплав для изготовления продукции 

посредством литья (Co – Cr – Mo: F75) и другой – для ковки (кованых) 

устройств (Co – Cr – W – Ni: F90). Сплав Co – Cr – Mo является очень 

устойчивым к коррозации в соляных растворах организма благодаря 

высокому содержанию Cr, образующего защитную пленку окисла хрома на 

поверхности. Предпочтительным титановым сплавом, используемым для 

имплантатов, является Ti 6 – Al 4 – V. 

Существует множество обстоятельств, когда требуются костные 

трансплантаты. Но возможный недостаточный объем 

трансплантационного материала требует введения дополнительных 

препаратов. В таких случаях часто используют различные виды 

биокерамики. 

Схожесть химического состава имплантата с костью позволяет 

получить требуемый результат (восстановление ткани). Помимо 

биокерамики распространенно использование биоактивного стекла. 

Возможность применения имплантатов в больших количествах 

позволяет восстановить обширную по объему участок поврежденной 

кости. 

Таким образом, оптимальным материалом для восстановления 

утраченной кости считается аутотрансплантат. Но при невозможности 

получить его в больших количествах необходимо использовать алло - или 

ксенотрансплантат или же различные виды имплантатов (металлы, 

биокерамику и биостекло). 


1. Хенч Л., Джонс Д. Биоматериалы, искусственные органы и 

инжиниринг тканей. Москва: Техносфера, 207.- 304с. 

2. Ratner B.D., Hoffman A.S., Schoen F.J. and Lemons J.E. (eds), 

Biomaterials Science (Chapters 2.2, 2.7), Philadelphia, Academic press, 2004. 

89



ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССА ИЗМЕНЕНИЯ 

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОРОШКОВ ВОЛЬФРАМА 

ГИДРОКСИАПАТИТА ПРИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ БРАБОТКЕ 

СО СТЕПЕНЬЮ ИХ КРИСТАЛЛИЧНОСТИ 

С. В. Веселухина 

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент Мельникова И. П., 

д.т.н., профессор Лясникова А. В. 



Плазмонапыленные покрытия из кальцийфосфатных керамик на 

титане относится к имплантационным материалам, обеспечивающим 

качественную остеоинтеграцию имплантата с живыми тканями. Они 

должны обладать определенными механическими, физико-химическими и 

биологическими свойствами, чтобы обеспечить заданный характер 

взаимодействия с внутренней средой организма. Основным недостатком 

кальцийфосфатной керамики, обладающей наилучшими свойствами 

биосовместимости, является ее низкая механическая прочность. Поэтому 

при изготовлении имплантатов, предназначенных для замещения костных 

дефектов различной этиологии, гидроксиапатит используют в качестве 

покрытии на основе других биосовместимых материалов, например титане 

марки ВТ-1-00. 

Биоактивные покрытия имплантатов должны: 

– обладать развитой морфологией поверхности; 

– обладать открытой пористостью при общей пористости 35-60% с 

обязательным наличием пор размером 100-200 мкм; 

– быть равномерными по структуре; 

– быть прочными; 

– быть активными в процессе остеоинтеграции имплантатов с 

костью [1, 2]. 

Очевидно, что целесообразно работать над повышением 

равномерности структуры и прочности применяемых покрытий. 

Согласно формуле Козени [3] размер пор в пористых композициях 

связан с размером частиц, из которых сформированы каркасы. Потому для 

получения необходимой пористой структуры биоактивного покрытия в 

настоящее время используют порошок гидроксиапатита (ГА) с размером 

частиц 40-100 мкм. Разброс частиц по размерам довольно велик, но 

действия направленные на его уменьшение (например, применение 

дополнительных сит) приводят к уменьшению выхода готового порошка и 

90


соответственно удорожанию технологии изготовления имплантатов в 

целом. 

Известно, что равномерность и прочность покрытий, можно 

повысить применяя порошки максимально приближенные к 

монодисперсному состоянию. 

Поэтому в данном случае целесообразно использовать для 

повышения качества порошков по гранулометрическому составу 

известный способ, приводящий к устранению мелкой фракции. Он 

заключается в термомеханической обработке (ТМО) с применением 

длительного отжига и последующего легкого размола [4]. 

В процессе ТМО мелкие более активные при спекании частицы, 

сильнее припекаются к крупным и друг к другу, и при последующем 

размоле не отделяются в виде самостоятельных единиц. Конгломераты из 

крупных частиц легко разделяются на частицы исходного размера. Это 

способствует эффективному устранению мелких частиц и выравниванию 

порошка по гранулометрическому составу, что приведет к получению 

структуры покрытий с равномерными размерами открытых поровых 

каналов. При этом средний размер части порошка (Д ср ) увеличивается. 

Таким образом, этот процесс должен привести также к развитию 

морфологии покрытия. 

Целесообразно для повышения механической прочности покрытия 

и его остеоинтеграции с костью введение в него керамических частиц 

нанодиапазона из более прочного биосовместимого материала, например, 

оксида алюминия. Причем операцию иммобилизации следует выполнять в 

процессе термомеханической обработки. 

Сравнение процессов влияния температуры отжига ТМО при 1650, 

1675, 1700 и 1750°C на размер частиц порошка вольфрама (определенной 

по формуле Козени) с характером изменения шероховатости покрытия из 

частиц гидроксиапатита, отожженных в процессе ТМО при 800 и 1000°C 

(температуры отжига однотипные по отношению к температурам 

плавления вольфрама и гидроксиапатита) показало, что их характер 

отличается друг от друга. Процесс иммобилизации частиц 

гидроксиапатита при 800°C замедлен, а затем с повышением температуры 

отжига вплоть до 1000°C активируется. Для проверки влияния аморфного 

и кристаллического состояния на процесс иммобилизации частиц 

гидроксиапатита и оксида алюминия к макрочастицам гидроксиапатита 

построили зависимость параметров шероховатости покрытия из разных 

порошков гидроксиапатита от соответствующей степени их 

кристалличности. Установлено, что процесс иммобилизации происходит 

наиболее активно на частицах в кристаллическом состоянии, нежели на 

частицах в аморфном состоянии. Поэтому процесс иммобилизации 

ультрамелких частиц гидроксиапатита и оксида алюминия на 

макрогранулах гидроксиапатита целесообразно выполнять при 

91



температуре 850-900°C, так как при температуре отжига ТМО 800°C 

порошок еще достаточно аморфен, а при температуре 1000°C, несмотря на 

то, что степень кристалличности его сильно повышается, в структуре 

покрытия появляется трикальцийфосфат. 


1. И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, В. Н. Лясников 

Исследование возможности повышения функциональных характеристик 

биосовместимых покрытий медицинских имплантатов за счет изменения 

морфологии частиц порошков перед электроплазменным напылением / 

Вестник СГТУ – 2010, №3(46). С.68-76. 

2. И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, И. П. Гришина 

Исследование процесса иммобилизации микрочастиц гидроксиапатита и 

оксид алюминия на макрочастицах гидроксиапатита для получения 

высокоэффективных покрытий внутрикостных имплантатов / Вестник 

СГТУ, 2011 - №1(53) вып. 2. С.21-25. 

3. С. В. Белов Пористые материалы в машиностроении // М: 

Машиностроение. – 1976. – 184 с. 

4. Патент № 1634044 «Способ изготовления металлопористых 

катодов» / И.П. Мельникова, Д.А. Усанов // 1994г. 

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССА ИММОБИЛИЗАЦИИ 

МИКРОЧАСТИЦ БИОСОВМЕСТИМЫХ ПОРОШКОВЫХ 

МАТЕРИАЛОВ НА МАКРОЧАСТИЦАХ ГИДРОКСИАПАТИТА С 

РАЗМЕРАМИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЗЕРЕН 

С. В. Веселухина 

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент Мельникова И. П., 

д.т.н., профессор Лясникова А. В. 



В современной медицине для замещения костных дефектов 

различной этиологии широко используются биосовместимые материалы на 

основе кальцийфосфатной керамики, основным недостатком которой 

является низкая механическая прочность. Для решения данной проблемы 

используется плазменное напыление порошковых алюмооксидных и 

кальцийфосфатных материалов с целью получения керамических 

покрытий на поверхности имплантируемых конструкций. 

92


Биоактивные покрытия имплантатов должны обладать развитой 

морфологией поверхности, обладать открытой пористостью при общей 

пористости 35…60 % с обязательным наличием пор размером 100…200 

мкм для прорастания кости в покрытие имплантата, быть прочными и 

равномерными. 

В настоящее время покрытия имплантатов недостаточно 

равномерны по структуре, целесообразно работать над повышением их 

прочности. 

В работах [1,2] рассмотрены вопросы, связанные с размерами 

частиц гидроксиапатита (ГА), используемого для плазменного напыления 

на основу из другого биосовместимого материала титана марки ВТ-1-00. 

В этих работах показано, что в настоящее время применяется 

порошок ГА с размером частиц 40-100 мкм. 

Для повышения качества порошка по гранулометрическому 

составу, отличающегося уменьшенным количеством мелкой фракции 

применяют способ, заключающейся в длительном отжиге порошка или 

смеси порошков с последующим легким размолом спека. 

При этом средний размер частиц порошка (Д ср ) увеличивается. 

Нами выполнен электронографический анализ порошков после 

термомеханической обработки при 800 °C в течение трех часов и 

последующего размола в керамической ступе. Использовались следующие 

порошки: 

1. гидроксиапатит с размером частиц 40…100 мкм; 

2. смесь гидроксиапатита с размерами частиц 40…100 мкм в 

количестве 80 % и частиц гидроксиапатита с размерами частиц менее 40 

мкм в количестве 20 %; 

3. смесь гидроксиапатита с размерами частиц гидроксиапатита 

40…100 мкм в количестве 80 % и частиц оксида алюминия с размером 

частиц ~2 мкм в количестве 20 %. 

Как видно на рисунке размеры частиц покрытий из порошковых 

смесей (б, в) больше, чем размер частиц из гидроксиапатита ( а). 

а б в 

Рис. 1. Электронномикроскопический анализ структуры гидроксиапатитового 

покрытия после ТМО порошков при температуре отжига 800°C: 

а – гидроксиапатит; б – смесь 80% ГА + 20% ГА менее 40 мкм; 

в – смесь 80% ГА + 20% Al 2 O 3 ~2мкм 

93



Это свидетельствует о том, что чем больше мелких более активных 

при спекании частиц в порошке, тем активнее происходит процесс 

иммобилизации мелких частиц к крупным и друг к другу, которые при 

последующем размоле не отделяются в виде самостоятельных единиц. При 

этом конгломераты из крупных частиц легко разделяются на частицы 

исходного размера. При ТМО происходит выравнивание порошка по 

гранулометрическому составу с увеличением среднего размера частиц 

порошка. 


1. И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, В. Н. Лясников Исследование 

возможности повышения функциональных характеристик 

биосовместимых покрытий медицинских имплантатов за счет изменения 

морфологии частиц порошков перед электроплазменным напылением / 

Вестник СГТУ – 2010, №3(46). С.68-76. 

2. И. П. Мельникова, А. В. Лясникова, И. П. Гришина Исследование 

процесса иммобилизации микрочастиц гидроксиапатита и оксид алюминия 

на макрочастицах гидроксиапатита для получения высокоэффективных 

покрытий внутрикостных имплантатов / Вестник СГТУ, 2011 - №1(53) 

Вып. 2. С.21-25. 

3. С. В. Белов Пористые материалы в машиностроении // М: 

Машиностроение. – 1976. – 184 с. 

АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ 

ПОКРЫТИЙ ПРИ НАПЫЛЕНИИ 

Е.О. Переходцева*, М.С. Мишина, В.А. Протасова 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Протасова Н.В. 

*Муниципальное общеобразовательное учреждение 

«Средняя образовательная школа № 93», г. Саратов 



Плазменное напыление позволяет формировать высококачественные 

покрытия, используемые в различных областях науки и техники. Только 

неполный перечень областей применения плазмонапыленных покрытий 

составляет 70 в 14 основных отраслях производства. Из этого обширного 

перечня можно выделить несколько групп покрытий, применяемых в 

94


разных отраслях и характеризующихся резким различием характеристик и 

служебным назначением. 

Прежде всего, следует отметить различные высокотвердые 

износостойкие покрытия на движущихся элементах машин, механизмов и 

приборов. Основные требования к ним – высокие прочностные 

характеристики и минимальное разрушение в условиях абразивного, 

эрозионного и кавитационного износа. Покрытия состоят в основном из 

тугоплавких металлов типа молибдена, а также из карбида вольфрама или 

оксида алюминия. Используются в авиации, автомобильной технике 

(двигателестроении), приборостроении, текстильном производстве. Эти 

покрытия отличают высокая плотность и компактность структуры, низкая 

пористость. В большинстве своем они подвергаются финишной абразивноалмазной 

обработке путем шлифования, доводки, полирования, поскольку 

имеют высокие требования к точности размеров и формы (0,001 – 0,0003 

мм) и шероховатости поверхности (Ra = 0,16-0,08 мкм). Обеспечение 

таких высоких показателей качества невозможно без предварительного 

формирования достаточно однородной структуры и поверхности покрытия 

при его напылении. Применение этих покрытий позволяет резко снизить 

расход дефицитных материалов и повысить долговечность пар трения. 

Вторую группа – покрытия, имеющие особые газодиффузионные, 

электрические и др. подобные характеристики. Их основное назначение – 

поглощение остаточных газов из вакуумных камер приборов и аппаратуры, 

поглощение СВЧ-энергии, эмиссия электронов и т.п. Они состоят в 

основном из активных металлов типа титана, циркония и др. Используются 

в электронных приборах, электрофизической и аналитической аппаратуре. 

Покрытия должны иметь определенную шероховатость, удельную 

поверхность и объем открытых пор, которые определяют их 

эксплуатационные характеристики. Повышение качества, например 

геттерных покрытий, способствует улучшению потребительских свойств 

электронной и вакуумной аппаратуры. 

К третьей группе можно отнести покрытия из материалов, 

обладающих хорошей биологической совместимостью с живыми тканями 

организма. Использование их в медицине получило развитие на основе 

достижений, полученных при разработке и исследовании процессов 

электроплазменного напыления пористых покрытий на деталях машино- и 

приборостроения. Они выполняются на различных внутрикостных и 

внутритканевых имплантатах, способствуя врастанию ткани в основу 

имплантата и его вживлению. Эти покрытия могут быть выполнены из 

инертных и устойчивых к среде живой ткани металлов типа титана или, 

наоборот, из активно взаимодействующих с тканью, стимулирующих ее 

рост и врастание в тело имплантата биокерамических материалов. Также 

возможны их комбинации. Биопокрытия характеризуются максимально 

возможной пористостью и активной поверхностью. На их 

95



функционирование в живой ткани оказывает отрицательное влияние 

неоднородность структуры покрытия. Поэтому для улучшения процессов 

вживляемости имплантатов необходимо формирование максимально 

однородных покрытий. 


1. Лозовский В.Н. Нанотехнология в электронике: учеб. пособие / 

В.Н. Лозовский, Г.С. Константинова, С.В. Лозовский. СПб, М., Краснодар, 

2008. - 248с. 

2. Электроплазменные напиленные покрытия. / Протасова Н.В., 

Казинский А.А., Лясников В.Н. и др.// Тез. докл. конф. «Современные 

технологии в образовании и науке». - Саратов: Изд-во СГТУ, 1999. С.85- 

88. 

3. Некоторые физико-химические свойства порошкового и 

плазмонапылённого гидроксиапатита. / Протасова Н.В., Лясникова А.В., 

Мазанов К.В. и др.// Матер. 5 ой международной конференции 

«Современные проблемы имплантологии» проходившая 22-25 мая г. 

Саратов. - Саратов: Изд. СГТУ, 2000. С.3. 

4. Бутовский К.Г., Лясникова А.В., Протасова Н.В., Лясников 

В.Н. Материалы приборостроения. Учебное пособие – Саратов: Изд-во 

Сарат. техн. ун-та, 2005. – 236с. 

96


5. НАНОМАТЕРИАЛЫ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ 

97



СОЗДАНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ БИОКЕРАМИЧЕСКИХ 

ПОКРЫТИЙ ПЛАЗМЕННЫМ НАПЫЛЕНИЕМ С 

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ МОДИФИКАЦИЕЙ 

В.А. Папшев, Н.С. Тамбовцев 




Плазмонапыленные биосовместимые покрытия на основе 

гидроксиапатита (ГА) находят широкое применение для повышения 

приживляемости костных имплантатов [1]. Процесс напыления ГА 

порошка сопровождается испарением фосфорных групп и структурной 

воды, что оказывает влияние на биоактивность покрытия. Это 

подтверждается данными ИК и РК спектроскопии [2]. Для восстановления 

структуры ГА в покрытии предложена лазерная модификация образца, 

расположенного под тонким слоем воды. В результате такой обработки 

происходит восстановление исходной структуры ГА материала, а также 

формирование на поверхности единичных столбчатых (рис 1 а) и 

агломератов нитевидных субмикрометровых структур (1 б). Данные 

структуры можно рассматривать как одномерные наночастицы. 

Практически все сформированные столбчатые структуры расположены 

ортогонально поверхности. Их протяженность не превышает 2 мкм при 

диаметре до 100 нм. 

а 

б 

Рис. 1. Поверхность ГА покрытий с двумя типа наноструктур: 

а– ортогонально расположенных стержней (увел 2,88 тыс. крат, 21,8 тыс. крат), б– 

агломератов нитевидных структур (увел. x 48 тыс. крат) 

Протяженность нитевидных структур также не превышает 2 мкм. 

Размеры скоплений таких нитей составляют от 1 до 6 мкм, что позволяет 

определить их химический состав при помощи метода ЭДС 

спектроскопии. На основании него предполагается, что они являются 

98


фазой гидроксида кальция или кальций-фосфатными соединениями с 

минимальным содержанием фосфора. Этот факт может существенно 

улучшить приживляемость костных имплантатов, поскольку создает 

морфологически гетерогенную структуру поверхности покрытия, наиболее 

приближенную к естественным костным образованиям. 


1. Баринов С.М. Керамические и композиционные материалы на 

основе фосфатов кальция для медицины // Успехи химии, 2010. - Т. 79.- 

№1.- С. 15-32. 

2. Лясников В.Н., Лясникова А.В., Пивоваров А.В., Антонов И.Н., 

Папшев В.А. Исследование структуры биокерамических покрытий, 

полученных плазменным напылением гидроксиапатита синтетического и 

биологического происхождения // Медицинская техника, 2011.- № 4 (268).- 

C. 5-14. 

НАНОТЕХНОЛОГИИ В КОСМЕТОЛОГИИ 

В.В. Кузнецов 

Научный руководитель: Пугач И.В., учитель биологии 


«Средняя общеобразовательная школа ст. Приближной», 

Кабардино-Балкарская Республика, Прохладненский район, 

ст. Приближная 

Нанотехнологии – одно из самых многообещающих направлений в 

современной медицине. Все ученые сходятся во мнении, что 

нанотехнологии позволят совершить прорыв во всех областях жизни 

человека, и в косметологии в том числе. Применение нанотехнологий в 

косметологии позволит решить многие проблемы старения и лечения 

кожи. 

Уже сейчас на рынке появились косметические средства, созданные 

при помощи наночастиц. Суть нанотехнологий заключается в том, что в 

мельчайших частицах заключены свойства больших объектов, благодаря 

чему можно воздействовать тем или иным образом на мельчайшие 

участки. К примеру, на клетку кожи. Нанокосметика доносит все 

полезные ингредиенты в виде нано комплексов прямо в цель [1]. 

Активной составляющей нанокосметики являются микроэлементы, 

которые являются родственными для нашей кожи, каждый из которых 

доставляется в нужном количестве в нужные слои кожи в свое время и 

99



комплексно воздействуют на кожу. Они участвуют в процессе обновления 

клеток самых глубоких слоев, не только возвращая коже здоровый вид, но 

наполняя силой и энергией. Без нанокомплексов создание такой 

эффективной профессиональной косметики было бы невозможно. При 

нанесении на кожу активное вещество должно преодолеть главное 

препятствие – роговой слой, прежде чем оно достигнет глубоких слоев 

кожи. Действие косметического препарата во многом зависит от того, 

какое количество активного вещества попадает в «цель». 

Роговой слой состоит из плотно уложенных друг на друга роговых 

чешуек, склеенных липидной прослойкой. Роговые чешуйки 

представлены белком – кератином и практически не содержат воды, 

поэтому пройти сквозь них напрямую невозможно. Чтобы проникнуть 

вглубь кожи, приходится пользоваться обходными путями (межклеточные 

промежутки и выводные протоки кожных желез). Пройти через 

межклеточные промежутки не так-то просто. Во-первых, они очень узкие 

(расстояние между чешуйками не превышает 100 нм), поэтому крупные 

молекулы не в состоянии через них протиснуться. Во-вторых, липиды, 

заполняющие эти промежутки, не пропускают водорастворимые 

соединения, поэтому в настоящее время существует несколько 

трансдермальных способов доставки активных ингредиентов [2]. 

Длительное время в косметологии существовала только так 

называемая поверхностная косметика, активные компоненты в составе 

которой не проникали в глубокие слои кожи, они создавали определенную 

защитную пленку. Безусловно, потребность в такой косметике существует, 

ведь она защищает кожу от вредных воздействий, заставляя внутренние 

слои кожи работать самостоятельно. Тем не менее, решать серьезные 

проблемы кожи, в том числе и проблемы преждевременного старения 

такая косметика не может [3]. 

В области создания новых косметических средств постоянно 

появляются новые способы получения активных компонентов и их 

комплексов минимального размера, способных проникать в глубокие слои 

кожи. Сначала это были липосомы, потом наносомы, теперь это 

нанокомплексы. 

Для того чтобы качественно улучшить состояние кожи, убрать 

глубокие морщины, избавиться от обезвоженности, вернуть зрелой коже 

красоту и свежесть необходимо улучшить доставку питательных 

компонентов в глубокие слои кожи. Одним из решений этой проблемы 

стало создание искусственных контейнеров, которые способны 

проникнуть в кожу на более глубокий уровень за счет своих маленьких 

размеров. Осуществляется это благодаря липосомам – транспортным 

молекулам, которые могут переносить лекарственные вещества в более 

глубокие слои кожи. Успешная история использования липосом в 

косметике началась в 1986 году, когда на рынке появились первые 

100


липосомальные косметические средства. Липосома это коллоидная 

система, представляющая собой замкнутое сферическое образование 

(везикулу), внутри которой расположено водное ядро. Липосомы до сих 

пор являются одними из наиболее часто используемых и любимых 

покупателями систем доставки активных компонентов [3]. 

По мере развития биотехнологий пару десятков лет назад 

производители научились создавать еще более мелкие транспортные 

частицы, имеющие еще более простое строение – Наносомы. Это стало 

началом наносомальной косметики. Наносомы – это микроскопические 

шары, наполненные различными компонентами (например, наносомы с 

витамином Е). Благодаря своим размерам наносомы способны проникать в 

глубокие слои эпидермиса, где их тончайшая оболочка растворяется и 

кожа получает необходимые ей вещества «изнутри». Поэтому крем с 

наносомами, как правило, более эффективен по сравнению с обычными 

кремами. Однако наносомы являются исключительно транспортным 

средством для доставки одного единственного биологически активного 

вещества, которое часто не доходит до пункта назначения – нужного слоя 

кожи [3]. 

Сейчас в косметологии началась эпоха нанокомплексов, 

следовательно появилась возможность в лабораторных условиях создавать 

вещества с заранее запрограммированными свойствами. 

Нанокомплексы содержат измельченные до размера нано 

биологически активные вещества, каждый из которых доставляется в 

строго определенном количестве в строго определенные слои кожи в 

строго определенное время [2]. 

Зная, в каких питательных веществах нуждается кожа разных людей 

в разных состояниях, можно создавать нанокомплексы, содержащие 

именно те компоненты, в которых нуждается кожа, и которые отвечают за 

поддержание обмена веществ в клетках кожи на должном уровне. 

Благодаря измельчению до размера нано активные вещества легче 

взаимодействуют с клетками и воспринимаются ими как естественные, 

родственные компоненты. Благодаря нанокомплексам кожа запускает 

естественные процессы регенерации, восстанавливает собственную 

структуру и высокий уровень энергии, усиливает свои защитные 

способности и повышает жизнеспособность, как следствие замедляются 

процессы преждевременного старения. Уровень нано биологически 

активных компонентов позволяет восстанавливать самые тонкие 

механизмы поддержания здоровья клетки. Таким образом, при помощи 

нанокомплексов возможно создавать оптимальные, практически 

идеальные условия для жизнедеятельности различных клеток и структур 

кожи. Косметика, которая содержит нанокомплексы, получила название 

нанокосметика. Действие нанокомплексов не ограничивается хранением и 

перевозкой биологически активных веществ [3]. Разные нанокомплексы 




осуществляют разные задачи. Нанокомплексы действуют подобно губке, 

удерживая активные вещества и витамины, несут их точно к цели и 

высвобождают их только там, где надо по сигналу от клеток, 

испытывающих потребность в этих веществах. 

Нанокомплексы притягивают и удерживают отмершие клетки, и 

поверхностные загрязнения, вредные для кожи. Нанокомплексы, имея 

двухмерную структуру вне кожи, моментально, сразу после наложения 

косметического средства, проникают под кожу и тут же превращаются в 

трехмерные структуры, и образуют структурированную «решетку», что 

приводит к разглаживанию морщин, рубцов, шрамов, кожных «растяжек» 

и повышению эластичности кожи, связыванию свободных радикалов и 

защите кожи [3]. 

Нанокомплексы благодаря особым биологическим механизмам 

выводят токсины из глубинных слоев кожи. Таким образом, достигается не 

только поверхностное, но и глубинное очищение. У современной 

нанокосметологии есть возможность заниматься профилактикой и 

лечением преждевременного старения кожи путем мягкой, адекватной 

коррекции процессов, происходящих в клетках кожи, как на самой ранней 

стадии, так и на поздних стадиях возрастных изменений [3]. 

Нанокосметика – это 100% замена инъекционных методик 

поддержания красоты и молодости. Нано технологии в косметологии не 

находят себе равных: омоложение достигается без повреждения кожного 

покрова. Таким образом, достигается не только поверхностное, но и 

глубинное очищение. У современной нанокосметологии есть возможность 

заниматься профилактикой и лечением преждевременного старения кожи 

путем мягкой, адекватной коррекции процессов, происходящих в клетках 

кожи, как на самой ранней стадии, так и на поздних стадиях возрастных 

изменений. 


1. Интернет-сайт: http://www.vsegdakrasiva.ru/ 

2. Интернет-сайт: http://www.grandex.ru 

3. Интернет-сайт: http://www.newage.ru/ 



УНТ В ЛЕЧЕНИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА 

К.В. Еркина, Д.Д. Литус 

Научные руководители: учитель биологии Чудина Н.С., 

учитель химии Каршина Т.Е. 

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Гимназия №1», 

Саратовская область, г. Балаково 

Опухоли головного мозга остаются одним из худших диагнозов на 

сегодняшний день: низкая эффективность и токсичность химиотерапии, 

лучевой терапии, травматичность нейрохирургии, приводят к почти 

стопроцентной смертности в течение 12 месяцев от первых клинических 

проявлений; от метастазов в головной мозг погибает до 35% 

онкологических больных. В последние годы проблема приобрела особую 

значимость в связи с увеличением частоты возникновения опухолей 

головного мозга и его оболочек, особенно у детей (до 20% в структуре 

детской смертности). 

В нашей работе отражён материал, который мы попытались 

представить в виде интегрированной статьи на основе ряда публикаций и 

различных статей учёных. Проведённая нами работа, с нашей точки 

зрения, позволила ближе прикоснуться к современным проблемам 

медицины и в частности к заболеваниям головного мозга. УНТ - огромный 

потенциал в различных областях и, особенно, в медицинской области, в 

которой наночастицы и углеродные нанотрубки могут использоваться для 

диагностики и лечения тяжелых заболеваний головного мозга. 

Синтетические синапсы, созданные из углеродных нанотрубок – важное 

достижение ученых. УНТ выступает заменой мозговых клеточных 

мембран. 

Однако перед учеными сейчас стоит еще более сложная задача - 

добиться пластичности синтетического мозга, так как в организме 

постоянно идет процесс образования новых нейронов и установления 

связей между ними. 

О появлении даже реально действующего искусственного мозга 

можно будет говорить не ранее, чем через несколько десятилетий. 

Возможно, созданные в будущем УНТ смогут найти самое широкое 

применение – от лечения последствий травм головного мозга, до создания 

интеллектуальных систем безопасности в автомобилях. 




НАНОМАТЕРИАЛЫ В МЕДИЦИНЕ 

И БИОЛОГИИ – КАК НАЧАЛО НОВОЙ ЖИЗНИ 

А.А. Развин 

Научный руководитель: учитель химии и биологии Шарапова Л.И. 

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя 


Понятие нанотехнологии прочно входит в нашу жизнь, а еще в 1959 

году знаменитый американский физик-теоретик Ричард Фейнман говорил 

о том, что существует "поразительно сложный мир малых форм, а когданибудь 

(например, в 2000 г.) люди будут удивляться тому, что до 1960 г. 

никто не относился серьезно к исследованиям этого мира". На первом 

этапе развитие нанотехнологий определялось в основном созданием 

устройств зондовой микроскопии. Эти устройства являются 

своеобразными глазами и руками нанотехнолога. 

Сегодня прогресс в области нанотехнологии связан с разработкой 

наноматериалов для медицины. Это связано с тем, что современная 

технология позволяет работать с веществом в масштабах, еще недавно 

казавшихся фантастическими - микрометровых, и даже нанометровых. 

Именно такие размеры характерны для основных биологических структур 

- клеток, их составных частей (органелл) и молекул. 

Впервые мысль о применении микроскопических устройств в 

медицине была высказана в 1959 г.р. Фейнманом в своей знаменитой 

лекции "Там внизу много места" (со ссылкой на идею Альберта Р. Хиббса). 

Но только в последние несколько лет предложения Фейнмана 

приблизились к реальности. 

Существует три подхода к наномедицине. Рассмотрим, какими 

способами в будущем могут быть осуществлены: диагностика и лечение на 

клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях, подход «Сверху вниз», 

второй подход "Мокрая нанотехнология» и третий подход «Молекулярная 

нанотехнология». 

Утверждается, что в ближайшем будущем, с помощью таких 

технологий можно будет не только побороть любую физическую болезнь, 

но и предотвратить ее появление. 



МОДЕЛЬ ИОННО-ЛУЧЕВОГО НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ 

КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ МАТЕРИАЛОВ 

ИМПЛАНТОЛОГИИ 

И.В. Перинская, В.В. Перинский, В.В. Крыночкина 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Перинский В.В. 

к.т.н., доцент Перинская И.В. 



Достижения современного материаловедения указывают на то, что 

любой материал, взятый отдельно, не удовлетворяет полному комплексу 

требований, предъявляемых к изделиям медицинского назначения. 

Например, некоторые материалы обладают желаемыми свойствами 

(химические, механические, электрические и др.), но их поверхность не 

имеет ряда требуемых характеристик (пористость, шероховатость, 

износостойкость и др.) и качеств таких, как однородность покрытия. В 

подобных случаях без композиционных материалов не обойтись, а 

технология изготовления играет определяющую роль в их поведении in 

vivo и in vitro. На данный момент наибольшее распространение получили 

два метода: комбинация двух и более материалов, и поверхностная 

модификация основного материала. В последнем случае свойства 

поверхности изделия могут сильно отличаться от свойств основного или 

исходного материала. Поверхность обычно модифицируется 

электрофизическими и физико-химическими методами, например, 

напылением или осаждением материала покрытия. Следует отметить, что 

для более устойчивого перехода от основы к покрытию нужно обеспечить 

создание послойно изменяющейся структуры [1]. 

За последние 10 лет наноструктурируемые биокерамические 

покрытия для медицинских устройств не получили широкого применения, 

хотя процессы нанесения тонких пленок в электронной промышленности 

технологически отработаны и применяются в попытке производства 

покрытий на имплантатах. Эти материалы содержат большой объем 

дефектов (до 50%) таких, как границы зерен, межфазные границы и 

дислокации, что сильно влияет на их физические, химические и 

биологические свойства. В частности, обработка наноструктурных 

композитов для челюстно-лицевой и ортопедической хирургии должна 

предусматривать разработку структурных и поверхностных характеристик, 

учитывая строение кости. Широкое применение получили кальцийфосфатные 

покрытия на основе гидроксиапатита (ГА), фторапатита (ФА), 

фторгидроксиапатита (ФГА), α- и β-трикальцийфосфата (ТКФ) и их 




композиции, используемые как для зубоврачебных, так и для 

ортопедических устройств имплантологии. Например, ГА очень сходен с 

минеральной частью кости и имеет высокую биосовместимость и хорошие 

остеокондуктивные свойства. Однако, низкая усталостная прочность (0,8- 

1,2 МПа∙м 1/2 ) и низкая прочность на изгиб (< 140 МПа) цельного 

синтетического ГА не позволяет использовать его в качестве 

высоконагруженных имплантатов [1,2]. Синтез наноструктурированных 

материалов и контроль их свойств, недостижимых ранее, открывает новые 

возможности применения биоматериалов, что ведет к стремительному 

распространению медицинского материаловедения. 

Кальций-фосфатные соединения (КФС) являются химически 

сходными с минеральной составляющей костной ткани, биоактивными, 

обладающими способностью к остеогенезу. Компактные 

микрокристаллические КФС характеризуются высокой хрупкостью, 

особенно при динамическом нагружении. Ниже приведены значения 

модуля упругости некоторых биологических и биосовместимых 

материалов: хрящевая ткань – 0,7 МПа; сухожилие – 800 МПа; кость – 

1…23 ГПа; титан (микроструктурный) – 105 МПа; сталь – 205 ГПа; алмаз и 

углеродные нанотрубки (одностенные) – 1 ТПа. 

Получение керамики с развитой поровой структурой, 

обеспечивающей образования химического и клеточного взаимодействия 

на границе кость-имплантат, в сочетании с высокими прочностными 

свойствами открывает принципиально новые возможности в 

эндопротезировании. Решение проблемы, связанной с получение прочной 

керамики с развитой поровой структурой, может быть найдено в 

использовании исходных порошков с размером частиц в диапазоне 

нескольких десятков нанометров. 

Общепринятым решением проблемы считается [3]: 

1. Нанесение электрофизическими, химическими 

(электрохимическими) методами тонких покрытий на металлическую 

несущую основу имплантата для стимулирования врастания кости. 

2. Упрочнение волокнами. 

3. Морфологическая инженерия поверхности для стимулирования 

врастания кости. 

Основная идея – морфология поверхности должна индуцировать 

образование клеток независимо от химического состава. 

Наноструктурные медицинские материалы по применению 

подразделяются на: 

1. нанопористые материалы для стимулирования врастания тканей; 

2. нанокристаллические материалы с новыми физическими, 

электрическими и механическими свойствами; 

3. материалы, упрочненные наночастицами; 



4. наноструктурированные поверхности для повышения 

биосовместимости. 

Получение наноматериалов с уникальными свойствами, как 

правило, основано на формировании тех или иных структур, причем часто 

иерархических, полезные функции которых определяются не только 

наноуровнем, но также и другими уровнями структуры [4]. При этом 

достаточно трудно ожидать, что на наноуровне возможна искусственная 

манипуляция отдельными нанообъектами. Этот процесс нецелесообразен, 

т.к. стоит больших трудозатрат. Поэтому естественным способом 

получения наноматериалов могут являться самосборка и самоорганизация. 

Организация при самосборке контролируется, главным образом, 

конкуренцией различных сил взаимодействия, в основном, молекулярной 

природы. Для процессов самоорганизации характерны различные по 

масштабу энергий взаимодействия (рис.1) [5]. 

Рис. 1. Зависимость свободной энергии от размера частиц 

Свободная энергия составляющих материал композита частиц 

связана со степенью агрегации и, конечно же, размером частицы 

(кластера). 

Явления образования упорядоченных структур и самоорганизации 

происходят обычно как отклик сложной системы на сильное внешнее 

воздействие. При определенных условиях нанообъекты сами начинают 

выстраиваться в виде упорядоченных структур. В настоящее время 

известны, конечно, и примеры того, как с помощью различных методов 

самосборки удавалось получать полезные упорядоченные структуры из 

микрочастиц. Для создания особых условий, при которых в конкретной 

системе происходит самосборка, могут быть использованы 

гравитационное, электрическое или магнитное поле, и технологические 

процессы плазменной, электронно-лучевой, ионно-лучевой обработки. 

Выходом из положения, казалось бы, являются 

наноструктурированные алмазные покрытия, способные обеспечить 

высокие физико-механические свойства: очень высокая твердость (до 75 

ГПа и выше), жесткость, износостойкость, низкий коэффициент трения и 

биосовместимые характеристики (рис. 2). 




Рис. 2. ПЭМ алмазоподобной пленки сформированной в Ar/CH 4 плазме при давлении 

100 мм рт.ст. Пленка состоит из нанокристаллов с размерами лежащими в диапазоне от 

3 до 20 нм 

Алмазные покрытия получают с помощью химического осаждения 

из паров [1]. Наноструктурированные алмазные пленки, выращенные с 

воздействием Ar/H 2 /C 60 , Ar/H 2 /CН 4 , Ar/ CН 4 и Ar/CН 4 / N 2 плазмы, имеют 

размер зерна в пределах от 3 до 20 нм и шероховатость поверхности 

меньше 18 нм. В процессе осаждения давление реагирующих газов около 

100-125 мм рт. ст. и температура подложки не превышает 800-850 0 С. 

Данные покрытия на титановых сплавах (Ti-6Al-4V) применяются на 

имплантатах тазобедренного, коленного и височно-нижнечелюстного 

суставов. Однако алмазные покрытия обладают малой адгезией, в том 

числе, к нержавеющей стали и Co-Cr сплавам. 

Поверхностная модификация Co-Cr и Co-Cr-Мо сплавов с помощью 

ионно-лучевого осаждения позволяет сформировать многослойную 

наноструктуру с очень большой адгезией к основному материалу (рис.3). 

Как и алмазные нанопокрытия, металлокерамические пленки имеют 

низкую шероховатость (< 11,5 нм) и хорошую сопротивляемость коррозии, 

однако, их развитие и тестирование находится на ранней стадии, а многие 

свойства остаются неизвестными. 

Рис. 3. Многослойная наноструктура 

Однако имеются обнадеживающие результаты [6] по 

наноструктурному синтезу на поверхности металлических и 

композиционных материалов в макропорах углеродных нанотрубок, 

являющихся носителем биоактивных свойств (рис. 4). 



Рис. 4. Поверхность титанового имплантата, с нанесенными углеродными трубками 

Это сообщение подтверждается исследованием микротвердости, 

химических и структурных свойств имплантированного ионами аргона 

титана [7, 8]. 

Одним из материалов для создания ортопедических имплантатов 

является титан – наиболее часто используемый материал в импланталогии 

благодаря его прочности и биосовместимости. Большинство 

ортопедических имплантатов, таких как искусственные 

стоматологические, бедренные и коленные суставы, имеют срок службы от 

10 до 15 лет, что создает необходимость многократного повторения 

операции для замены изношенных протезов [9].Титановая шаровая опора, 

двигающаяся в полиэтиленовом стакане в среде тканевой жидкости, 

быстро разрушается. Исследования показали [10], что имплантация 

замедляет износ титанового сплава, контактирующего с полиэтиленом, 

почти в 1000 раз. 

Однако в литературе нет сведений о модификации свойств титана 

марки ВТ1-0, наиболее предпочтительного для имплантатов, облучением 

ионами инертных газов, в том числе ионами Ar + . 

Хотя можно предположить, что для достижения высокой 

микротвердости, износостойкости, химической инертности, как и в случае 

с Cu, Cr, Ti, достаточно создания новых структурных модификаций и 

ионного перемешивания введением радиационных дефектов и 

энергетического воздействия на обрабатываемый титан. 

Образцы представляли собой пластины заготовок для 

стоматологических имплантатов, вырезанные из листа в состоянии 

поставки после проката (марка ВТ1-0), они полировались и химически 

обезжиривались. Облучение ионами аргона с полированной стороны 

проводилось на установке ионного легирования «Везувий – 5» с 

параметрами определенными из спектра масс ионного источника и 

масссепаратора до интегральной дозы 3000-5000 мкКл/см 2 в вакууме ~ 10 - 

4 мм.рт.ст. 

Значение микротвердости по длине исходных образцов примерно 

равное и лежит в пределах 220-230 кгс∙мм -2 . Микротвердость образцов, 




облученных ионами аргона, увеличивается на 10-30 % по сравнению с 

исходным значением, что согласуется с представлением об упрочняющем 

воздействии ионно-лучевой обработки на поверхностный слой [11]. 

На рис. 5 видно, что максимальное увеличение микротвердости 

достигается при дозе 10 16 ион/см 2 при облучении аргоном. 

Рис. 5. Микротвердость титана ВТ1-0 от дозы ионов Ar + 

при энергии Е=75кэВ 

Предполагается, что увеличение микротвердости при облучении 

связано с интенсивным образованием радиационных дефектов при 

облучении тяжелыми ионами аргона, возникновением энергетического 

барьера, закрепляющего дислокации. 

Исследование элементного состава поверхностных и 

подповерхностных слоев методом ВИМС показывает, что в результате 

ионной имплантации аргона происходит распад оксидов, увеличивается 

концентрация свободного кислорода и значительно повышается 

концентрация углерода и углеродсодержащих соединений 

(углеводородов), причем, концентрация углерода вырастает и в 

приповерхностном слое титана (табл.1). 


Элементный состав по данным ВИМС 

Элемент, 

соединение 

Масса, 

Содержание, отн. ед. 

а.е.м. исходн. облучен. 

Относительное 

приращение 

С 12 500 700 1,2 

СН 13 5∙10 4 5∙10 4 1,0 

СН2 14 190 230 1,2 

СН3 15 250 300 1,2 

О(СН4) 16 180 220 1,2 

Н2О 18 300 700 2,3 

N2(СО) 28 1600 4700 2,9 

О2 32 18 13 0,7 

СО2 44 250 750 3,0 

Одновременно повышается структурное совершенство 

имплантированных поверхностей титана (рис. 6). 

110


а б в 

Рис. 6. Микродифракция от поверхностных слоев титана (Е= 75кэВ): 

а - необлученных; б - Ф=3000 мкКл/см 2 ; в - Ф=5000 мкКл/см 2 . 

Сопоставление данных, полученных для титана (табл. 2) с 

результатами испытаний химической активности других металлов, 

имплантированных ионами химически инертных примесей, 

свидетельствует о качественно близком характере происходящих 

изменений. 


Тип иона Энергия, кэВ Доза, мкКл/см 2 V 

Ar + 75 1000 1,0 

Ar + 75 2000 0,7 

Ar + 75 3000 0,1 

Ar + 75 4000 0,01 

V – нормированная скорость химического травления V= V n /V 0 . 

Выводы 

Детализированы физико-химические особенности ионно-лучевой 

наноразмерной поверхностной обработки материалов и выделены два 

основных эффекта, возникающих при этом: 

- при наличии в вакуумной камере в процессе имплантации ионов 

химически неактивной примеси, например, аргона, углеродсодержащих 

фрагментов с дозой Ф полим. , на поверхности материала синтезируется 

сверхтонкое углеродное наноразмерное покрытие, могущее играть роль 

биоактивного слоя; 

- при дозе ионов превышающей Ф полим в приповерхностном слое 

кальций-фосфатных покрытий в области максимума энергетических 

потерь бомбардирующих ионов формируется ультрадисперсная 

наноразмерная структура имплантированных слоев. 

111




1. Catledge S.A., Fries M. Nanostructured Surface Modification for 

Biomedical Implants//Encyclopedia of Nanotechnology. 2003. vol. 10, p. 1-22. 

2. Ahn E.S., Gleason N.J. The Effect of Zirconia Reinforcing Agents on 

the Hydroxyapatite-Based Nanocomposites// Journal of the American Ceramic 

Society. 2005. vol. 88, p. 3374-3379. 

3. Путляев В.И. Современные биокерамические материалы 

/Соросовский образовательный журнал, т. 8, № 1, 2004. 

4. Третьяков Ю.Д. Процессы самоорганизации в химии материалов// 

Успехи химии. – 2003. – т. 73. - № 8. С. 731-768. 

5. Елисеев А.А., Синицкий А.С., Философия наносинтеза/ под ред. 

Е.А. Гудилина// http// www.nanomater.ru/2007/12/15 опубликовано 

16.12.2007. 

6. Углеродные нанотрубки позволят создать улучшенные 

имплантаты. Томас Уэбстер. artyukhov@Eternalmind.ru 02.10.2007,2 с. 

7. Перинская И.В. Механизмы влияния ионной имплантации на 

химическую активность металлов / И.В. Перинская, В.Н. Лясников // 

Технология металлов. - 2009. - № 8. - С. 22-25. 

8. Перинская И.В. Ионно-лучевая пассивация меди / В.В. Перинский, 

И.В. Перинская // Технология металлов. - 2008. - № 11. - С. 31-34. 

9. Перинская И.В. Применение ионной имплантации аргона при 

создании ультрадисперсной наномодифицированной поверхности 

титановых дентальных имплантатов / И.В. Перинская, В.Н. Лясников // 

Перспективные материалы. – 2009. - № 5. – С. 45-49. 

10. Перинская И. В., Лясников В. Н., Перинский В. В. Влияние 

параметров наноструктурной обработки ускоренными ионами аргона на 

химические свойства поверхностных слоев титана, меди, алюминия / И.В. 

Перинская, В.Н. Лясников, В.В. Перинский // Научно-методические и 

научные фундаментальные и прикладные исследования в области 

нанотехнологий на кафедрах материаловедения и технологии 

конструкционных материалов вузов России: сб. ст. Всерос. совещ. зав. каф. 

метериаловедения и ТКМ; Азово-Ченоморск. госуд. агроинжен. акад. - 

Зерноград, 2008. – С. 56-65. 

11. Перинская И. В., Перинский В. В. Наноструктурные факторы 

химической коррозии металлов, имплантированных ионами аргона / И.В. 

Перинская, В.В. Перинский // Технология металлов. – 2008. - N 10. - C. 

20-22. 

112


ПЛАЗМОНАПЫЛЕННЫЕ ПОКРЫТИЯ ВНУТРИКОСТНЫХ 

ИМПЛАНТАТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КЕРАМИКОЙ НА 

ОСНОВЕ МЕТАЛЛООКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 

С.В. Телегин, А.А. Фомин, А.Б. Штейнгауэр 




В данных работе предлагается технология повышения физикомеханических 

свойств покрытий внутрикостных имплантатов. Основное 

внимание уделяет проблеме совершенствования оборудования и 

технологии нанесения наноструктурированных покрытий, 

модифицированных биокерамикой на основе металлооксидных 

соединений медико-технических металлических изделий, например 

внутрикостных дентальных имплантатов. 

Преимущества электроплазменного напыления заключаются в 

возможности получения материалов покрытий с заданными физикохимическими 

и механическими свойствами. Покрытия, полученные 

электроплазменным напылением, обладают существенной 

неоднородностью показателей морфологии поверхности, что оказывает 

влияние на свойства медицинских изделий. Используемые в настоящее 

время традиционные методы подготовки напыляемой поверхности имеют 

ряд недостатков, что препятствует более широкому применение 

плазменного напыления в медицине. Новые возможности в решении 

задачи повышения качества плазмонапыленных покрытий открывает 

использование модификации поверхности биокерамикой на основе 

металлооксидных соединений. Такая поверхностная модификация 

позволяет получить внутрикостные имплантаты повышенного качества, 

что выражается в улучшении их качества и приближение параметра 

структуры поверхности к костной ткани. 

Отличительные операции технологии нанесения 

наноструктурированных плазменных покрытий внутрикостных 

имплантатов улучшенного качества является модификация 

высокопористого плазмонапыленного титанового покрытия в плазме 

дугового разряда. При этом на морфологически гетерогенном 

плазмонапыленном покрытие образуется тонкая металлооксидная пленка 

типа Ме х О у . 

113



ИОННО-ЛУЧЕВАЯ НАНОСТРУКТУРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ 

КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ 

ОРТОПЕДИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ИМПЛАНТОЛОГИИ 

О.Д. Муктаров, Ю. В. Самохвалов 




Широкое применение для ортопедических устройств в 

имплантологии получили кальций-фосфатные покрытия на основе 

гидроксиапатита (ГА), фторапатита, фторгидроксиапатита, α- и β- 

трикальцийфосфата (ТКФ) и их комбинации. Они имеют высокую 

биосовместимость и необходимые показатели остеокондуктивных 

свойств. Однако низкая усталостная прочность и низкая прочность на 

изгиб цельного синтетического ГА не позволяет использовать его в 

качестве высоконагруженных имплантатов. 

Решение проблемы, связанной с получение прочной керамики с 

развитой поровой структурой, может быть найдено в использовании 

исходных порошков с размером частиц в диапазоне нескольких десятков 

нанометров. Известно, что наноструктурированные алмазные покрытия 

способны обеспечить высокие физико-механические свойства: очень 

высокая твердость, жесткость, износостойкость, низкий коэффициент 

трения и биосовместимые характеристики. 

Проведены работы по модификации свойств плазмонапыленных 

покрытий ГА, облучением ионами химически активных газов, в том числе 

ионами N + (Рис.1). 

Рис. 1. СЭМ - изображения облученного ГА покрытия 

Исследование элементного состава поверхностных и 

подповерхностных слоев показывает, что в результате ионной 

имплантации азота увеличивается концентрация свободного кислорода и 

значительно повышается концентрация углерода и углеродсодержащих 

114


соединений. Одновременно повышается структурное совершенство 

имплантированных поверхностей ГА. 

УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ НА ПОВЕРХНОСТИ 

ВНУТРИКОСТНЫХ ТИТАНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

О.Д. Муктаров, Ю.В. Самохвалов 




Пиролиз углеводородов позволяет получать многофункциональные 

углеродные нановолокна и нанотрубки с уникальным комплексом свойств. 

Необходимое требование к внутрикостным имплантатам – покрытие 

имплантата должна быть биоактивной. Нановолокна, нанотрубки обладают 

наилучшими адгезионными свойствами при взаимодействии с 

костеобразующими клетками (остеобластами), хрящевыми клетками 

(хондроцитами) и клеток соединительной ткани (фибробластов). 

В ходе выполнения работы модифицированная нановолокнами и 

нанотрубками поверхность была получена на образцах в форме 

прямоугольных пластин размерами 7×7×2 мм из титанового сплава ВТ1- 

00. Пиролиз углеводородов проводили в реакторе при температуре 850°С в 

качестве газа носителя использовали аргон (Ar), а газа разбавителя гексан 

(C 6 H 14 ) и аммиак (NH 3 ). Непосредственно перед процессом синтеза на 

подложку был нанесен слой катализатора, содержащий металлы триада 

железа размером менее 60 нм, посредством вакуумного напыления. 

При визуальном осмотре поверхности покрытий, сформированных 

методом каталитического пиролиза, было установлено: покрытие 

сплошное, имеет черный цвет. Изучение поверхности покрытий с 

использованием просвечивающего микроскопа было установлено, что на 

поверхности имеются многостенные нановолокна и нанотрубки со 

средним размером в диаметре до 80 нм и с частицей катализатора на конце 

трубки (Рис.1). 

115



Рис. 1. СЭМ - изображения поверхности титана с углеродными нанотрубками 

Таким образом, установлено, что наноуглеродное покрытие, 

сформированное на титановом образце, методом каталитического 

пиролиза позволяют сделать вывод о перспективности использования 

процесса пиролиза углеводородов в производстве внутрикостных 

имплантатов. 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАКРО-, 

МИКРО- И НАНОПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ ПРИ СОЗДАНИИ 

ИННОВАЦИОННЫХ ВНУТРИКОСТНЫХ ИМПЛАНТАТОВ 

А.Г. Авакян*, В.А. Протасова, М.С. Мишина, Е.В. Гомон** 


*Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя 



имени Гагарина Ю.А, г. Саратов. 

**Саратовский аграрный университет 

имени Н.И. Вавилова, г. Саратов 

Известно, что для устранения дефектов зубных рядов и 

последующей реабилитации пациентов широко используются методы 

внутрикостной имплантации. Эффективность технологии производства и 

установки имплантата оценивается по нескольким основным признакам: 

комплекс функциональных и эксплуатационных свойств имплантата, его 

116


неподвижность в костном ложе, отсутствие разряжения костной ткани на 

рентгенограмме, уменьшение высоты прилегающей костной ткани на 

величину не более 0,2 мм в течении второго года наблюдения, отсутствие 

болей при выполнении жевательных движений. 

Важным фактором в этом случае является формирование в 

поверхностном слое биоактивного покрытия имплантата с 

программируемой пористой структурой по типу: «плавного перехода – 

нанопоры, микро- и макропоры». Такая система пористой структуры 

необходима для управляемой доставки в зону контакта живой ткани с 

поверхностью имплантата требуемого субстрата. 

Пористая структура плазмонапыленного порошкового покрытия 

зависит от большого числа технологических параметров. Поэтому режим 

напыления должен осуществляться по определенной программе, заранее 

смоделированной. Сам же механизм доставки и переноса субстрата из 

пористого покрытия на границу раздела «живая ткань – напыленное 

покрытие» состоит из: массопереноса субстрата в слое покрытия по макромикро 

и нанопорам; массоперенос от границы покрытия в живую ткань; 

массоперенос в приграничной области живой ткани. Основным 

механизмом переноса лекарственных веществ являются диффузионные 

процессы в порах. 


1. Лясникова А.В., Протасова Н.В., Лясников В.Н., Бекренёв Н.В. 

Применение специальных покрытий в изделиях медицинского назначения: 

учеб. пособие. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. -272 с. 

2. Лясников В.Н., Протасова Н.В. Плазменное напыление в 

электронике и биомедицинской технике: учеб. пособие. Саратов: Сарат. 

гос. техн. ун-т, 2010, - 285 с. 

117



6. ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ В ПИЩЕВОЙ 

ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

118


ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ И 

ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ 

Е.А. Семенова, В.Г. Хохлютина 

Научный руководитель: учитель математики Петрова Г.Е. 

«Муниципальное общеобразовательное учреждение – средняя 

общеобразовательная школа с. Новая Красавка 

Лысогорского района Саратовской области" 

В последние годы все большее влияние на здоровье населения 

планеты оказывает качество и структура питания. 

Результаты широких эпидемиологических исследований и 

организованного в последние годы Минздравом России мониторинга 

состояния питания показывают, что структура питания населения России 

характеризуется продолжающимся снижением потребления наиболее 

ценных в биологическом отношении пищевых продуктов. Как следствие 

сложившейся структуры питания на первый план выходят следующие 

нарушения пищевого статуса: 

∙ дефицит животных белков, достигающий 15-20% от 

рекомендуемых величин; 

∙ выраженный дефицит большинства витаминов, выявляющийся 

повсеместно у более половины населения; 

∙ проблема недостаточности макро- и микроэлементов, таких как 

кальций, железо, фтор, селен, цинк [1]. 

Принцип создания генетически модифицированных растений и 

животных схожи. И в том, и в другом случае в ДНК искусственно вносятся 

чужеродные последовательности, которые встраивают, интегрируют 

генетическую информацию вида. 

Основные объекты генной инженерии в растительном мире: соя, 

кукуруза, картофель, хлопчатник, сахарная свекла. При этом 

вырабатывается повышенная резистентность к колорадскому жуку, к 

вирусам, защита от насекомых, от всяких бурильщиков, сосальщиков, 

обеспечивает отсутствие повышенных остаточных количеств пестицидов. 

Возможно улучшение коммерческих показателей: у томатов – увеличение 

сроков хранения, у картофеля – повышение крахмалистости, обогащение 

аминокислотами, витаминами [1,2]. 

Путем генной инженерии возможно повышение урожайности на 40- 

50%. За последние 5 лет в мире земельные площади, используемые под 

генетически модифицированные растения, увеличились с 8 млн. Га до 46 

млн. Га. 

119



Нужно отметить, что ни одна новая технология не была объектом 

такого пристального внимания ученых всего мира. Все это обусловлено 

тем, что мнения ученых о безопасности генетически модифицированных 

источников питания расходятся. Нет ни одного научного факта против 

использования генетически модифицированных продуктов (ГМП) [2]. 

Генетически модифицированными могут называться те виды 

растений, в которых успешно функционирует ген (или гены) 

пересаженные из других видов растений или животных. Делается это для 

того, чтобы растение-реципиент получило новые удобные для человека 

свойства, повышенную устойчивость к вирусам, к гербицидам, к 

вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из 

таких генноизмененных культур, могут иметь улучшенные вкусовые 

качества, лучше выглядеть и дольше храниться. Также часто такие 

растения дают более богатый и стабильный урожай, чем их природные 

аналоги. 

Что такое генетически измененный продукт? Это когда выделенный 

в лаборатории ген одного организма пересаживается в клетку другого. Вот 

примеры из американской практики: чтобы помидоры и клубника были 

морозоустойчивее, им "вживляют" гены северных рыб; чтобы кукурузу не 

пожирали вредители, ей могут "привить" очень активный ген, полученный 

из яда змеи; чтобы скот быстрее набирал вес, ему вкалывают измененный 

гормон роста (но при этом молоко наполняется гормонами, вызывающими 

рак); чтобы соя не боялась гербицидов, в нее внедряют гены петунии, а 

также некоторых бактерий и вирусов. В России, как и во многих странах 

Европы, генетически измененные сельхозкультуры (в мире их создано 

больше 30-ти видов) пока не распространяются такими бешеными 

темпами, как в США, где официально закреплена идентичность 

"натуральных" и "генномодифицированных" продуктов питания [1,2]. 

На данный момент в России зарегистрировано множество видов 

продуктов из модифицированной сои, среди которых: фитосыр, смеси 

функциональные, сухие заменители молока, мороженое "Сойка-1", 32 

наименования концентратов соевого белка, 7 видов соевой муки, 

модифицированные бобы сои, 8 видов соевых белковых продуктов, 4 

наименования соевых питательных напитков, крупка соевая обезжиренная, 

комплексные пищевые добавки в ассортименте и специальные продукты 

для спортсменов, тоже в немалом количестве. 

Надзор за генетически модифицированными продуктами 

осуществляется Научно-исследовательским институтом питания РАМН и 

также учреждениями-соисполнителями: Институтом вакцин и сывороток 

им. И. И. Мечникова РАМН, Московским научно-исследовательским 

институтом гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России [2]. 

Получение ГМ - растений является на данный момент одной из 

перспективных и наиболее развивающихся направлений агропроизводства. 

120


Существуют проблемы, которые не могут быть решены такими 

традиционными направлениями как селекция, кроме того, что на подобные 

разработки требуются годы, а иногда и десятилетия. Создание ГМ - 

растений, обладающих нужными свойствами, требует гораздо меньшего 

времени и позволяет получать растения с заданными хозяйственно 

ценными признаками, а также обладающих свойствами, не имеющими 

аналогов в природе. Примером последнего могут служить полученные 

методами генной инженерии сорта растений, обладающих повышенной 

устойчивостью к засухе. 

Создание ГМ - растений в настоящее время развиваются по 

следующим направлениям: 

1. Получение сортов сельскохозяйственных культур с более высокой 

урожайностью. 

2. Получение сельскохозяйственных культур, дающих несколько 

урожаев в год (например, в России существуют ремонтантные сорта 

клубники, дающие два урожая за лето). 

3. Создание сортов сельскохозяйственных культур, токсичных для 

некоторых видов вредителей (например, в России ведутся разработки, 

направленные на получение сортов картофеля, листья которого являются 

остро токсичными для колорадского жука и его личинок). 

4. Создание сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к 

неблагоприятным климатическим условиям (например, были получены 

устойчивые к засухе ГМ - растения, имеющие в своем геноме ген 

скорпиона) [1,3]. 

Таким образом, создание ГМ - растений позволяет решить целый 

комплекс проблем, как агротехнических и продовольственных, так и 

технологических, фармакологических и т.д. Кроме того, уходят в небытие 

пестициды и другие виды ядохимикатов, которые нарушали естественный 

баланс в локальных экосистемах и наносили невосполнимый ущерб 

окружающей среде [1,3]. 

Создать генноизмененное растение на данном этапе развития науки 

для генных инженеров не составляет большого труда. Существует 

несколько достаточно широко распространенных методов для внедрения 

чужеродной ДНК в геном растения. 

Метод 1. Существует бактерия Agrobacterium tumefaciens (Лат.- 

полевая бактерия, вызывающая опухоли), которая обладает способностью 

встраивать участки своей ДНК в растения, после чего пораженные клетки 

растения начинают очень быстро делиться и образуется опухоль. Сначала 

ученые получили штамм этой бактерии, не вызывающий опухолей, но не 

лишенный возможности вносить свою ДНК в клетку. В дальнейшем 

нужный ген сначала клонировали в Agrobacterium tumefaciens и затем 

заражали уже этой бактерией растение. После чего инфецированые клетки 

121



растения приобретали нужные свойства, а вырастить целое растение из 

одной его клетки сейчас не проблема. 

Метод 2. Клетки, предварительно обработанные специальными 

реагентами, разрушающими толстую клеточную оболочку, помещают в 

раствор, содержащий ДНК и вещества, способствующие ее 

проникновению в клетку. После чего выращивали из одной клетки целое 

растение. 

Метод 3. Существует метод бомбардировки растительных клеток 

специальными, очень маленькими вольфрамовыми пулями, содержащими 

ДНК. С некоторой вероятностью такая пуля может правильно передать 

генетический материал клетке и так растение получает новые свойства. А 

сама пуля ввиду ее микроскопических размеров не мешает нормальному 

развитию клетки. 

Итак, задача, которую надо решить при создании ГМ - растения – 

организма с такими генами, которые ему от природы "не положены", – это 

выделить нужный ген из чужой ДНК и встроить его в молекулу ДНК 

данного растения. Процесс этот весьма сложен. 

Более четверти века назад были открыты ферменты рестриктазы, 

разделяющие длинную молекулу ДНК на отдельные участки – гены, 

причем эти кусочки приобретают "липкие" концы, позволяющие им 

встраиваться в разрезанную такими же рестриктазами чужую ДНК. 

Самый распространенный способ внедрения чужих генов в 

наследственный аппарат растений – с помощью болезнетворной для 

растений бактерии Agrobacterium tumefaciens. Эта бактерия умеет 

встраивать в хромосомы заражаемого растения часть своей ДНК, которая 

заставляет растение усилить производство гормонов, и в результате 

некоторые клетки бурно делятся, возникает опухоль. В опухоли бактерия 

находит для себя отличную питательную среду и размножается. Для 

генной инженерии специально выведен штамм агробактерии, лишенный 

способности вызывать опухоли, но сохранивший возможность вносить 

свою ДНК в растительную клетку. 

Нужный ген "вклеивают" с помощью рестриктаз в кольцевую 

молекулу ДНК бактерии, так называемую плазмиду. Эта же плазмида 

несет ген устойчивости к антибиотику. Лишь очень небольшая доля таких 

операций оказывается успешной. Те бактериальные клетки, которые 

примут в свой генетический аппарат "прооперированные" плазмиды, 

получат кроме нового полезного гена устойчивость к антибиотику. Их 

легко будет выявить, полив культуру бактерий антибиотиком, – все прочие 

клетки погибнут, а удачно получившие нужную плазмиду размножатся. 

Теперь этими бактериями заражают клетки, взятые, например, из листа 

растения. Опять приходится провести отбор на устойчивость к 

антибиотику: выживут лишь те клетки, которые приобрели эту 

устойчивость от плазмид агробактерии, а значит, получили и нужный нам 

122


ген. Дальнейшее – дело техники. Ботаники уже давно умеют вырастить 

целое растение из практически любой его клетки. 

Выяснить, содержит ли продукт измененный ген, можно только с 

помощью сложных лабораторных исследований. В 2002 году Минздрав 

России ввел обязательную маркировку продуктов, содержащих более пяти 

процентов генетически модифицированного источника. Реально ее нет 

практически никогда. Результаты проверок показали, что только в Москве 

в 37,8% случаев пищевые продукты, содержащие генетически 

модифицированное сырье, не имеют соответствующей маркировки, и это 

очень высокий показатель. Чтобы получить право на ввоз, производство и 

реализацию продукции, содержащей генетически модифицированные 

источники, нужно пройти государственную гигиеническую экспертизу и 

регистрацию. Процедура платная для предприятия. Не многие готовы 

тратить на это дополнительные средства. К настоящему времени у нас в 

стране прошли все проверки и зарегистрированы десять видов генетически 

модифицированной растениеводческой продукции. Это два вида сои, пять 

видов кукурузы, два сорта картофеля, сорт сахарной свеклы и сахар, 

полученный из нее". Для идентификации продуктов, полученных из ГМИ 

лабораторным путем, необходимо приобретение оборудования для ПЦРдиагностики. 

Контроль за ГМИ осуществляется на организационном 

уровне: проводятся рейдовые проверки, проверяются сертификаты 

безопасности, регистрационные удостоверения о безопасности продукции 

и т.д. [2,3]. 

На Западе на прилавках уже давно и открыто лежат генетически 

измененные продукты. На этикетках появились даже специальные 

наклейки, чтобы человек знал, что покупает. У нас наклеек нет, но 

продукты, как уверяют экологи, тоже заполняют магазины. В Интернет 

есть длинный список ГМ - товаров, от которых ломятся наши прилавки. 

Однако все эти продукты из-за границы. В России генетически 

измененные культуры можно встретить только на экспериментальных 

полях [3]. 

Особая гордость наших специалистов – картофель, от которого 

гибнут колорадские жуки. Для экологов он же главный раздражитель. 

Специалисты говорят, что при поедании ГМ - картофеля, у крыс наступает 

изменение состава крови, изменение размеров внутренних органов, а также 

появляются патологии в значительно большем количестве, чем при 

поедании обычного картофеля. 

Однако ученые заявляют, что случающиеся проколы не повод 

запрещать направление в целом. Генетические исследования в десятки раз 

быстрее мичуринского метода селекции и даже безопаснее. Ученые не 

настаивают на немедленном внедрении своих открытий в производство. 

Основное преимущество ГМП в их цене. Они значительно дешевле 

123



обычных, поэтому сейчас они покоряют, прежде всего, рынки слабо 

развитых стран, куда направляются в качестве гуманитарной помощи [1]. 

Сторонники употребления генетически модифицированных 

продуктов считают, что они безвредны для человека и даже имеют 

преимущества. Главный аргумент, который приводят в защиту ученые 

эксперты всего мира, гласит: “ДНК из генетически модифицированных 

организмов так же безопасна, как и любая ДНК, присутствующая в пище. 

Ежедневно вместе с едой мы употребляем чужеродные ДНК, и пока 

механизмы защиты нашего генетического материала не позволяют в 

существенной степени влиять на нас”. 

По мнению директора центра “Биоинженерия” РАН академика К. 

Скрябина, для специалистов, занимающихся проблемой генной инженерии 

растений, вопрос безопасности генномодифицированных продуктов не 

существует. А ГМ - продукцию лично он предпочитает любой другой хотя 

бы потому, что ее более тщательно проверяют. Возможность 

непредсказуемых последствий вставки одного гена теоретически 

предполагается. Чтобы исключить ее, подобная продукция проходит 

жесткий контроль, причем, как утверждают сторонники, результаты такой 

проверки вполне надежны. Наконец, нет ни одного доказанного факта 

вреда ГМП. Никто от этого не заболел и не умер. 

Всевозможные экологические организации (например, «Гринпис»), 

объединение «Врачи и ученые против генетически модифицированных 

источников питания» считают, что рано или поздно «пожинать плоды» 

придется. Причем, возможно, не нам, а нашим детям и даже внукам. Как 

«чужие», не свойственные традиционным культурам гены повлияют на 

здоровье и развитие человека? 

Противники трансгенов подвергают сомнению и методы оценки 

таких продуктов на безопасность. В общем, вопросов больше, чем ответов. 

Сейчас 90 % экспорта ГМП составляют кукуруза и соя. Что это значит 

применительно к России? То, что попкорн, которым повсеместно торгуют 

на улицах, стопроцентно изготовлен из генетически модифицированной 

кукурузы, и маркировки на ней до сих пор не было. Если вы закупаете 

соевые продукты из Северной Америки или Аргентины, то на 80 % это 

генетически измененная продукция. Отразится ли массовое потребление 

таких продуктов на человеке через десятки лет, на следующем поколении? 

Пока нет железных аргументов ни "за", ни "против". Но наука не стоит на 

месте, и будущее – за генной инженерией. Если генетически измененная 

продукция повышает урожайность, решает проблему нехватки 

продовольствия, то почему бы и не применять ее? Но в любых 

экспериментах нужно соблюдать предельную осторожность. Генетически 

модифицированные продукты имеют право на существование. Абсурдно 

считать, что российские врачи и ученые разрешили бы к широкой продаже 

продукты, наносящие вред здоровью. Но и потребитель имеет право 

124


выбора: покупать ли генетически модифицированные помидоры из 

Голландии или дождаться, когда на рынке появятся местные томаты. 

После долгих дискуссий сторонников и противников ГМП было 

принято соломоново решение: любой человек должен выбрать сам, 

согласен он есть генетически модифицированную пищу или нет. 

Технология генной инженерии – это замена или разрыв генов живых 

организмов, получение патентов на них и продажа получающихся в 

результате продуктов с целью получения прибыли. Своими действиями в 

сфере бизнеса и политики генные инженеры ясно продемонстрировали, 

что они попросту хотят использовать генетически модифицированные 

продукты для того, чтобы захватить и монополизировать мировой рынок 

семян, продовольствия, тканей и медицинских препаратов. Генная 

инженерия – революционно новая технология, находящаяся на самых 

ранних экспериментальных стадиях развития [1]. 

Практика генной инженерии в отношении пищевых продуктов и 

тканей приводит к непредсказуемым результатам и представляет угрозу 

для людей, животных, окружающей среды и будущего устойчивого 

органического земледелия. Риск от использования генетически 

модифицированных продуктов питания и сельскохозяйственных культур 

можно разделить на три категории: риск для здоровья людей, риск для 

окружающей среды и социально-экономический риск [3]. 


1. Красовский О.А. Генетически модифицированная пища: 

возможности и риски // Человек. 2002, № 5, с. 158–164. 

2. Рогачев В. Генетическая революция, первые шаги. // Эхо планеты, 

2000, № 28 – с. 6-9. 

3. Свердлов Е. Что может генная инженерия. // Здоровье, 2002, № 1 – 

с. 51-54. 

125



ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ В ПИЩЕВОЙ 

ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

Е.В. Филиппова 

Научный руководитель: учитель биологии Смирнова М.А. 

«Муниципальное общеобразовательное учреждение 

Гимназия имени Героя Советского Союза Ю.А. Гарнаева», 

Саратовская область, г. Балашов 

В последние годы все большее влияние на здоровье населения 

планеты оказывает качество и структура питания. В 1999 г. опубликованы 

данные, что ежегодно в мире от недоедания и белково-калорийной 

недостаточности погибает 15 млн. человек. 

Результаты широких эпидемиологических исследований и 

организованного в последние годы Минздравом России мониторинга 

состояния питания показывают, что структура питания населения России 

характеризуется продолжающимся снижением потребления наиболее 

ценных в биологическом отношении пищевых продуктов. Как следствие 

сложившейся структуры питания на первый план выходят следующие 

нарушения пищевого статуса: 

– дефицит животных белков, достигающий 15-20% от 

рекомендуемых величин; 

– выраженный дефицит большинства витаминов, выявляющийся 

повсеместно у более половины населения; 

– проблема недостаточности макро- и микроэлементов, таких как 

кальций, железо, фтор, селен, цинк. 

В международном научном сообществе существует четкое 

понимание того, что в связи с ростом народонаселения Земли, которое по 

прогнозам ученых должно достичь к 2050 году 9-11 млрд. человек, 

необходимо удвоение или даже утроение мирового производства 

сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения 

трансгенных растений, создание которых многократно ускоряет процесс 

селекции культурных растений, увеличивает урожайность, удешевляет 

продукты питания, а также позволяет получить растения с такими 

свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами. 

Принцип создания трансгенных растений и животных схожи. И в 

том, и в другом случае в ДНК искусственно вносятся чужеродные 

последовательности, которые встраивают, интегрируют генетическую 

информацию вида. 

Основные объекты генной инженерии в растительном мире: соя, 

кукуруза, картофель, хлопчатник, сахарная свекла. При этом 

126


вырабатывается повышенная резистентность к колорадскому жуку, к 

вирусам, защита от насекомых, от всяких бурильщиков, сосальщиков, 

обеспечивает отсутствие повышенных остаточных количеств пестицидов. 

Возможно улучшение коммерческих показателей: у томатов – увеличение 

сроков хранения, у картофеля – повышение крахмалистости, обогащение 

аминокислотами, витаминами. 

Путем генной инженерии возможно повышение урожайности на 40- 

50%. За последние 5 лет в мире земельные площади, используемые под 

трансгенные растения, увеличились с 8 млн. га до 46 млн. га. 

Нужно отметить, что ни одна новая технология не была объектом 

такого пристального внимания ученых всего мира. Все это обусловлено 

тем, что мнения ученых о безопасности генетически модифицированных 

источников питания расходятся. Нет ни одного научного факта против 

использования трансгенных продуктов. В тоже время некоторые 

специалисты считают, что существует риск выпуска нестабильного вида 

растений, передача заданных свойств сорнякам, влияние на 

биоразнообразие планеты, и главное – потенциальная опасность для 

биологических объектов, для здоровья человека путем переноса 

встроенного гена в микрофлору кишечника или образование из 

модифицированных белков под воздействием нормальных ферментов, так 

называемых минорных компонентов, способных оказывать негативное 

влияние. 

Покупая в магазине какой-нибудь продукт, на упаковке можно 

иногда прочитать: «Содержит ГМ-продукты». Это означает, что в него 

входят генномодифицированные составляющие. 

Что же скрывается за непонятным для обычного покупателя 

названием «генетически модифицированные», или «трансгенные», 

продукты? Получают их главным образом из растений, в ДНК которых 

введен особый, не данный им природой, ген. Этот ген наделяет своего 

«хозяина» новыми свойствами: например ГМ-помидоры и огурцы дольше 

хранятся и не портятся, картофель приобретает свойства, вредные для 

колорадского жука, коровы дают молоко повышенной жирности. 

Впервые эксперимент по пересадке гена был произведен в 1983 г. 

Ученые, изучая почвенную бактерию, образующую на стволах деревьев 

наросты, обнаружили, что, паразитируя, бактерия переносит фрагмент 

своей ДНК в ядро растительной клетки, где он встраивается в хромосому. 

Чужеродная ДНК распознается как собственная, и бактерия таким образом 

заставляет растение синтезировать необходимые ей питательные вещества. 

Этот эксперимент можно по праву считать началом эры генной инженерии 

растений. 

Первым в результате генетических манипуляций был получен табак, 

устойчивый к вредителям, потом ГМ-кукуруза, соя, рис, помидоры, 

огурцы, картофель, свекла, яблоки. На вид ГМ-продукты выглядят даже 

127



более привлекательными, чем натуральные: чистые, ровные клубни 

картофеля, правильной формы помидоры. Новые продукты часто бывают и 

дешевле натуральных. 

Сегодня идет лишь первый этап развития биотехнологии – создание 

ГМ-растений с улучшенными агрономическими свойствами. Это позволяет 

почти полностью отказаться от химических средств защиты и удобрений – 

пестицидов, нитратов и др. 

Следующий этап – получение продуктов с улучшенной пищевой 

ценностью: фрукты и овощи с увеличенным содержанием витаминов, 

более питательные зерновые, «золотой рис» (содержащий бета-каротин, 

особенно полезный людям с дефицитом витамина А, например в Юго- 

Восточной Азии, где рис – основная пища). 

Еще более актуальный этап – создание растений-лекарств, растенийвакцин. 

Например, в растение вводят тот или иной вирус, и употребление 

этого растения позволяет человеку постепенно приобретать к нему 

иммунитет. Уже сейчас японские генетики создали сорт риса, который 

позволит больным сахарным диабетом обходиться без лекарств: ГМ-рис 

стимулирует производство поджелудочной железой собственного 

инсулина. 

В настоящее время в США проводится более трехсот исследований 

по выращиванию кукурузы, картофеля, помидоров, риса, табака и других 

растений, в которые добавлены человеческие гены, способные бороться с 

теми или иными заболеваниями. Список таких болезней широк: от 

обычной простуды, герпеса до гепатита, болезни Альцгеймера, холеры, 

рака, СПИДа. 

Активные разработки ГМ-продуктов можно объяснить не только 

полетом научной мысли, большую роль тут играют и экономические 

причины: ГМ-продукты – весьма и весьма перспективный бизнес. Уже 

сейчас в мире 60 млн га в 16 странах занято под трансгенные культуры (из 

них 66% – в США, 22% – в Аргентине); в России пока существуют только 

экспериментальные участки; в консервативной Европе выращивание 

трансгенных растений и их переработка категорически запрещены. 

Новые технологии в перспективе дадут возможность решить 

проблему нехватки продовольствия. В мире 800 млн голодающих, каждый 

день от голода умирают 20 тыс. человек, при этом сейчас на земном шаре 

живут около 6 млрд человек, а к 2020 г., по оценкам ученых, будет уже 7 

млрд. 

Таким образом, преимущества разработки ГМ-продуктов ясны. Но 

насколько эти продукты можно считать безопасными для человека? 

Сторонники трансгенных продуктов (а в России это прежде всего 

Институт питания РАМН, Министерство науки, промышленности и 

технологий, Министерство сельского хозяйства, центр «Биоинженерия» 

РАН) утверждают, что ежедневно к нам с едой попадают чужеродные 

128


ДНК, но гены, попавшие в организм с пищей, не могут встроиться в 

генотип человека, и до сих пор нет ни одного доказанного случая вреда 

трансгенной пищи. 

Противники трансгенной пищи – всевозможные экологические 

организации, например «Гринпис», объединение «Врачи и ученые, 

выступающие против ГМ-источников питания», полагают, что, поскольку 

ГМ-сырье начали использовать в пищевой промышленности всего 5–6 лет 

назад, никто не может с полной уверенностью сказать, что будет лет через 

тридцать-пятьдесят. В отличие от новых медицинских и биологических 

препаратов, которые разрешают применять на людях лишь после 

многолетних проверок на животных, трансгенные продукты, созданные 

всего лишь несколько лет назад, поступают в свободную продажу и 

охватывают уже сотни наименований. По мнению противников ГМ-пищи, 

последствия ее потребления, как и использования ГМ-лекарств, могут 

оказаться непредсказуемыми, их применение может привести к мутациям в 

человеческом организме, нарушению равновесия в природе и к 

экологической катастрофе. 

Что же делать рядовому покупателю? Сейчас 90% экспорта 

трансгенных пищевых продуктов – кукуруза и соя. Попкорн, которым 

повсюду торгуют на улицах, на все 100% изготовлен из ГМ-кукурузы, 

причем соответствующей маркировки на нем до сих пор нет. Соевые 

продукты из Северной Америки или Аргентины на 80% – ГМ-продукты. 

Отразится ли их потребление на человеке через десятилетия, 

скажется ли оно на грядущих поколениях – четких аргументов ни «за», ни 

«против» нет. Но и потребители имеют право выбора: купить ГМ-овощи 

или подождать, пока на рынке появятся натуральные. 

Как же отличить трансгенные продукты? На вкус и цвет этого не 

сделаешь. В 2002 г. Минздрав России ввел обязательную маркировку тех 

продуктов, в которых содержится более 5% ГМ-сырья, однако реально 

встретить такую маркировку сегодня трудно. Тем не менее каждый из 

покупателей имеет право на подобную информацию. 

Генетически модифицированные продукты стали одним из 

достижений биологии ХХ в. Но основной вопрос - безопасны ли такие 

продукты для человека, пока остается без ответа. Проблема ГМП 

актуальна, поскольку в ней экономические интересы многих стран 

приходят в противоречие с основными правами человека. У нас нет полной 

информации о них и всех последствиях их употребления. 

Большинство людей не знают о ГМП и возможных последствиях их 

использования. Раньше люди боялись стихийных бедствий, войн, теперь 

становится опасно есть мясо и овощи. Чем выше технология, тем выше 

риск. Людям следует постоянно помнить о простой закономерности: 

всякая технология имеет очевидные плюсы и неизвестные минусы [1, 2]. 

129




1. Интернет-сайт: http://www.revolution.allbest.ru/cookery/00008843_0.html 

2. Интернет-сайт: http://www.parta.com.ua/ukr/school_program/view/365/ 

130


7. МЕДИЦИНСКАЯ ТЕХНИКА 

131



ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТОЙ ТОМОГРАФИИ 

В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТА 

«ЛУЦЕНТИС» У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКИМ ТИПОМ 

ТРОМБОЗА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ВЕНЫ СЕТЧАТКИ И ЕЕ ВЕТВЕЙ 

Ю.С. Батищева 

Научный руководитель: к.м.н. асс. Сумарокова Е.С. 


имени В.И. Разумовского, г. Саратов 

Оптическая когерентная томография (ОКТ) обеспечивает 

визуализацию поперечных срезов биологических тканей. Метод основан на 

комплексном анализе отражения низкокогерентного излучения 

исследуемой тканью. 

Цель: оценка эффективности применения препарата Луцентис у 

пациентов с ишемическим типом тромбоза центральной вены сетчатки. 

Материалы и методы: Нами была проведена ОКТ сетчатки с 

помощью когерентного томографа Topcon 3D OCT – 1000 15 пациентам (15 

глаз) с ишемическим типом тромбоза центральной ветви сетчатки и ее 

ветвей до начала лечения препаратом Луцентис и после. При этом 

оценивалась сетчатка в целом, определялись профиль сетчатки и ее 

толщина. 

Результаты: В среднем толщина сетчатки после лечения 

уменьшилась на 249,5 мкм, что соответствует 45,75% от исходных данных, 

и у половины исследуемых достигла значений, соответствующих норме 

(210 – 270 мкм). При этом офтальмоскопическая картина глазного дна, 

полученная при фоторегистрации, у данных пациентов до лечения и после 

существенно не различалась. 

Выводы: 1. ОКТ является наиболее точным (разрешающая 

способность составляет 7 мкм), достоверным и наглядным методом в 

оценке эффективности применения препарата Луцентис у пациентов с 

ишемическим типом тромбоза центральной вены сетчатки и ее ветвей; 2. 

ОКТ позволяет определить толщину сетчатки и оценить наличие 

прогрессирования патологического процесса. 3. Процедура сканирования 

легкая, быстрая, неинвазивная. 

132


ПРОДВИЖЕНИЕ ФИЗИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ПРИБОРА 

ГИМС-01 «ВЕКТОР-МС» НА РЫНОК МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ 

Д.В. Половникова 

Научный руководитель: д.б.н., профессор Данилова И.Г. 

Уральский Федеральный университет имени первого Президента 

России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург 

Известно, что ионы серебра обладают активным антимикробным 

действием. При этом эффективная доставка серебра к больным органам 

человека является одним из приоритетных направлений научных 

исследований и практических разработок биомедицины. Методики и 

приборы физиотерапевтического лечения ионами серебра, приводящие к 

быстрому выздоровлению больных и не имеющие побочных 

отрицательных явлений, востребованы как в лечебно-профилактических 

учреждениях, так и в домашних условиях. 

Целью настоящей работы является – презентация инновационного 

устройства ГИМС-01 «Вектор МС», предназначенного для 

внутриполостной доставки ионов серебра к «больным» органам при 

наложении магнитного поля. Основными задачами научноисследовательской 

работы являются: анализ основных техникоэкономических 

показателей выпуска прибора; оценка рисков, связанных с 

производством, а также разработка маркетинговых активностей и 

календарно-финансового плана производства. 

В работе раcсмотрены вопросы продвижения прибора на рынок 

медицинской техники. Выполнен литературный обзор, на основании 

которого сделан вывод о перспективности конструкций, осуществляющих 

доставку полезных серебросодержащих веществ непосредственно к 

пораженным органам и тканям. Разработан бизнес-план производства и 

внедрения нового прибора для физиологического лечения широкого 

спектра заболеваний за счет внутриполостного введения ионов серебра. 

Показана эффективность применения прибора при различных гнойновоспалительных 

заболеваниях в стоматологии, урологии, акушерстве и 

гинекологии, проктологии и других областях медицины. 

Определены основные планово – экономические показатели 

производства. Сделан вывод о том, что целевой аудиторией прибора будут 

медицинские учреждения (20%) и физические лица для личного 

использования (80%). Показано, что срок окупаемости прибора составляет 

приблизительно четыре года при условии серийного производства. 

Выполнена оценка инновационных рисков. Основным риском признан 

риск отказа автора метода от сотрудничества с авторами устройства. 

Разработан подробный календарный план продвижения прибора на рынок. 

133



При проведении настоящей работы, автор принимала активное 

участие в отраслевой тематической выставке «Здравоохранение-2010», г. 

Екатеринбург, посвященной современным медицинским разработкам. На 

этой выставке успешно презентован макетный образец прибора. Показано, 

что инновационная привлекательность разработки состоит в том, что при 

грамотной маркетинговой политике население и медицинский персонал 

клиник получает новый, эффективный и недорогой способ борьбы с 

различными воспалительными заболеваниями и это станет заметным 

прогрессом в медицинской практике. 

РЕАБИЛИТАЦИЯ ЛОКТЕВОГО СУСТАВА МЕТОДАМИ 

МЕХАНОТЕРАПИИ 

Е.С. Тарасова 

Научный руководитель: д.т.н., профессор Яцун С.Ф. 

Юго-Западный государственный университет, г. Курск 

В последние в мире ведется активная работа по созданию 

реабилитационных систем для пациентов, перенесших инсульты, травмы 

или хирургические вмешательства, повлекшие за собой нарушения 

двигательных функций. Принцип действия такого рода устройств основан 

на использовании метода механотерапии. 

В отсутствие специализированных устройств, позволяющих 

автоматизировать этот процесс, врач – физиотерапевт не только определял 

необходимую амплитуду движения «на глаз», но и был вынужден сам 

осуществлять эти движения, что являлось главным препятствием к 

широкому использованию такого рода терапии. С появлением 

механических устройств, позволяющих реализовывать необходимые 

движения, задача существенно упростилась: теперь врачу необходимо 

лишь задавать необходимые программы движения и контролировать 

процесс их выполнения. Однако при этом по-прежнему существует 

проблема объективной оценки получаемых результатов. Следующим 

шагом является создание систем, способных не просто действовать по 

жестко заданный программе, но и осуществлять контроль процесса 

реабилитации, непрерывно корректируя параметры движения. Можно 

выделить две основные проблемы, возникающие перед разработчиком 

такого реабилитационного устройства: 

1. Необходимость как можно более точного соответствия осевых 

линий устройства с осевыми линиями суставов человека. В противном 

случае процесс движения выходит из-под контроля: получаемые 

134


траектории движения отличаются от предполагаемых, что может привести 

к недопустимому увеличению моментов нагрузки, действующих на 

суставы, и в конечном итоге нанести вред пациенту. 

2. Сложность организации обратных связей и как следствие 

формирования алгоритмов управления: получать объективную 

информацию о состоянии мышечной ткани и нервной системы 

невозможно, поэтому возникает необходимость поиска косвенных 

параметров, характеризующих мышечную активность и достигнутый 

объем движения в суставе. 

Таким образом, очевидно, что рука человека и реабилитационное 

устройство должны рассматриваться в совокупности, как сложная 

человеко-машинная система. Эта система может быть представлена в виде 

двух отдельных подсистем, каждая из которых включает в себя три 

взаимосвязанных части: механическую, силовую и информационную. 

АППАРАТ ЭЛЕКТОРОСТИМУЛЯТОР-АНАЛЬГЕЗАТОР 

Г.Р. Бахтеева, Ю.М. Райгородский, В.Г. Ноздрачев 

Научный руководитель: д.м.н., профессор Лепилин А.В. 


имени В.И. Разумовского, г. Саратов 

В структуре заболеваний челюстно-лицевой области 

травматические повреждения костей лица занимают ведущее место (около 

30%, 85% из них составляют переломы нижней челюсти). Однако 

проведение традиционных методов лечения не всегда является 

достаточным (почти 40% переломов костей лица осложняются). При 

обследовании больных с переломами нижней челюсти в 100% случаев 

обнаружена заинтересованность тройничного нерва. Это привело нас к 

необходимости разработки нового аппарата для лечения больных с 

переломами нижней челюсти. 

Нами разработан аппарат электростимулятор-анальгезатор (патент 

на полезную модель №62017 от 27.03.2007), сущность которого 

заключается в том, что он способен обеспечить подачу пачек 

низкочастотных импульсов с высокочастотным заполнением, что вызывает 

сокращение мышц и глубокую нейростимуляцию без появления болевых 

ощущений. Выходной сигнал поступает в виде последовательности пачек 

биполярных импульсов длительностью 7 мсек частотой следования 10-50 

Гц и частотой заполнения 1,2 кГц, которые поступают на лечебные 

электроды. Частоту следования пачек импульсов можно изменять в 

135



пределах 10-50 Гц. 

Электростимулятор-анальгезатор имеет электроды двух видов: 

чрескожный и внутриротовой (патент на промышленный образец №66536 

от 16.05.2008), которые могут быть активным и пассивным или оба 

активными. 

Показания к применению электростимулятора-анальгезатора: 

болевой синдром при травмах челюстно-лицевой области; болевой 

синдром во время и после хирургического вмешательства; невропатии 

челюстно-лицевой области. Противопоказания к применению общие с 

противопоказаниями к физиотерапевтическому лечению. 

Использование аппарата электростимулятора-анальгезатора в 

лечении больных с переломами нижней челюсти позволило уменьшить 

или ликвидировать болезненные ощущения в области травмы, повысить 

скорость консолидации костных отломков, нивелировать сенсорнопарестетические 

расстройства, нормализовать электрофизиологические 

показатели. 

ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС КОГНИТИВНОЙ 

СТИМУЛЯЦИИ 

А.В. Томашвили, А.А. Индюхин, М.Ю. Лавриненко, В.С. Суханова 

Научный руководитель: к.т.н., доцент Коржук Н.Л. 

Тульский государственный университет, г. Тула 

Управляющие элементы большинства функциональных систем 

организма сосредоточены в коре головного мозга. Сопровождающая их 

работу биоэлектрическая активность может быть зарегистрирована вместе 

с фоновой электроэнцефалограммой (ЭЭГ). Величина этой активности 

намного меньше амплитуды доминирующего ритма и на его фоне 

практически незаметна. Предложен способ подавления основного ритма 

ЭЭГ при помощи фазочувствительного фильтра, позволяющий 

диагностировать сенсорную и когнитивную составляющие ответа нервной 

системы на афферентный стимул. Для изучения когнитивных процессов 

разработан программно - аппаратный комплекс (ПАК), предъявляющий 

испытуемому различные смысловые нагрузки. 

В программу испытаний входят мысленный счет (на экране – слова - 

числительные), различные цвета (красный – зеленый), команды (вверх – 

вниз, влево – вправо, быстрее - медленнее), геометрические фигуры 

(необходимо назвать фигуру большей площади). Испытуемый в процессе 

регистрации ЭЭГ с применением компьютерной системы 

«Нейрокартограф» (фирма МБН, г. Москва) должен мысленно повторять 

136


предъявляемые вербальные стимулы, либо делать выбор между двумя 

альтернативами. Один из каналов регистрации используется для 

синхронизации момента появления стимула с записью ЭЭГ через 

оптронную пару, связывающую выход ПАК со входом усилителя ЭЭГ. 

Записи ЭЭГ с обозначенными на них моментами подачи стимула 

обрабатываются авторским программным обеспечением, включающим 

модель самонастраивающегося фильтра и блок анализа вызванной 

активности головного мозга. Применение такого фильтра позволяет не 

только получить отклик нервной системы на единичный стимул (что 

фактически является новой электрофизиологической методикой, отличной 

от ЭЭГ и вызванных потенциалов), но и оценить степень взаимодействия 

различных участков коры головного мозга, как для фоновой 

биоэлектрической активности, так и для вызванной. 

Полученные в результате фильтрации электрические образы команд 

«вверх», «вниз», «влево», «вправо» предполагается использовать для 

построения нового варианта интерфейса «мозг-компьютер» (BCI), а 

селекция команд «быстрее», «медленнее» позволит ввести в контур 

управления дополнительную обратную связь. Оценка времени реакции при 

выборе альтернативных фигур может быть использована в 

профессиональном отборе спортсменов, операторов, в военном деле. 

СПЕКТРАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ 

В ДИАГНОСТИКЕ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ 

ГЛАУКОМЫ 

В. С. Сидельникова 

Научный руководитель: к.м.н., ассистент Колбенев И.О. 


им. В.И.Разумовского, г. Саратов 

Необходимость объективизации 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 

137



глаукомой различных стадий с помощью метода спектральной оптической 

когерентной томографии. 

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

разделенных на 4 группы: 1-я группа - пациенты с подозрением на 

глаукому 3 человека (5 глаз); 2-я группа - пациенты с I стадией глаукомы 4 

человека (5 глаз); 3-я группа - пациенты со II стадией глаукомы - 5 

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

Пациентам помимо стандартных обследований проводили ОКТ - 

исследование головки зрительного нерва и толщины слоя нервных волокон 

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

Анализировали средняя толщина перипапиллярного слоя нервных 

волокон, толщина слоя нервных волокон в верхнем, нижнем, 

темпоральном, носовом квадрантах и двенадцати секторах. 

Результаты: В 1 группе пациентов среднее значение толщины 

перипапиллярного слоя нервных волокон сетчатки составила 102,82 ±18,57 

мкм (варьирует от 85 мкм до 125 мкм). Во 2 группе она составила 88,23 

±16,3мкм (изменялась от 78 до 110 мкм). В 3 группе толщина слоя нервных 

волокон была значительно снижена и составила 76,34 ± 19,57 мкм 

(варьировала от 45 до 83 мкм). В 4 группе толщина перипапиллярного 

слоя составила 40,32±18,59 мкм (варьировала от 29,85 до 59,04 мкм). 

Отмечается положительная корреляция толщины слоя нервных волокон 

сетчатки со стадией глаукоматозного процесса. 

Выводы: ОКТ позволяет выявить и количественно оценить в 

динамике уменьшение слоя нервных волокон перипапиллярной области 

при первичной открытоугольной глаукоме. 

138


8. НОВЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ 

139



ОРГАНИЗАЦИЯ ДИСТАНЦИОННОЙ (ТЕЛЕМЕДИЦИНСКОЙ) 

КАРДИОЛОГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ УДАЛЕННЫХ 

РАЙОНОВ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ 

Е.С. Чекунова 

Научный руководитель: д.б.н., профессор Данилова И.Г. 

Уральский Федеральный университет имени первого Президента 

России Б.Н.Ельцина, г. Екатеринбург 

Работа посвящена изучению телемедицины, правовых аспектов 

телемедицины, написанию бизнес-плана по организации комплекса 

«Телегном», предназначенного для проведения функциональнодиагностических 

кардиологических исследований: ЭКГ-покоя, суточного 

мониторирования ЭКГ, суточного мониторирования АД. 

Целью настоящей работы является – презентация инновационного 

комплекса «Телегном», принципом действия которого является передача 

на расстоянии электрокардиограмм и показаний артериального давления 

для их последующего рассмотрения более квалифицированными 

специалистами данного направления и далее для отсылки рекомендаций в 

ОВП. Основными задачами научно-исследовательской работы являются: 

анализ основных технико-экономических показателей выпуска прибора; 

оценка рисков, связанных с производством, а также разработка 

маркетинговых активностей и календарно-финансового плана 

производства. 

По данной теме выполнен литературный обзор, с помощью 

которого можно утверждать о перспективах и преимуществах 

использования телемедицины. 

В работе раcсмотрены вопросы внедрения комплекса в 

медицинские учреждения кардиологического профиля удалённых районов 

Свердловской области. Выполнен литературный обзор, на основании 

которого сделан вывод о перспективах и преимуществах использования 

телемедицины. Разработан бизнес-план производства и внедрения 

региональной дистанционной кардиологической трехуровневой 

функционально-диагностической сети с использованием современных, в 

том числе телемедицинских технологий. Показана эффективность 

применения применения методов дистанционной диагностики. 

Определены основные экономические показатели по организации 

комплекса «Телегном». Был сделан анализ безубыточности. Определено, 

что комплекс окупиться в течение 1,7 года. Разработан финансовокалендарный 

план продвижения комплекса на медицинском рынке. 

140


В ходе написания дипломной работы, автором принималось 

активное участие в разработке организации данного комплекса, 

участвовала в тематической выставке «Здравоохранение – 2010», 

посвященной современным медицинским разработкам. На данной 

выставке был представлен комплекс телемедицинской помощи 

«Телегном», было проведена презентация «Телегнома», в ходе которой 

основные заинтересованные лица (профильные министерства - министр 

здравоохранения СО, министр промышленности и др.) могли 

познакомиться с комплексом, понять перспективность внедрения данного 

комплекса на территории СО и т.д. Были проведены после выставки 

рабочие совещания по данному проекту в правительстве СО. Было принято 

решение о выдвижении данного проекта от лица СО как одного из лучших 

иновационных проектов для презентации правительству РФ в рамках 

большой выставки ИНОПРОМ 2010г, которая проходила с 14.07.2010г. в 

нашем городе. 

ТЕЛЕМЕДИЦИНА 

Д.А. Каплей 

Научный руководитель: учитель географии Мокшина Л. А. 

МБОУ СОШ №18, Краснодарский край, г. Славянск-на-Кубани 

Среди современных медицинских технологий, находящихся на 

страже здоровья человека ведущее место принадлежит телемедицине. 

Главной задачей которой является реализация права человека на 

получение квалифицированной медицинской помощи в любом месте, в 

любое время. 

Телемедицина – логическое развитие первых консультаций по 

телефону, существовавших в начале века и является перспективным 

направлением информатизации общества. Телемедицину можно 

рассматривать как систему, обеспечивающую рядовому пользователю 

доступ к современным медицинским ресурсам, в том числе, 

международным. 

Телемедицинские системы и комплексы развиваются во всем мире 

интенсивно, обеспечивая эффективную медицинскую помощь практически 

в любой точке Земли. 

Телемедицинские сети разделяются на общедоступные и 

профессиональные. Первые опираются на сеть Интернет, вторые - на 

выделенные каналы связи или каналы сетей общего пользования. Системы 

становятся международными и общедоступными. Основными 

141



протоколами в телемедицинских сетях являются ISDN, TCP/IP, ATM. 

Основными каналами связи являются спутниковые и оптоволоконные. 

Интенсивно развиваются телемедицинские услуги с 

использованием спутниковых транспортабельных комплексов. 

Существенное влияние на развитие телемедицины и ее комплексов 

оказывает решение задач стандартизации информационных систем, систем 

хранения и обработки информации. 

В телемедицинских сетях обеспечивается интегральность услуг, 

включающих медицинские и образовательные вопросы. 

СОВРЕМЕННЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В 

ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 

О.Л. Игнатова 

Научный руководитель: заведующий кафедрой гигиены, 

профессор Трушков В.Ф. 

Кировская государственная медицинская академия, г. Киров 

В настоящее время рядом исследований отмечена зависимость 

биологической активности химических соединений от строения и состава 

их молекул, наличия и вида заместителей, типа и кратности химической 

связи. В данной работе на основе анализа результатов среднесмертельных 

доз (ЛД 50 ), среднесмертельных концентраций (ЛК 50 ), порогов острого 

действия (Lim ac. ) и сопоставления их с данными энтальпии (Н) делается 

вывод о возможности корреляции между биологической активностью 

веществ и их термодинамическими характеристиками. 

На основе анализа 108 веществ по данным энтальпии определены: 

зависимость № 1 – особо ядовитые вещества; зависимость № 2 – 

сильноядовитые вещества; зависимость № 3 – среднеядовитые вещества; 

зависимость № 4 – малоядовитые вещества. В ходе исследований 

установлена взаимосвязь данных энтальпии и среднесмертельной 

токсичности пероральным, ингаляционным путем, порогов острого 

действия, предельно-допустимых концентраций веществ в воздухе рабочей 

зоны (ПДК рз. ). Определены величины коэффициентов а, в, с для каждой из 

четырех зависимостей номографических формул: 

в мг/л; 

ЛД 50 =а(Н) 2 + вН+с, где ЛД 50 – среднесмертельная доза в г/кг; 

ЛК 50 =а(Н) 2 +в(Н)+с , где ЛК 50 – среднесмертельная концентрация 

Lim ас. = а(Н) 2 + в(Н) +с; 

ПДК р.з. = а(Н) 2 + в(Н) +с. 

142


Следует отметить значительное соответствие экспериментально 

обоснованных уровней токсичности, гигиенических нормативов 

химических соединений и определенных расчетным путем. 

Пример расчета 

Фенол. Относится к группе № 1 – особо ядовитые вещества. 

Н = -17,4 t пл. = 41 0 t кип. = 182 0 М = 94 

По номографической формуле с учетом данных энтальпии: 

ПДК расч. = 8,4775∙10 -6 ∙(-17,4) 2 -2,734∙10 -3 ∙(-17,4)+0,2499=0,301 мг/м 3 

По ранее принятым формулам математического анализа: 

ПДК р.з (t кип. ) = 0,567 мг/м 3 , ПДК р.з (t пл. ) = 1,910 мг/м 3 

Для сравнения, нормативные данные ПДК р.з – 0,3 мг/м 3 . Таким 

образом, разработанный метод по оценке энтальпии, по сравнению с 

другими физико-химическими показателями, обеспечивает максимальное 

соответствие расчетных данных и экспериментальных результатов и может 

быть использован с высокой точностью в практике гигиенического 

нормирования. 

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА МАГНИТНОЙ 

СИМПАТОКОРРЕКЦИИ В ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ ПЕРВИЧНОЙ 

ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМОЙ 

Е.В. Веселова 

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



По данным Всемирной Организации Здравоохранения 

открытоугольная глаукома является одной из ведущих причин слепоты и 

слабовидения в мире. 

Целью исследования явилась оценка состояния вегетативной 

нервной системы больных первичной открытоугольной глаукомой и 

эффективности применения метода магнитной симпатокоррекции в 

лечении данных больных. 

Материал и методы. Под наблюдением находилось 56 пациентов 

(97 глаз) с первичной открытоугольной глаукомой. Больным до и после 

лечения проводили стандартные офтальмологические исследования, 

периметрию; регистрацию зрительных вызванных потенциалов; 

исследование внутриглазного кровотока; кардиоинтервалографию. 

Комплексное лечение включало медикаментозную терапию и 

магнитотерапию на область шейных симпатических ганглиев. 

143



Результаты и обсуждение. Изначально более чем у 50% больных 

глаукомой нарушена вегетативная регуляция и адаптация к стрессам. 

После проведенного лечения наблюдается не просто снижение активности 

ВНС, а ее нормализация. 

Применение магнитотерапии на область шейных симпатических 

ганглиев в лечении больных глаукомой приводит к повышению основных 

функциональных показателей, особенно регионарной гемодинамики, 

которое заключалось в повышении диастолической скорости кровотока и 

уменьшении индекса резистентности. 

Выводы 

1. Среди больных первичной открытоугольной глаукомой 

преобладают пациенты с умеренной или выраженной симпатикотонией, и 

больные с асимпатикотонической вегетативной реактивностью. У 

относительно здоровых лиц без офтальмопатологии той же возрастной 

группы наблюдается преимущественно исходно более низкая активность 

симпатической нервной системы и преимущественно адекватная реакция 

вегетативной нервной системы на стресс. 

2. Применение методики магнитной симпатокоррекции позволяет 

значительно увеличить регионарный кровоток за счет снижения 

активности симпатической нервной системы и ее вазопрессорного 

действия. Улучшение мозгового кровообращения обуславливает 

умеренное повышение биоэлектрической активности мозга. 

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ 

МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕЛКА В МОЧЕ 

А.М. Миннирахимова, М. И.Солдаткина 

Научные руководители: преподаватели специальных медицинских 

дисциплин Полотнянко Л.И., Тагирова Т.А. 

Ульяновский фармацевтический колледж, г. Ульяновск 

Определение белка в моче составляет до 20% всех общеклинических 

лабораторных исследований, а в лабораториях Ульяновской области – 48 

%, что связано с большой диагностической ценностью этого исследования 

для диагностики заболеваний почек, мочевыводящих путей, диабетической 

нефропатии и др. 

Цель исследования: сравнить характеристики количественных 

методов определения белка в моче. 

144


В период с апреля по ноябрь 2010 г. исследовано 50 проб мочи 

больных, находившихся на лечении в УОКБ №1, отобранных методом 

свободной выборки. В каждой пробе определялись физические свойства и 

содержание белка, сначала качественно (пробой Геллера), а затем – 

количественно. Количественное определение содержание белка в моче 

проводилось двумя методами: методом с пирогаллоловым красным – 

набором «Белок - ПГК - НОВО», фирмы «Вектор-бест»; методом с 

сульфосалициловой кислотой – набором «Белок - ССК- НОВО», этой же 

фирмы. Каждая проба мочи исследовалась параллельно двумя методами. 

В 31 пробе (62% испытуемых проб) белок не обнаружен. 

Из 19 проб мочи, в которых обнаружен белок, в 12 пробах моча 

прозрачная. 7 проб мочи – мутные (14 % от испытуемых проб). 

Содержание белка в прозрачных пробах мочи, выявленное методом с 

ССК и с ПГК по сравнению с нормами для этих методов, существенно не 

отличалось. 

Перед исследованием мутных проб мочи каждая из них была 

разделена на 2 части, одна из которых профильтрована по 

унифицированной методике. 

При исследовании нефильтрованной мутной мочи во всех пробах 

содержание белка превышало нормы при исследовании тем и другим 

методом. 

При исследовании фильтрованной мочи в 2 х пробах (28,5% от 

количества проб, подвергнутых фильтрованию) выявлено превышение 

норм при исследовании методом с ССК и с ПГК. В 5 пробах (57,1%) 

обнаружено превышение норм только при исследовании методом с ПГК. В 

одной пробе (14,4%) в профильтрованной моче обоими методами 

обнаружен белок в количестве, не превышающем нормы. 

На следующем этапе проанализировали стоимость анализов при 

использовании этих методов. 

Установили, что стоимость одного анализа с ПГК при использовании 

фотоэлектроколориметра в 4 раза больше чем с ССК. В то же время, если 

использовать полуавтоматический анализатор «Белур», стоимость 

оказывает сопоставимой: 40 копеек и 53 копейки. 

145



КОМПЛЕКСНАЯ ДИАГНОСТИКА ПЕРВИЧНОЙ 

ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ 

Н.Р. Лопатинская, А.А. Сагайдачный* 

Научные руководители: д.м.н., профессор Каменских Т.Г., 

д.ф.-м.н., профессор Усанов Д.А.* 



*Саратовский государственный университет 

имени Н.Г. Чернышевского, г. Саратов 

Значительная роль в патогенезе первичной открытоугольной 

глаукомы (ПОУГ) принадлежит нарушению глазной гемодинамики, 

ведущей к ишемии глазного яблока. В свою очередь ишемия приводит к 

понижению температуры и морфофункциональным изменениям как 

заднего, так и переднего отрезка глаза. 

Цель работы – провести сравнительный анализ результатов 

дистанционной термографии, ультразвуковой допплерографии и 

зрачковых реакций у больных с первичной открытоугольной глаукомой на 

различных стадиях заболевания при компенсированном внутриглазном 

давлении. 

Материалы и методы. Было обследовано 129 пациентов (216 глаз) 

с установленным диагнозом ПОУГ на различной стадии заболевания 

(основная группа) с нормализованным внутриглазным давлением: с I 

стадией – 56 глаз, со II стадией – 55 глаз, с III стадией – 55 глаз, с IV 

стадией – 50 глаз. В качестве контрольной группы взяты пациенты с 

начальной и незрелой возрастной катарактой – 30 пациентов (52 глаза). 

Половая и возрастная структура обследованных групп была сходной. Всем 

пациентам проводилась ультразвуковая допплерография, 

термографическое исследование на тепловизионной камере фирмы FLIR, а 

также исследование зрачковых реакций с помощью программного 

комплекса ATest. 

Результаты и обсуждение. Зарегистрировано достоверное снижение 

средней температуры открытой глазной щели от I к IV стадии ПОУГ 

(p


Выводы. Данные дистанционной термографии, ультразвуковой 

допплерографии, видеорегистрации зрачковых реакций могут быть 

использованы для мониторинга состояния органа зрения у больных с 

первичной открытоугольной глаукомой. 

ДИАГНОСТИКА ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА 

СОМАТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ 

В.А. Федорова 

Научный руководитель: доцент Добро Л. Ф. 

Кубанский Государственный университет, г. Краснодар 

Исследованиями доказано – занятия физическими упражнениями 

являются сильным профилактическим и лечебным фактором. 

Нерациональное применение физических упражнений наносит 

значительный вред организму. Во избежании этого должен 

осуществляться врачебный контроль и самоконтроль. В России впервые в 

мире врачебные наблюдения стали обязательным для всех 

физкультурников и спортсменов. Основная цель врачебного контроля – 

содействие эффективному использованию средств и методов физического 

воспитания для укрепления здоровья. Задача врачебного контроля: 

наблюдение за состоянием здоровья, физическим развитием и 

работоспособностью. Врачебные обследования лиц делится на первичные, 

повторные и дополнительные. Осуществляется и оценка физического 

развития спортсменов. Она определяется эндогенными, экзогенными и 

факторами. Изучение индивидуального физического развития ведётся 

путём расчёта различных морфологических показателей. Основные 

методы исследования физического развития: соматоскопия и 

антропометрия. Наряду с ними применяются фотографический метод, 

рентгенография, измерение форм человеческого тела при помощи 

специальных приборов. Комплексный анализ данных врачебного 

обследования позволяет объективно оценить готовность организма 

спортсмена к тренировкам. По результатам тестирования определяют 

функциональное состояние организма в целом. В основе оценки 

физического развития лежат параметры росто – весовых показателей, а 

также степень развития функциональных способностей организма. 

Кроме врачебного контроля спортсмен должен осуществлять 

самоконтроль для правильной оценки эффективности занятий спортом. 

Самоконтроль является дополнением к врачебному контролю. 

Рекомендуется вести дневник самоконтроля, где спортсмен будет вести 

учет показателей своего здоровья, физического развития. Самоконтроль 

147



включает оценку самочувствия, активности; оценку переносимости 

тренировочных нагрузок. 

Целью работы являлось диагностика влияния физических нагрузок 

на организм человека. В результате был сделан вывод: регулярно 

проводимый самоконтроль помогает анализировать влияние физических 

нагрузок на организм и равномерно распределять их объем, что 

способствует росту результатов и мастерства занимающихся. 

КЛИНИКО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОТОВОЙ 

ЖИДКОСТИ ПРИ КАРИЕСЕ ПО ДАННЫМ МОНИТОРИНГА 

Ю.Н. Артеменко, Н.В. Булкина, А.Ю. Кропотина, 

С.В. Парфенова, В.М. Моргунова, Н.А. Вулах 



Введение. Проблема кариеса зубов остается одной из центральных 

проблем в стоматологии, несмотря на огромные успехи, достигнутые в 

теоретическом, лечебном и профилактическом аспектах этого заболевания. 

Однако многие вопросы, связанные с биохимическими механизмами его 

возникновения, изучены недостаточно. 

Важной задачей являются профилактические мероприятия в 

молодом возрасте. Многие ученые обращают внимание на анализ 

негативных последствий стресса, вызванного учебой, которая для 

молодых людей является основным видом деятельности [1, 2]. Постоянные 

нагрузки, хроническое эмоциональное напряжение, нерегулярное питание 

могут привести к изменениям неспецифической резистентности организма, 

нарушению функции внутренних органов, изменению состава и свойств 

ротовой жидкости, прогрессивному развитию стоматологических 

заболеваний [3, 4]. 

Являясь обменной средой для твердых и мягких тканей полости 

рта, слюна содержит биологически активные вещества, в частности 

пептиды, белки, гормоны, ферменты, макро- и микроэлементы и т.д. [5]. 

Слюна самым тесным образом связана с проницаемостью эмали для 

минеральных и некоторых других веществ. 

Задачи нашего исследования входило изучение структурных 

свойств ротовой жидкости лиц с кариесом при различной степени 

поражения. Мы проводили мониторинг данных анкетирования студентов, 

объективного обследования полости рта и биохимических показателей 

ротовой жидкости. 

148


Целью работы было определение изменчивости показателей 

ротовой жидкости в зависимости от времени года, выявление наиболее 

значимых для ротовой жидкости показателей при различной степени 

интенсивности кариозного процесса, а также установление 

корреляционной связи между данными показателями. 

Методы. Материалом для исследования служила ротовая жидкость 

студентов 1 курса стоматологического факультета, полученная методом 

сплевывания в стеклянные пробирки утром в период с 8 до 9 часов через 

1-1,5 часа после чистки зубов. В исследовании приняли участие 114 

студентов, разделенных на 4 группы по значению индекса КПУ. 

Обследование полости рта и определение биохимических показателей 

ротовой жидкости проводили дважды: весной и осенью. Первую группу 

(группу контроля) составили студенты с КПУ=0 - 10 человек весной и 10 

человек осенью, вторую группу – с компенсированной формой кариозного 

процесса - 20 человек весной (КПУ=3,26+1,55) и 20 человек осенью 

(КПУ=2,68+1,67), третью группу – с субкомпенсированной формой 

кариеса – 16 человек весной (КПУ=7,5+0,5) и 16 человек осенью 

(КПУ=7,8+0,4), в четвертой группе – с декомпенсированной формой 

кариозного процесса – выявлено 10 человек (КПУ=11), которые также 

были обследованы дважды: весной и осенью. 

Обследование складывалось из учета данных анамнеза, 

объективного обследования полости рта с определением гигиенических 

индексов. 

При клиническом осмотре отмечали зубную формулу, состояние 

СОПР, мягкий зубной налет, над- и поддесневые зубные отложения, 

наличие/отсутствие аномалий зубов и прикуса. 

Для объективной оценки гигиенического состояния полости рта в 

процессе наблюдения использовали следующие тесты: 

определение гигиенического индекса (J.C. Greene, R.L. Vermillon, 

1964); 

папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (PMA, C. Parma, 

1960); 

пародонтальный индекс (ПИ, A.L. Russel, 1956); 

индекс интенсивности поражения зубов кариозным процессом – 

КПУ (Т.Ф.Виноградова, 1972). 

Собранная ротовая жидкость в количестве 2-3 мл использовалась 

для определения неорганического фосфора, кальция, рН, общего белка, 

глюкозы, лактата, щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и α- 

амилазы. Данная часть исследования проводилась с помощью готового 

набора химических реагентов и биохимического анализатора Hospitex 

(Швейцария), рН ротовой жидкости определяли с помощью лабораторного 

рН – метра. Для получения разведений химических реактивов и образцов 

ротовой жидкости использовали бидистиллированную воду [6]. 

149



Результаты. Нами выполнено 765 анализов, проведена 

статистическая обработка полученных данных, и согласно полученным 

нами данным отмечается тенденция к повышению содержания в ротовой 

жидкости кальция, фосфора, глюкозы, лактата, повышению активности 

фермента щелочной фосфатазы при повышении индекса КПУ. К тому же, 

отмечено параллельное снижение содержания кальция и фосфора осенью 

по отношению к их показателям весной. Однако в 4 исследуемой группе 

данные показатели ниже, чем в первых трех группах, что может быть 

связано, скорее, с истощением резервных сил организма на фоне 

интенсивно протекающей деминерализации и увеличением количества 

пораженных зубов, хотя сезонное снижение содержания кальция и 

фосфора также прослеживается. Отмечена тенденция к снижению 

активности фермента лактатдегидрогеназы осенью по сравнению с ее 

активностью весной. 

Значительных различий между рН ротовой жидкости в 

контрольной и исследуемых группах, а также его сезонных колебаний, не 

было. Диапазон значений рН составил 7,0 – 7,5. 

При анализе анкетных данных мы отметили, что в группе 

сравнения с КПУ=0 никто из студентов не проживает в г. Саратове больше 

полугода, тогда как в группе с компенсированной формой кариеса часть 

студентов, а в группе с субкомпенсированной формой - все студенты 

проживают в г. Саратове с рождения, то есть эти данные можно связать с 

низким (ниже 0,5 мг/л) содержанием фтора в питьевой воде. 

Неблагоприятным фактором в группах с компенсированной и 

субкомпенсированной формами кариеса является посещение стоматолога в 

случае необходимости, преобладание круговых движений во время чистки 

зубов, и студенты данной группы не используют дополнительные средства 

гигиенического ухода за полостью рта (зубные эликсиры и 

ополаскиватели). В группе с декомпенсированной формой кариозного 

процесса отмечено частое употребление сладкого и газированных 

напитков. 

Заключение. Таким образом, анализ кариозного процесса на ранних 

этапах позволил отобрать информативные биохимические параметры, 

выявить особенности метаболических изменений в ротовой жидкости, что 

важно именно в начальной стадии процесса, т.к. клинические проявления 

на данном этапе могут быть слабо выражены. Предложенный комплекс 

биохимического исследования ротовой жидкости у больных кариесом 

может быть использован для более точной диагностики, прогнозирования 

течения заболевания, позволяет выделить группы диспансерного 

наблюдения и разработать индивидуальные программы профилактики 

кариеса зубов. 

150



1. Фаустов А.С., Щербатых Ю.В. Коррекция уровня 

экзаменационного стресса у студентов как фактор улучшения их здоровья 

/А.С. Фаустов, Ю.В. Анисимова И.В., Галиулина М.В., Ганзина И.В., 

Курочкин К.А., Леонтьев В.К., Чесноков В.А. Структурные свойства 

смешанной слюны у лиц с разными уровнями резистентности зубов к 

кариесу /И.В. Анисимова, М.В. Галиулина, И.В. Ганзина, К.А. Курочкин, 

В.К. Леонтьев //Стоматология. - 2005. - № 4.- С. 8-10. 

2. Боровский Е.В. Клинико-морфологическая характеристика кариеса 

эмали /Е.В. Боровский //Клиническая стоматология. - 2005. - № 4 (36). - 

С. 65-69. 

3. Григорьев И.В., Николаева Л.В., Артамонов И.Д. Белковый состав 

слюны человека на фоне различных психоэмоциональных состояний /И.В. 

Григорьев, Л.В. Николаева, И.Д. Артамонов //Биохимия. - 2003. - Т. 68, № 

4. -С. 501-503. 

4. Пожарицкая М.М. Роль слюны в физиологии и развитии 

патологического процесса твердых и мягких тканей полости рта. 

Ксеростомия. Стимуляция слюноотделения /М.М. Пожарицкая 

//Клиническая стоматология. – 2005. - № 3. - С. 42-45. 

5. Улитовский С.Б., Калинина О.В. Сравнительные исследования 

очищающего действия мануальных и батареечных зубных щеток на 

примере изменения состояния гигиены полости рта студентов /С.Б. 

Улитовский, О.В. Калинина //Новое в стоматологии. - 2006. - № 1 (133). - 

С. 56-58. 

6. Клиническая биохимия /Под ред. Ткачука В.А. М: ГЭОТАР – МЕД 

2002: С. 64-65. 

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕСТНОГО ЛЕЧЕНИЯ ГНОЙНЫХ РАН 

(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) 

А.В. Чердаков 

Научный руководитель: д.м.н., профессор Гусейнов А.З. 

Медицинский институт 

Тульского государственного университета, г. Тула 

Лечение гнойных ран остается на сегодняшний день одной из 

актуальных проблем в хирургии. 

Эксперименты in vivo выполнены на 120 белых крысах-самцах. 

Животные были разделены на 4 серии. В 1-й серии (30 животных) 

151



проводилась лишь динамическая оценка течения раневого процесса. Во 2-й 

серии (30 животных) применялась официнальная мазь Левомеколь. В 3-й 

серии (30 животных) использовалось раневое покрытие Ресорб. В 4-й 

серии экспериментов (30 животных) применялось раневое покрытие 

Биатравм. Течение раневого процесса у экспериментальных животных 

оценивали по внешним клиническим признакам, планиметрическим, 

цитологическим и гистологическим методами. Полученные данные были 

обработаны статистически на ЭВМ. Применение раневого покрытия 

Ресорб способствовало сокращению основных фаз течения раневого 

процесса в 1,3-2,0 (1,7±0,2) раза в сравнении с лечением официнальной 

мазью Левомеколь. Раневое покрытие Биатравм ускоряло течение всех фаз 

течения раневого процесса в 1,3–2,3 (1,8±0,2) раза по сравнению с 

применением мази Левомеколь. Однако при сравнении раневых покрытий 

Ресорб и Биатравм, достоверных различий в сроках нами выявлено не 

было. Полученные данные планиметрического исследования 

подтверждают эффективность раневого покрытия Ресорб и Биатравм в 

лечении гнойных ран по сравнению с официнальной мазью Левомеколь. 

Цитологические исследования показали, что в серии животных без лечения 

и контрольной серии животных, пролеченных мазью Левомеколь, 

отмечено длительное купирование воспаления, и замедление процессов 

репарации. При использовании раневого покрытия Ресорб цитологическая 

картина характеризовалась быстрым купированием воспаления и 

нарастанием регенераторных процессов. При использовании же раневого 

покрытия Биатравм в ранах также наблюдалось активное купирование 

воспаления с последующим быстрым нарастанием регенераторных 

процессов. Проведенные нами гистологические исследования показали, 

что в опытных сериях животных при лечении Биатравмом и Ресорбом к 

10-м – 14-м суткам явно заметны признаки фазы реорганизации рубца и 

эпителия. 

Таким образом, приведенные результаты собственных 

исследований на модели полнослойной гнойной раны подтверждают 

высокую эффективность исследуемых раневых покрытий Биатравм и 

Ресорб. 

152


ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ГЕМОГРАММ В ЗАВИСИМОСТИ 

ОТ ВОЗРАСТА 

О.М. Арцыбашева 

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент Онищук С.А. 

Кубанский государственный университет, г. Краснодар 

Клинический анализ крови, бесспорно, является одним из 

эффективнейших методов «скринингового» обследования, однако при 

обработке и анализе массива гемограмм возможны ошибки. Применение 

методов информационных технологий может существенно упростить 

стоящую перед профпатологами задачу, так как общий анализ крови 

обладает ценой клинической информацией, для извлечения которой 

требуются современные высокотехнологические подходы. Одним из таких 

способов получения новой информации является использование метода 

вероятностной диагностики, один из вариантов массовой диагностики по 

общему анализу крови [1] и факторный анализ, выявляющий группу 

факторов, влияющих на соотношение и степень сопряженности 

показателей морфологического состава крови. 

Данные нескольких тысяч пациентов, представленные в виде 

таблицы, обрабатываются за несколько секунд. Но работа с табличными 

приложениями для медицинских работников существенно отличается от 

привычного способа работы с документами. Кроме того, представление 

медицинских документов в виде таблиц имеет низкую эффективность 

использования дискового пространства. Поэтому врачу психологически 

легче перейти от бумажной истории болезни к ее компьютерному аналогу, 

который выполнен в виде электронных документов. Однако и объектноориентированные 

системы управления базой данных (СУБД) имеют свои 

недостатки, главный из которых – низкая эффективность в решении 

некоторых смежных для медицинской области задач, таких как статистика, 

бухгалтерия и некоторых других. 

Это же является проблемой и для вероятностной диагностики. Для 

того чтобы провести скрининговое распознавание нозологических единиц 

по результатам общего анализа крови и получение информации о 

характере и частоте распределения патологии крови в популяции, 

необходимо проделать большую техническую предварительную работу по 

переводу информации о пациентах из формата объектно-ориентированного 

в табличный 

Поэтому целесообразно в качестве объектно-ориентированной БД 

использовать документно-ориентированную СУБД, т.к. это позволяет 

153



значительно сократить время на разработку за счет использования готовых 

компонентов и повысить ее надежность. Таким образом, при выборе СУБД 

необходимо применять объектно-реляционный подход [3]. Однако по 

мнению ряда авторов, медицина является плохо структурированной и 

трудно формализуемой предметной областью [4 - 7]. 

Целью данной работы был анализ результатов гематологических 

тестов 7954 лиц обоего пола в возрасте от 18 до 80 лет, полученные при 

диспансеризации населения г. Краснодара в апреле 2008 г, а так же 

выявление основных факторов, воздействующих на состав крови человека 

в зависимости от возраста. Исследование венозной крови осуществлялось 

на базе Краснодарского консультативно-диагностического центра с 

использованием гематологического анализатора Sysmex XE-2100. 

Для решения поставленных задач была предварительно переведена 

информация о пациентах в табличный формат из объектноориентированного. 

Далее все 7954 гемограммы были исследованы 

методом вероятностной диагностики. Программа за несколько секунд 

сопоставила показатели крови всех обследованных и выявила вероятность 

наличия патологии эритропоэза у каждого. Диагноз считался 

установленным, если его итоговая вероятность составляла более 50%. 

Согласно результатам анализа “здоровыми” были признаны 

программой 28% популяции, сдавшей общий анализ крови при 

профилактическом обследовании населения. Очевидно, что на основании 

этих данных можно лишь утверждать о том, что у обследованного нет 

гематологической патологии. 

У 41% общей выборки установлен диагноз латентный дефицит 

железа (ЛДЖ), у 22% анемия хронических заболеваний (АХЗ), у 2,3% 

железодефицитная анемия (ЖДА), у 0,9% миелодиспластический синдром 

(МДС), у 0,01% дефицит витамина В 12 (ВДА). С признаками гемобластозов 

(ГБ) выявлено 139 человек, то есть 3,7% от общего числа обследуемых. 

Данный контингент помимо исследования традиционных биохимических 

маркеров нуждается в анализе костномозгового пункта. Диагноз считался 

неустановленным у 1,35% общей выборки, так как по всем 

верифицируемым нозологическим единицам вероятность наличия 

составила менее 50%. 

Затем результаты около 8 тыс. гемограмм были подвергнуты 

факторному анализу. На первом этапе, среди общей выборки методом 

вероятностной диагностики [1, 2] были выделены около 3 тыс. гемограмм, 

относящихся к здоровым людям. На втором этапе, отобранные ранее 

гемограммы были разделены по возрастному признаку, причем интервалы 

между анализируемыми группами составляли десять лет. В заключение 

каждая группа была подвергнута факторному анализу с помощью 

программы Statistica 6.0. 

154


Было установлено, что имеют место четыре фактора, оказывающие 

воздействие на морфологический состав крови в зависимости от возраста. 

При этом наибольшее влияние оказывает фактор F1, охватывающий 37,6% 

вклада общей дисперсии. Представленная на рис. 1 зависимость 

корреляции между фактором F1 и количеством тромбоцитов показывает, 

что исследуемый фактор в промежутке от 12 до 25 лет влияет на 

увеличение, а в интервале 26-95 лет на уменьшение содержании 

тромбоцитов. 

Рис. 1. Взаимосвязь между фактором F1 и количеством тромбоцитов 

в зависимости от возраста 

Интересно отметить, что возраст около 25 лет является 

переломным в отношении влияния F1 на содержание основных фракций 

лейкоцитов. Рис.2 демонстрирует, что в интервале 12-25 лет, чем больше 

влияние фактора F1,тем меньше количество лимфоцитов, а в диапазоне 26- 

95 лет под влиянием данного фактора содержание лимфоцитов возрастает 

и флуктуирует в неком диапазоне значений. Что касается содержания 

нейтрофилов, то здесь взаимосвязь между F1и NEUT% зеркальная F1 и 

LYMPH%. 

Анализируя выше представленные данные, мы пришли к выводу, 

что F1 можно интерпретировать как фактор адаптационной реакции 

костного мозга на раздражение (анатомическая недостаточность 

гемопоэза). Так известно, что количество клеток красного костного мозга 

снижается в течение первых 25-30 лет жизни на 50%, затем 

стабилизируется на таком уровне до 70 лет, а в последующие 10 лет 

снижается еще на 40%. Предполагается, что эти изменения связаны не с 

155



уменьшением скорости продукции гемопоэтических клеток, а с 

увеличением доли жировой ткани в костном мозге. 

В свою очередь гипоплазия кроветворения, в частности, 

проявляется пониженной способностью продуцировать клетки 

гранулоцитарного ряда (нейтрофилы) и образовывать тромбоциты. 

Соотношение между нейтрофилами и лимфоцитами сдвигается в сторону 

преобладания последних, что связано с преимущественным уменьшением 

с возрастом 

Рис. 2. Взаимосвязь между фактором F1 и относительным количеством лимфоцитов, а 

также нейтрофилов в зависимости от возраста 

гранулоцитарного резерва красного костного мозга. В целом, 

отметим, что полученные нами данные соответствуют общепринятой 

точке зрения о проявлении основных гериатрических изменений в 

функциональном состоянии гемопоэза уже в возрасте 25-30 лет. 

Таким образом, представленная информационная технология 

оказалась достаточно эффективной для выявления, классификации и 

структуризации заболеваний гематологического профиля в популяции. На 

основании полученных данных можно сделать вывод о чрезвычайно 

широкой распространенности патологии эритропоэза в популяции, что 

диктует необходимость повсеместной диспансеризации населения, а также 

внедрения гематологических анализаторов в рутинную лабораторную 

практику. Представленная информационная технология делает 

скрининговые исследования на основе общего анализа крови более 

эффективными. 

Однако выявление большинства анемических состояний по общему 

анализу крови затруднено. Как правило, для выявления таких 

156


нозологических единиц как ЛДЖ, ЖДА, АХЗ, ВДА, МДС требуется анализ 

обмена железа и других метаболитов. Для верификации ГБ требуется 

костномозговая пункция. На основании ретикулоцитарных и 

эритроцитарных индексов достаточно просто предположить дефицит 

железа. Тем не менее, метод вероятностной диагностики с более 90% 

указывает на возможность наличия той или иной патологии эритропоэза. 


1. Салтанович И.М., Арцыбашева О.М., Барановская И.Б., 

Онищук С.А. Возможности скринингового обследования населения 

методом вероятностной диагностики. Тезисы докладов XXXVII научной 

конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального 

округа. Краснодар: КГУФКСТ, 2010. Ч. 3. С. 203. 

2. Арцыбашева О.М., Барановская И.Б., Онищук С.А., 

Салтанович И.М. Использование вероятностной диагностики при 

скрининговом обследовании населения. Сборник научных трудов по 

материалам международной научно-практической конференции 

«Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, 

производстве и образовании 2009». Т.25. Биология, Медицина, 

ветеринария и фармацевтика, Сельское хозяйство. Одесса: Черноморье, 

2009. С.27-30. 

3. Гусев А. В. Моделирование и оценка эффективности 

функционирования медицинской информационной системы. Диссертация 

на соискание ученой степени кандидата технических наук. Петрозаводск, 

2004. 144 с. 

4. Ильмаст А.В., Марусенко К.М., Моисеев Е.В. Опыт создания 

АСУ «ЛПУ». //Медицинский академический журнал.– 2002.– Том 2. – 

С. 73-74. 

5. Никушкин Е. В., Тарасов В. В., Антонов Р. В., Дзюбина О. В. 

Автоматизированный заказ лабораторных исследований //Кремлевская 

медицина. Клинический вестник. – 1998. – № 4. – С.22-28. 

6. Thomas B. Michael, Lin Nan, Beck H. Howard. A Database Model 

for Integrating and Facilitating Collaborative Ethnomedicinal Research. 

//Pharmaceutical Biology. – 2001. – V.39. – P.41-52. 

7. Watzlaf Valerie J.M., Shutz William, Zeng Xiaoming, Bui Sam. 

The Disability Assessment Database Model. //The Health Inform Manage. – 

2000. – 21(1). – P.55-69. 

157



ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ 

НЕВРОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ 

А.А. Индюхин, А.А. Градович, А.В. Баталина, А.В. Краснова 



Клиническая практика показывает, что диагностика 

неврологических и сенсорных расстройств, оценка степени выраженности 

и перспектив их лечения возможны только с привлечением 

нейрофизиологических исследований. В качестве электрофизиологических 

маркеров (ЭМ) различных неврологических нарушений (зрения, слуха, 

минимальной мозговой дисфункции) предлагается использовать 

количественные показатели синхронизации биоэлектрических сигналов, 

регистрируемых с различных участков коры головного мозга – уровень 

синхронизации (УС) и частоту синхронизации (ЧС). Они определяются: 

УС – как отношение уровня постоянной составляющей произведения двух 

сигналов к максимальному значению этого произведения на заданном 

временном интервале; ЧС – как доминирующая частота в произведении 

двух сигналов, на которую автоматически настраивается 

фазочувствительный фильтр. Для повышения информативности 

показателей они определяются раздельно для стандартных частотных 

диапазонов – альфа, бета и т.д. 

Разрабатываемая экспертная система (ЭС) должна существовать в 

двух модификациях – на универсальном компьютере, когда 

обрабатывается массив данных ЭЭГ пациентов с известным диагнозом, и в 

составе биотехнической системы (БТС) диагностики, когда пациенты 

обследуются в «полевых» условиях и необходимо выявить наличие 

неврологических нарушений. 

В первом случае предусматривается ввод диагноза, просмотр и 

выбор участка записи для анализа, отбраковка артефактных каналов, 

картирование просмотренных пар отведений, расчет дескриптивных 

статистик, поиск ЭМ по непараметрическим критериям и отображение их 

топографии на скальпе. Результаты работы ЭС (маркирующие показатели 

УС и ЧС для различных нарушений, их статистические характеристики) 

вводятся в память БТС и используются при обследовании. 

Во втором случае у пациента определяются не все возможные 

показатели УС и ЧС, а только соответствующие ЭМ, что значительно 

сокращает время обследования. При этом ЭС выполняет другие функции – 

по рассчитанным показателям она относит пациента к одной из 

оговоренных групп нарушений, оценивая по известным статистическим 

показателям вероятность диагноза. С учетом законов распределения 

показателей в известных группах проводится оценка возможного прогноза 

158


для конкретного пациента в зависимости от того, насколько далеки его 

показатели от нормы, и соотношения количества выявленных у него ЭМ 

неврологических нарушений. 

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ КОГНИТИВНЫХ 

РЕАКЦИЙ 

А.А. Индюхин, Л.В. Козлова, Н.М. Губинова 



Одна из древнейших (в филогенетическом плане) функциональных 

систем человека – система устного счета. В отличие от животных, у 

человека она опирается на вторую сигнальную систему и неразрывно 

связана с произнесением слов «один» (вариант – «раз»), «два», «три», 

«четыре»… Слова могут произноситься вслух, но даже при мысленном 

проговаривании в моторном центре речи формируются команды 

артикуляционному аппарату. Данные рассуждения не попытка вернуться к 

оставшемуся в прошлом поиску в сигналах электроэнцефалограммы (ЭЭГ) 

конкретных слов, а предложение проанализировать то, что останется от 

ЭЭГ, если из нее убрать доминирующий ритм. 

Для решения поставленной задачи разработана математическая 

модель фазочувствительного фильтра, автоматически настраивающегося 

на доминирующий ритм. Параметры фильтра по определенной методике 

выбираются таким образом, что доминирующий в ЭЭГ ритм проходит 

(после окончания настройки) на выход без фазовых (и амплитудных) 

искажений. Вычитая сигнал фильтра из исходного, можно «вырезать» из 

спектра ЭЭГ некую полосу (например, от 8 до 12 Гц). Когнитивный 

процесс, соответствующий опознанию стимула и моторной реакции на 

него, традиционно регистрируется электрофизиологической методикой 

Р300. Результат, получаемый усреднением нескольких десятков 

реализаций, дает характерные пики N200 (негативный пик) и Р300 

(положительный пик). Таким образом, заключительная фаза когнитивного 

процесса отображается волной с полупериодом 100 мс, т.е. с частотой 5 

Гц. И при подавлении основного ритма может быть зарегистрирована с 

одной реализации. Это уже показано в ряде работ. 

В нашем исследовании стояла задача оптимизации структуры 

фильтра с целью выделения из ЭЭГ наряду с когнитивной также и 

сенсорной составляющей, соответствующей отклику нервной системы на 

вспышку света. Оптимизация осуществлялась при подаче на вход системы 

тестового сигнала, соответствующего литературным данным по 

159



зрительному и когнитивному вызванным потенциалам. В пространстве 

параметров системы были выбраны такие, которые обеспечивают 

наивысшую точность выделения всех характерных пиков. 

Полученная структура системы регистрации открывает новые 

возможности и может быть использована для комплексных 

электрофизиологических и психофизиологических исследований, 

например, в «детекторе лжи». 

МЕЖПОЛУШАРНАЯ АСИММЕТРИЯ 

Ш.О. Изнуллаева 

Научный руководитель: Федорова Л.Н. 


«Лицей № 47», г. Саратов 

Межполушарная асимметрия (др.-греч. α- – «без» и συμμετρια – 

«соразмерность») – одна из фундаментальных закономерностей 

организации мозга: 

1. Моторная – например: ведущая рука, ведущий глаз. 

2. Психологическая – виды мышления одновременно-визуальный 

и линейно-последовательный. 

Виды мышления: 

1. Линейно-последовательный – несколько мыслей могут быть 

обработаны одновременно, способны быстро переключаться между 

задачами. 

2. Одновременно-визуальный – способность обрабатывать 

информацию, используя «анализ», который является методом решения 

проблемы, разделяя её на составляющие и анализируя каждую часть 

отдельно [1]. 

Зеркальные люди 

Левша́ – человек, предпочтительно пользующийся левой рукой 

вместо правой. 

Причины развития леворукости; 

1. Ген LRRTM1; 

2. Длительная (серьёзная) травма правой руки; 

3. Теория ультразвука; 



4. Тестостерон. 

Переучивать или нет? 

1. Ребенку, появившемуся на свет без особых проблем, до 1—1,5 

лет все равно, в какую руку брать предметы. 

2. Ребенок будет более сонным и вялым, будет стремиться 

больше спать. 

3. Появится нервное дрожание рук. 

4. Неуспеваемость. 

5. Из-за нервных стрессов и переутомления «скрытые» левши 

очень раздражительны при общении. 

«Исчезающие» левши (1% - 20-и летних, 2% - 50-и летних, 3% - 

80-и летних). 

Люди-левши, вероятнее всего, умирают от несчастных случаев в 

результате их «горя», которое делает их более неуклюжими и плохо 

обеспеченными, чтобы выжить в мире, предназначенном для правшей. 

«Неподходящие» орудия труда 

Множество компаний из «благих намерений» изготовили 

продукты, подходящие для левшей, но они всё ещё не в состоянии 

восполнить потребности левшей. 

Характер левши: 

1. дети-левши более эмоциональны, неуравновешенны, 

чувствительны к мнению близких, чем праворукие. 

2. У левшей позже развивается связная речь. В школе дети-левши, 

как правило, тугодумы. 

3. Они имеют ярко выраженные интересы и склонности, 

пристрастия к какому-нибудь хобби. 

4. Есть трудности овладения письмом и чтением. 

5. Обладают образной памятью, способностью длительное время 

сохранять впечатления и воспроизводить яркие воспоминания. 

6. Люди, которые пишут левой рукой, более застенчивы и 

стеснительны. 

7. Они чаще смущаются и не любят говорить о своих желаниях. 

К таким выводам пришли ученые из университета в Шотландии, 

которые провели эксперимент с участием 46 левшей и 66 правшей. 

8. Женщины-левши более робкие и скромные, нежели леворукие 

мужчины. 




9. Они труднее принимают решения и дольше сомневаются в 

правильности своих поступков. 

10. Левши более тревожны, замечают врачи, у них чаще случается 

нарушение сна, они более чувствительны к наркотикам и снотворным, 

обладают повышенной эмоциональностью. 

11. Левши видят мир по-другому, обнаруживая и переживая его 

другие грани и качества. 

Интересные факты: 

1. В 1984 году ЮНЕСКО ввело праздник − День Левшей − 13 

августа. 

2. Левши чаще рождаются во второй половине года, а реже всего 

весной. 

3. Левши под водой видят лучше, чем правши. 

4. Благодаря древним орудиям труда ученые доказали, что левши 

существовали еще 1,4 миллионов лет назад. 

5. В штате Западная Виржиния есть город Left Hand 

6. В фильме "Титаник" рисунок, изображающий Розу, был сделан 

самим Джеймсом Кэмероном. 

7. Свой знаменитый «Маленький шаг одного человека — 

и огромный шаг всего человечества» на Луну астронавт Нейл Армстронг 

сделал левой ногой. 

8. В Японии муж мог развестись с женой, узнав, что она — левша. 

9. 4 из 5 разработчиков Macintosh’а были левшами. 

10. В Москве левшей 3,5%, в Центральной России — 7%, а на 

Таймыре — 34%. 

11. Все кандидаты на президентских выборах 1992 года в США 

были левшами: Билл Клинтон, Росс Пэрот и Джордж Буш. 

12. Левша Леонардо да Винчи вел все свои записи справа налево, 

так что прочитать их можно было, поднеся к зеркалу. 

13. Заикание и дислексия (неспособность к чтению) чаще 

встречается у левшей. 

14. В Америке даже бытует мнение, что если левша вкрутил 

лампочку, то читать при таком свете гораздо приятнее. 

15. Среди мужчин левши встречаются чаще, чем среди женщин. 

16. Левши чаще получают травмы, с ними трудно фехтовать и 

боксировать – 40% золотых медалей в боксе завоевали леворукие. 



17. Левши чаще получают травмы, с ними трудно фехтовать и 

боксировать – 40% золотых медалей в боксе завоевали леворукие [2]. 

В МОУ «Лицей № 47» 32 человека левшей, многие из них хорошо 

учатся. 


1. Интернет-сайт: http://wikipedia.org/wiki 

2. Интернет-сайт: http://accounts.google.com 

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ 

ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯТОРА С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ 

СВЯЗЬЮ ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ОТСЛОЙКЕ СЕТЧАТКИ 

Е.И. Колбенев 

Научный руководитель: к.м.н., асс. Колбенев И.О. 



Цель исследования. Установить границы нормы зрительных 

вызванных потенциалов на электрическую стимуляцию и выявить степень 

отклонения от нормы при первичной отслойке сетчатке. 

Материал и методы. Было проведено обследование 13 здоровых 

человек (26глаз) и 5 человек (5глаз) с диагнозом первичная отслойка 

сетчатки. Всем больным с первичной отслойкой сетчатки проводили 

ультразвуковое исследование для уточнения локализации и высоты 

отслойки сетчатки. Так же им было проведено исследование зрительных 

вызванных потенциалов на вспышку с помощью аппарата нейро-МВП. 

Всем участникам исследования проводилась регистрация зрительных 

вызванных потенциалов на электрический стимул с помощью 

электростимулятора с обратной связью, разработанного клиникой глазных 

болезней СГМУ совместно с фирмой «Синкросс». В здоровых глазах 

проводилось исследование с последовательным увеличением силы тока 

стимуляции от 50 мкА до 200 мкА с шагом в 50мкА. 

Результаты. Было выявленно, что при последовательном увеличении 

силы тока стимуляции, амплитуда регистрируемых вызванных 

потенциалов увеличивается до определенного момента. При достижении 

силы тока в 100 мкА дальнейшее увеличение амплитуды ЗВП на 

электрический стимул не происходило. Именно на силе тока в 100 мкА 




регистрировались стабильные величины имплитуды ЗВП с латентностью 

от 60мс до 90мс. При этом значение амплитуды у здоровых лиц колебалось 

в диапазоне от 14 мкВ до 17 мкВ. Исходя из этого, пациентам с первичной 

отслойкой сетчатки исследования проводились с силой тока 100 мкА. Во 

всех исследуемых глазах с отслойкой сетчатки наблюдалось снижение 

амплитуды ЗВП на электрический импульс. Степень снижения амплитуды 

коррелировала с величиной отслойки сетчатки. При этом при 

исследовании ЗВП на вспышку глаз с отслойкой сетчатки снижение 

амплитуда ЗВП выявлено не было. 

Выводы. Определены нормальные показатели ЗВП на электрический 

стимул. Предложенный метод регистрации ЗВП на электрический стимул 

является дополнительным диагностическим критерием при первичной 

отслойке сетчатки. 

АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ГЛАЗНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ С ПОМОЩЬЮ 

МЕТОДОВ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ 

Р.В. Калмыков*, М.К. Калмыкова** 

Научный руководитель: Каменских Т.Г. * 


имени Разумовского В.И. г. Саратов 

**Саратовский государственный технический университет 


В последние годы в число наиболее актуальных проблем 

современной медицины вошло установление связи между воздействием 

факторов окружающей среды и здоровьем человека. 

Целью настоящего исследования стал анализ структуры глазных 

патологий населения промышленного города, а также выявление 

взаимосвязи заболеваемости с качеством атмосферного воздуха с 

использованием методов геоинформационного картографирования. В 

качестве модельного полигона была выбрана территория Вольского района 

Саратовской области. Основой социально-экономического развития 

Вольска явилась цементная промышленность. 

В результате анализа частоты заболеваний органа зрения населения 

района (96 000 чел.) за последние два года было выявлено 4 568 больных с 

глазной патологией. Показатель заболеваемости составил 52 ‰. Анализ 

структуры глазной патологии показал превалирование больных с 

аномалиями рефракции (28,3 %), заболеваниями хрусталика (18,7 %) и 

глаукомой (11,7 %). 



Отмечается преобладание среди заболевших людей, проживающих 

в непосредственной близости к промышленной зоне, где показатель 

заболеваемости составил 89,7 ‰. Более подробный анализ структуры 

патологий органа зрения населения, проживающего в окрестностях 

цементного завода, по отдельным нозологическим группам показал, что 

первое место занимают аномалии рефракции (18,0 %), второе – 

заболевания хрусталика (12,7 %), третье – болезни конъюнктивы (11,2 %). 

С помощью программного пакета MapInfo была проведена 

географическая интерпретация имеющихся медико-статистических 

данных, а также их сравнение с картой-схемой распространения пылевых 

выбросов. Многолетний климатический режим в районе Вольска 

характеризуется преобладанием ветров западного и северного 

направления, которые гонят выбросы цементного завода через территорию 

промышленной площадки в сторону р. Волги и города. Осаждение 

загрязняющих веществ происходит в жилых микрорайонах, прилегающих 

к промышленной зоне («Маяк», «Большевик»). Запыленность 

атмосферного воздуха обусловила развитие у населения патологий 

конъюнктивы (конъюнктивит различной этиологии, 

блефароконъюнктивит), а также синдрома сухого глаза. 




9. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ 



СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ 

ДИСПЛАЗИИ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА 

А.А. Милютина, А.Н. Степанова 

Научный руководитель: профессор Хафизов Р.Г. 

Марийский государственный технический университет, 

Республика Марий Эл, г. Йошкар Ола 

Автоматизация процесса постановки диагноза с использованием 

компьютерной техники является актуальной задачей в сфере медицинской 

деятельности [1]. При этом важна высокая степень надежности, т.к. 

ошибки анализа заболеваний могут привести к сложным последствиям. 

Решение задачи приводит к формализации знаний квалифицированных 

специалистов, которых зачастую не хватает, и позволяет облегчить работу 

врачей. 

Важность изучения и ранней диагностики нейрогенных дисплазий 

плечевых суставов представляет несомненный интерес, так как 

неврологический дефицит вызывает изменение в мышечных, костнохрящевых 

и сухожильных структурах плечевого сустава [2]. 

Традиционным методом исследования плечевых суставов у детей 

остается рентгенологический. Однако он является наиболее 

информативным в возрасте после 3-х месяцев жизни. Кроме того, 

рентгенологический метод небезопасен ввиду ионизирующего излучения и 

не позволяет оценить хрящевые структуры, которыми в основном 

представлен плечевой сустав ребенка в первые месяцы жизни. 

В настоящее время наиболее объективным неинвазивным методом 

ранней диагностики дисплазии плечевых суставов является ультразвуковое 

исследование. Достоверными эхографическими признаками дисплазии 

плечевого сустава у детей 1 года жизни можно считать [2]: 

1) уменьшение размеров головки плеча на больной стороне по сравнению 

со здоровой; 

2) задержку появления ядра окостенения головки плечевой кости на 

стороне пареза верхней конечности; 

3) пониженную эхогенность, меньшие размеры и неоднородность 

структуры центра оссификации на пораженной стороне. 

Целью данной работы является разработка подхода к решению 

задачи автоматизации процесса выявления дисплазии плечевого сустава 

при ультразвуковом исследовании на базе методов контурного анализа 

изображений. 




Автоматизированное решение поставленной задачи с 

привлечением компьютерной техники требует разработки методов, 

алгоритмов и моделей для ЭВМ по следующим направлениям [3]: 

1) улучшение качества визуализации УЗ изображений 

(контрастирования, удаления шумов, подчеркивания контуров и т.д.); 

2) локализация исследуемых объектов на УЗ изображении; 

3) отслеживание изменения состояния выделенного объекта на 

УЗ изображении в динамике; 

4) компьютерный анализ УЗ изображений. 

В настоящее время разработано много специализированных 

аппаратных и аппаратно-программных ультразвуковых комплексов, 

направленных на решение данных задач. Однако основная цель данных 

комплексов – повышение качества визуализации ультразвуковых 

изображений, приведение их к виду, более удобному для последующей 

обработки врачом. Осуществление исследования при использовании 

данных комплексов происходит по следующей схеме (рис 1) [3]. 

Поиск врачом 

с помощью 

УЗИ-сканера 

исследуемого 

объекта 

1 2 3 4 

Заморозка Выполнение врачом 

Анализ 

врачом УЗИ необходимых 

выполненных 

изображения измерений. 

измерений 

Обнаружение паталогий 

Рис. 1. Схема осуществления ультразвукового исследования 

Этап 4 данной схемы, как правило, машинными комплексами в 

автоматизированном режиме, а этапы 1-3 выполняет врач-эксперт. При 

этом выполнение врачом третьего шага зачастую сопровождается 

ошибками, которые обусловлены большой зрительной нагрузкой на врача, 

достаточно малым процентом ультразвуковых изображений с наличием 

патологий по сравнению с изображениями без них, размытостью, 

нечеткостью и зашумленностью большинства ультразвуковых 

изображений [3]. 



Уровень 

человека 

Начало 

Поиск врачом 

с помощью 

УЗИ-сканера 

исследуемого 

объекта 

Заморозка 

изображения 

Проверка 

врачом 

правильности 

проведенных 


Проведение 


вручную 

Конец 

Уровень 

машины 

Локализация 

на изображении 

требуемого объекта 

Выполнение 

необходимых 


Система принятия 

решений. Анализ 

выполненных измерений 

и проверка согласованности 

Рис. 2. Схема осуществления исследования при автоматизации этапа 

локализации объекта и осуществления его измерений 

В связи с этим большую актуальность имеет автоматизация 

третьего этапа схемы на рис.1 на машинном уровне (рис. 2). При этом 

целью ставится не полная замена врача машиной, а организация их 

эффективного взаимодействия. Задача машины – предложить, подсказать 

вариант решения проблемы по обнаружению патологий направить 

деятельность врача в необходимое русло. В любом случае, окончательное 

решение принимается самим врачом. 

На рис. 3 представлены ультразвуковые изображения плечевых 

суставов трех разных пациентов. 

а б 

в г 




д е 

ж з 

Рис. 3. Пациент В: а – левый плечевой сустав, б – правый плечевой сустав; пациент Г: в 

– прямая проекция левого плечевого сустава, г – аксиальная проекция левого плечевого 

сустава, д – прямая проекция правого плечевого сустава, е – аксиальная проекция 

правого плечевого сустава; пациент Я: ж – левый плечевой сустав, з – правый плечевой 

сустав 

Была проведена локализация данных изображений, т.е. были 

выделены только области представляющие интерес, и с данных участков 

была устранена лишняя информация, не имеющая отношения к 

локализуемой области. Также в локализуемой области объекты, 

интересующие нас, были отделены с помощью контуров в программе 

Paint, которые были перекрашены в черный цвет для работы в 

NEWPOCOS. В итоге были получены следующие изображения: 

а 

б 

170


в 

г 

д 

e 

ж 

з 

Рис. 4. Пациент В: а – левый плечевой сустав, б – правый плечевой сустав; пациент Г: 

в – прямая проекция левого плечевого сустава, г – аксиальная проекция левого 

плечевого сустава, д – прямая проекция правого плечевого сустава, е – аксиальная 

проекция правого плечевого сустава; пациент Я: ж – левый плечевой сустав, 

з – правый плечевой сустав 

171



С помощью программы NEWPOCOS были получены следующие 

данные: 

Пациент В 

Поставленный диагноз – дисплазия левого плечевого сустава 

Левое плечо 

Верхняя Нижняя 

Расстояние Левая т. Правая т. Расстояние 

т т. 

73;32 117;183 157,3 52;117 162;97 111,8 

Правое плечо 



т т. 

84;25 92;197 172,2 42;111 146;111 104 

Ядро окостенения (площадь) 

Левый плечевой сустав-886 

Правый плечевой сустав-1667. 

Пациент Г 

Поставленный диагноз – норма 

Аксиальная проекция левого плеча 

Верхняя т Нижняя т. Расстояние Левая т. Правая т. Расстояние 

150;50 81;229 191,8 28;130 165;152 138,8 

Прямая проекция левого плеча 


15;71 164;238 223,8 70;154 190;121 124,5 

Аксиальная проекция правого плеча 


93;24 141;210 192,1 44;128 191;126 147 

Прямая проекция правого плеча 


54;47 150;247 221,8 70;165 185;128 120,8 

Ядро окостенения (акс.пр.) 


Правый плечевой сустав-307. 

Пациент Я 

Поставленный диагноз – дисплазия левого плечевого сустава 

Левое плечо 



т т. 

62;24 78;156 132,5 36;71 137;77 101,2 

Правое плечо 



т т. 

66;28 107;170 147,8 41;83 155;91 114,3 

Ядро окостенения 


Правый плечевой сустав-1744. 

172


Сравнивая результаты левого плеча с правым у каждого пациента 

можно сказать, что результаты, поставленные ранее, подтвердились: 

у пациента В площадь окостенения правого плечевого сустава в 2 

раза превышает площадь окостенения левого; 

у пациента Г все результаты соизмеримы, что означает норму 

развития; 

у пациента Я все три показателя развития левого плечевого 

сустава ниже, чем у правого. 

В работе рассмотрены вопросы автоматизации процесса 

постановки диагноза дисплазии плечевого сустава при ультразвуковом 

исследовании. Предложен метод контурного анализа для обработки 

ультразвуковых изображений, достоинство которого заключается в 

возможности решения задач обработки изображений с единых позиций 

теории сигналов. Представлена схема биотехнической системы 

осуществления ультразвукового исследования. 


1. Анатомические исследования в медицине, биологии и экологии/ 

Е.Ф. Попечителев. - М.: Высшая школа, 2003. - 279 с. 

2. Севастьянов В.В. Неврогенные аспекты дисплазии и вывихов 

плечевых суставов у детей/ В.В. Севастьянов, Н.Ю. Глазунова// Сборник 

научно-практических работ врачей Республики Марий Эл/ Сост. Е.А. 

Загайнов. – Вып. 3. – Йошкар-Ола, 1999. – С. 217-221. 

3. Хафизов Р.Г. Проектирование измерительно-вычислительных 

систем медицинского назначения: конспект лекций/ Р.Г. Хафизов, Н.Ю. 

Глазунова, Д.М. Ворожцов. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008. 

МЕТОД ВЕРОЯТНОСТНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ 

КРОВЕТВОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 

И.М. Салтанович 



В медицине в настоящее время накоплены разнообразные массивы 

данных, отражающие всевозможные встречающиеся в медицинской науке 

и клинической практике ситуации, но при этом из их анализа извлекается 

непропорционально малое количество информации. Попытки точного 

описания приводят к чрезвычайно сложным для анализа математическим 

моделям, а недостаточные объемы данных не позволяют проводить 

173



адекватные реальным процессам вычислительные эксперименты. 

Применительно к физиологии гемопоэза принципы оценки 

лабораторных показателей существенно выигрывают при вероятностном 

подходе, который измеряет частоту встречаемости значения параметра, т.е. 

оценивает его информативность. В результате автоматизированных 

анализов возможно получить колоссальное количество информации о 

состоянии кроветворной системы, вероятностный подход оказывается 

эффективней других методов диагностики. 

Целью данной работы было развитие метода вероятностной 

диагностики с расширением количества анализируемых показателей крови 

и числа диагностируемых заболеваний, а также исследование 

возможностей самого метода. 

Вероятностная диагностика успешно зарекомендовала себя при 

диагностировании анемий различного генеза. В настоящей работе список 

был расширен за счет ряда онкозаболеваний: миелодиспластический 

синдром (МДС), хронический миелолейкоз (ХМЛ), хронический 

лимфолейкоз (ХЛЛ) и лимфома. Возможно, в будущем это позволит 

избежать применения стандартных процедур, зачастую болезненных. 

При исследовании возможностей самого метода вероятностной 

диагностики было успешно проанализированно 4096 результатов ОАК при 

диспансеризации населения г. Краснодара. Диагноз считался 

установленным (96% от общей выборки), если его итоговая вероятность 

составляла более 50%. Согласно результатам анализа “здоровыми”, то есть 

без признаков анемизации организма, признанны 28% населения. У 41% 

общей выборки установлен диагноз ЛДЖ, у 22% АХЗ, у 2,3% ЖДА, у 0,9% 

МДС, у 0,01% дефицит витамина В 12 . Таким образом данная 

информационная технология представилась достаточно эффективной для 

классификации распространения заболеваний гематологического профиля 

в популяции. 

Таким образом информационная поддержка профосмотров 

позволяет с высокой долей вероятности выделять контингент, 

нуждающийся в лечении. 

174


МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ 

ПАРАМЕТРОВ ГЕМОГРАММЫ ПРИ ЛЕЧЕНИИ 

ЖЕЛЕЗНОДЕФИЦИТНОЙ АНЕМИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ 

ВОЗРАСТА ПАЦИЕНТОВ 

Д.М. Бражкина 



При использовании современных технологий автоматизированного 

анализа крови большое количество информации о состоянии кроветворной 

системы попадает в руки гематологов. Разработка математических методов 

для оценки функционального состояния эритропоэза существенно 

облегчает работу специалистов. Одним из направлений является 

математическое моделирование изменения параметров гемограммы при 

лечении железодефицитной анемии (ЖДА). 

Целью данной работы было исследование влияния возраста 

пациентов на динамику гематологических показателей при лечении 

железодефицитной анемии. Исследовалась случайная выборка больных, 

распределение оказалось приближенным к средне–популяционному: 

наибольшее число случаев ЖДА у лиц репродуктивного возраста 30–50 

лет и лиц пожилого возраста 65–85 лет. Из наших данных следует, что p(x) 

имеет локальный минимум в возрастном интервале 55 - 65 лет, что 

обусловлено, во-первых, наступлением климактерического периода, а вовторых, 

отсутствием глубоких нарушений обмена веществ, обусловленных 

возрастными изменениями у лиц обоего пола. 

В процессе лечения у больных всех возрастных категорий 

происходило заметное изменение параметров гемограммы. Были 

исследованы коэффициенты корреляции тромбоцитарных, лейкоцитарных, 

эритроцитарных, а также ретикулоцитарных показателей с возрастом 

пациента в зависимости от дня лечения. 

На 25 день лечения взаимосвязь PLT с возрастом приобретает 

отрицательную зависимость (r=–0,68), корреляция между возрастом и 

PDW с MPV положительна (r=0,48 и r=0,44, соответственно). Можно 

сделать вывод, что с увеличением возраста пациента наблюдается 

тенденция уменьшения количества тромбоцитов, увеличения их среднего 

объема и нарастания степени гетерогенности тромбоцитарной популяции. 

Таким образом, отмечается снижение компенсаторных реакций, 

направленных на поддержание адекватного тромбоцитарного пула, что 

характерно для лиц старшего возраста. 

Наиболее интересна динамика коэффициентов корреляции 

относящаяся к Lymph %. На всем протяжении лечения между 

175



относительным количеством лимфоцитов и возрастом пациента отмечен 

отрицательный коэффициент корреляции, достигающий значительных 

величин на 3-й, 14-й и 20-й день лечения. Этот факт тем более интересен в 

связи с имеющимися данными о том, что у лиц пожилого возраста часто 

отмечается состояние гипоплазии кроветворения, проявляющееся, в 

частности, уменьшением клеток лейкопоэза с нарастанием содержания 

лимфоидных элементов. 

Можно сделать вывод, что применение препаратов железа при 

лечении ЖДА должно сопровождаться комплексной оценкой дефицита 

железа на основании массы тела и разницей между уровнем гемоглобина, 

который необходимо достигнуть, и имеющимся у больного, а также расчетом 

курсовой дозы для конкретного больного с учетом возраста. 

Выводы: из математических моделей лечебного процесса следует, 

что наиболее выраженным патогенетическим влиянием обладает фактор 

времени, то есть возраст человека. 

1. Возраст пациента влияет на процесс лечения ЖДА сложным 

образом. 

2. К концу лечения ЖДА с возрастом отмечена заметная 

отрицательная корреляция ряда тромбоцитарных, лейкоцитарных, 

эритроцитарных и ретикулоцитарных показателей. 

3. Коэффициент корреляции между возрастом пациента и 

содержанием гемоглобина в ретикулоцатах в ходе лечения меняет знак на 

противоположный. 

4. Применение препаратов железа при терапии ЖДА должно 

сопровождаться расчетом курсовой дозы для конкретного больного с 

учетом возраста. 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ 

ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЕМОГРАММЫ ПРИ ЛЕЧЕНИИ 

ОНКОЗАБОЛЕВАНИЙ КРОВЕТВОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА 

В. Н. Ворушилина 



Лечение онкологических заболеваний с одной стороны требует 

приёма цитостатиков для угнетения опухолевых клеток, с другой – очень 

важно минимизировать негативное воздействие на организм 

химиопрепаратов. Математическое моделирование процесса лечения 

онкологических заболеваний позволяет мониторировать динамику 

176


показателей крови гладкой непрерывной функцией на протяжении всего 

лечения, что недоступно при дискретном рассмотрении процесса. 

В основе колебательных процессов в живых системах лежит 

колебательный характер химических и биохимических реакций [1]. 

Колебания кроветворной системы определяются различными 

физиологическими функциями, и могут меняться в зависимости от многих 

факторов. Так зимой, по сравнению с летом, в крови снижается 

содержание сахара, увеличивается количество аденозитрифосфорной 

кислоты. Естественная колебательная картина меняется, если присутствует 

какая–либо патология кроветворной системы. Цикличный приём 

лекарственных средств, цитостатиков задаёт кроветворной системе 

определённую периодичность изменения показателей крови, которая во 

многом зависит от фармакокинетики препарата. 

Целью работы является исследование динамики показателей крови 

при лечении эритремия и хронического лимфолейкоза (ХЛЛ). 

Для осуществления поставленной цели применялись методы 

математической статистики и математического моделирования. С целью 

анализа структуры взаимосвязей показателей крови в процессе лечения 

ХЛЛ применялся факторный анализ. 

В качестве типичного объекта исследования была выбрана женщина 

с верифицированным диагнозом «эритремия». На протяжении 4.5 лет 

процесса лечения наблюдается скачкообразное изменение всех 

показателей крови. В данной работе исследовалась динамика гемоглобина 

(рис.1) и лейкоцитов (рис.3). 

В процессе лечения применяются такие препараты как: 

гидроксикарбомид 1 капсула ежедневно, тромбоАСС 50 мл. 1 раз день, 

курантил 1 таблетка 3 раза в день 10 дней. Интервал сдачи анализов 

пациентом составлял 2-4 дня. 

Из-за индивидуальных колебаний периода полуабсорбции препарата 

и обьёма распределения, установившиеся уровни препарата в крови в 

процессе медикаментозной терапии будут различными у разных 

индивидов. 

177



Рис. 1. Динамика гемоглобина при лечении эритремии. 

При детальном рассмотрении можно заметить цикличность 

динамики данного показателя. Это связанно с тем, что по достожении 

плато-эффекта перед очередным приёмом препарата его концентрация в 

крови будет минимальной. Каждый день наблюдается снижение и 

увеличения концентрации препарата в кроветворной системе человека. 

Данная взаимосвязь выражается «пилообразными» колебаниями около 

средней величины концентрации [2]. 

Рис. 2. Колебательные процессы показателя гемоглобина за период 20 дней, 

1- показатель гемоглобина, 2- S- функция, 3 – суточные колебания. 

Такое плавное и методичное изменение показателя HGB па прямую 

связанно с большой продолжительностью жизни RBC почти 120 дней. 

Если рассматривать клетки крови с более коротким сроком жизни, 2- 

3 дня, то ответ кроветворной системы на воздействие препарата 

проявляется намного быстрее. Это видно в повышении амплитуды 

колебаний на примере лейкоцитов, рисунок 3. 

178


Рис. 3. Динамика лейкоцитов при лечении эритремии. 

Колебания отражают внутренние процессы, происходящие в 

организме. Для безопасного лечения рассчитанными дозами интервалы 

между приёмами препарата должны быть не больше максимального 

интервала. 

Если проследить динамику показателя лейкоцитов на коротком 

интервале времени, в течение 19 дней, то можно заметить, как плавное 

изменение показателя крови с небольшой амплитудой суточных колебаний 

сменяется более резким и с нарастающей амплитудой. Это можно связать, 

например, с нарушением режима приёма лекарственных препаратов. 

Рис. 4. Колебательные процессы лейкоцитов за период 19 дней, 1- показатель 

лейкоцитов, 2- S- функция, 3 – суточные колебания 

Процесс моделирования позволяет представить динамику 

кроветворения как колебательную систему, в которой возможно 

отслеживать амплитуду колебаний, что позволяет судить об 

эффективности лечения [3]. Концентрация препарата в крови больного 

179



должна достигнуть стабильного уровня сразу после первичного приёма и в 

ходе лечения представлять собой колебания около данного значения. Для 

этого необходимо соблюдать определённые соотношения между 

начальными и поддерживающими дозами. 

С целью анализа структуры взаимосвязей показателей крови в 

процессе лечения ХЛЛ применялся факторный анализ. 

Исследовался процесс лечения восьми пациентов с 

верифицированным диагнозом ХЛЛ. 

Главными задачами факторного анализа являются сокращение 

числа переменных и определение структуры взаимосвязей между ними. 

Сокращение достигается путем выделения скрытых общих факторов, 

объясняющих связи между наблюдаемыми признаками (переменными) 

объекта, т.е. вместо исходного набора переменных появится возможность 

анализировать данные по выделенным факторам, число которых 

значительно меньше исходного числа взаимосвязанных переменных. 

Происходит сокращение числа переменных — две заменяют одной, и 

такая переменная будет включать наиболее существенные черты обеих 

переменных. Новый фактор является линейной комбинацией двух 

исходных. 

Гемограммы исследуемых пациентов были обработаны методом 

факторного анализа. Количество значимых факторов выявлялось с 

помощью критериев Кайзера, «каменистой осыпи», а также путем 

вычисления корреляционной матрицы. 

Критерий, впервые предложенным Кэттелем, позволяет изобразить 

собственные значения, представленные в таблице в виде графика (рис. 5). 

Рис. 5. Графическое изображение 

распределения собственных значений 

факторов, пациент №1 

Таким образом, было выделено три наиболее значимых фактора, 

первым, из которых является эритроцитарный, объединяющий в себе 

абсолютное количество эритроцитов RBC, гематокрит HCT и 

180


концентрацию гемоглобина HGB. Фактор номер 2 является отражением 

лейкоцитарного ряда в целом: в него входят как сами лейкоциты WBC, так 

и лимфоциты LYM% с сегментоядерными. Третий фактор является 

представлением о тромбопоэзе, в который входят абсолютное содержание 

тромбоцитов PLT и средний объем тромбоцитов MPV. Таким образом, 

количество переменных уменьшилось с 11 до 6, выделив эритроцитарный, 

лейкоцитарный и тромбоцитарный факторы. 

Таблица 1. 

Распределение факторов пациента№1 

Factor 

Factor 

Factor 

1 

2 

3 

RBC 0.858 0.188 0.191 

MCV 0.283 0.333 0.123 

HCT 0.792 0.333 0.228 

PLT 

- 

- 

0.105 

0.149 

0.779 

MPV 0.114 0.196 0.829 

WBC 

- 

- 

0.280 

0.722 

0.113 

HGB 0.948 0.124 

MCH 0.442 

- 

0.075 

- 

0.077 

- 

0.506 

- 

СОЭ 

0.645 0.073 

0.428 

- 

- 

- 

Лимфоциты 

0.347 

0.840 

0.113 

Сегментоядерные 0.300 0.729 0.115 

Можно сделать вывод о том, что при лечении хронического 

лимфолейкоза выявлен первый фактор, воздействующий главным образом 

на повышение концентрации эритроцитов. Вероятно, это связанно с 

флуктуацией опухолевых клеток. Второй фактор воздействует на 

уменьшение содержания лейкоцитов и лимфоцитов. Возможно, это 

связанно с приёмом лейкерана. А влияние третьего фактора направлено на 

уменьшение концентрации тромбоцитов и увеличение их объёма. 

На рисунке 6 представлена динамика лейкоцитов для всех 

исследуемых пациентов [4]. Пунктирными линиями обозначены 

референсные границы. Можно наблюдать, что лишь у некоторых 

пациентов значения колеблются около физиологической нормы. В 

остальных случаях наблюдается скачкообразное изменение лейкоцитов с 

достаточно высокими значениями, что может свидетельствовать о 

необходимости корректировки лечения. 

181



Рис. 6. Динамика лейкоцитов в процессе лечения ХЛЛ. 

На рисунке 7 представлены плотности вероятности эритроцитов 

восьми пациентов за всё время лечения. Отсутствие ярко выраженных 

асимметрий говорит о том, что значения имели колебательный характер 

около среднего, отображенного модой распределения на графике. Все пики 

гистограмм укладываются в референсные границы для эритроцитов 4.3- 

5.7∙10 12 кл/л. 

Рис. 7 . Распределения плотности вероятности эритроцитов в процессе лечения ХЛЛ 

Таким образом, анализируя частоту встречаемости значений 

показателей крови у пациента за всё время уже пройденного лечения 

можно судить о пределах и характере изменений параметров кроветворной 

системы. 

В результате проведённых исследований можно сделать вывод о 

том, пациенты с диагнозам ХЛЛ делятся на две группы. В одной из них 

колебание эритроцитов происходит вокруг среднего значения 4,5 ∙10 9 кл/л, 

182


а в другой - 5,5∙10 9 кл/л. Это говорит о том, что в большей своёй массе 

показатели эритроцитов меняются в референсных границах. 

При проведении факторного анализа было установлено, что при 

лечении хронического лимфолейкоза у большей части пациентов выявлен 

первый фактор, воздействующий главным образом на повышение 

концентрации эритроцитов. Вероятно, это связанно с ростом опухолевых 

клеток. Второй фактор воздействует на уменьшение содержания 

лейкоцитов и лимфоцитов. Вероятно, это связанно с процессом 

химиотерапии и в частности с приёмом лейкерана. А влияние третьего 

фактора направлено на уменьшение концентрации тромбоцитов и 

увеличение их объёма. 

У некоторых пациентов первым фактором выступает 

лейкоцитарный ряд. Возможно, это связанно с тем, что для данных 

пациентов влияние химиотерапии превалирует над флуктуацией объёма 

опухоли. В данном случае можно сказать, что происходит преобладание 

влияния химиотерапии над ростом опухоли. Вторым фактором, влияющим 

на эритроцитарный ряд, возможно, является флуктуация объёма опухоли. 

Третий фактор воздействует на тромбоциты для всех исследованных 

пациентов. Отмечено что уменьшение содержания тромбоцитов приводит 

к увеличению их объёма. Возможно, это связанно с сопротивлением 

организма к изменениям под действием внешнего влияния на изменение 

состояния функционирования кроветворной системы организма. 

Заключение 

1. Математическое описание процесса кроветворения при лечении 

онкозаболеваний позволяет выявить динамику показателей крови и 

амплитуду колебаний этих показателей под действием периодичного 

приёма лекарственных препаратов. 

2. Пациенты с диагнозам ХЛЛ можно разделить на две группы по 

распределениям плотности вероятности эритроцитов в процессе лечения. 

Установлено, что мода одной из групп приходится на значение 4,5 ∙10 9 

кл/л, а в другой - 5,5∙10 9 кл/л. С точки зрения эритройдного ряда реакция 

организма на химиотерапию идёт двумя различными путями. Возможно, 

это связанно с тем, что в процессе лечения идёт дифференциация больных 

по отношению к данному показателю (эритроцитарному ряду). 

3. При проведении факторного анализа было установлено, что у 

некоторых пациентов при лечении хронического лимфолейкоза первый 

фактор влияет на эритроцитарный ряд, у других на лейкоцитарный. 

Однако третий фактор всегда неизменно влияет на тромбоцитопению. Что 

следует связать с высоким значением данного показателя в процессе 

лечения. 

183




1. Ковалёва Л.Г., Влияние лейкоцитов на некоторые реологические 

параметры крови больных эритремией / Ковалёва Л.Г., Ершова Л.И., Ахуба 

Л.О. // Тромбоз гемостаз и реология. 2007.-N 4.-С.30-32. 

2. Холодов Л.Е., Клиническая Фармакокинетика / Холодов Л.Е., 

Яковлев В.П. // — М.: Медицина, 1985. — 540 с. 

3. Ворушилина В.Н. Моделирование колебательных процессов 

кроветворной системы человека под действием лекарственных препаратов 

/ Ворушилина В.Н., Онищук С.А. // Материалы IX научно-практической 

конференции молодых ученых и студентов юга России «Медицинская 

наука и здравоохранение». Краснодар, 2011. С.54-57. 

4. Ворушилина В.Н., Исследование динамики показателей крови при 

лечении злокачественных опухолей системы кроветворения / 5. 

Ворушилина В.Н., Напсо Л.И., Онищук С.А. // Материалы VIII научнопрактической 

конференции молодых учёных и студентов юга России 

«Медицинская наука и здравоохранение», г. Анапа, 2010. С.61-64. 

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕГО АНАЛИЗА КРОВИ ЛИЦ ДЕТСКОГО 

И ЮНОШЕСКОГО ВОЗРАСТА С ПОМОЩЬЮ 

ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА 

Д.М. Нетребич 

Научный руководитель: к.ф.- м.н., доцент Онищук С.А. 


В последние десятилетия наблюдается рост количества заболеваний, 

связанных с нарушений гемопоэза у лиц детского и подросткового 

возраста. В связи с этим анализ клеточного состава и индексов красной 

крови приобретают первостепенное значение на данном этапе 

диагностического поиска. Изменение эритроцитарных индексов уже на 

этапе скрининга ориентирует врача в плане различения анемических 

состояний различного генеза. Факторы, влияющие на состав крови, 

особенно быстро меняются с возрастом в первые двадцать лет. При этом 

важно, что само по себе анемическое состояние является симптомом, 

сопровождающим различные инфекционные и хронические заболевания. 

Исследование динамики состава крови с возрастом с помощью 

математических методов дает возможность применять различные 

алгоритмы для решения медицинских вопросов. Поэтому задачами 

данного исследования являлись: 

184


1. Рассчитать плотности распределения вероятности различных 

показателей крови 

2. Сравнить содержание лейкоцитов (WBC) и лимфоцитов (LYMPH) 

в крови в норме и у исследованного контингента 

3. Рассмотреть возрастную динамику состава крови лиц детского и 

подросткового возраста 

С целью решения поставленных задач результаты общего анализа 

крови были получены на базе Краевого детского диагностического центра 

с помощью гематологического анализатора Sysmex. Анализировались 

гемограммы у пациентов возраста от 1 года до 22 лет, 

госпитализированных в стационар в отделения различного профиля. После 

к результатам общего анализа применялся факторный анализ. 

В результате проделанной работы было установлено, что не имеет 

анемических состояний только 11% обследуемых, латентный дефицит 

железа (ЛДЖ) имеет 24%, железодефицитную анемию (ЖДА) имеет 28%, 

анемию хронических заболеваний (АХЗ) имеет 18%. В 12 –дефицитная 

анемия не была обнаружена ни у одного пациента. Изменения 

лейкоцитарной формулы сопутствуют многим заболеваниям и нередко 

являются неспецифическими. 

Определено, что вероятностная диагностика лиц детского и юношеского 

возраста на основе общего анализа крови позволяет установить наличие 

анемических состояний, как сопутствующих основному диагнозу 

Таким образом, математический анализ с использование 

вероятностного подхода уже на первом этапе обследования может оказать 

существенную помощь в плане ориентировочного направления для 

дальнейшего диагностического поиска. 

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОСВЯЗИ ГЕМОГРАММЫ 

РОЖЕНИЦЫ И НОВОРОЖДЕННОГО 

С.И. Пасичниченко 

Научный руководитель: к.ф.- м.н., доцент Онищук С.А. 


Беременная женщина и плод представляют собой единое целое: 

работа всех их органов и систем тесно связана. Не вызывает сомнений, что 

состав крови матери самым непосредственным образом влияет на 

аналогичные показатели ребенка. В связи с этим основные задачи данного 

исследования включали в себя: 

185



1. Определение статистических, факторных и энтропийных 

аспектов взаимосвязи гемограммы роженицы и новорожденного. 

2. Рассмотрение динамики лейкоцитов матерей при наличии 

патологии гемопоэза. 

3. Сравнение содержания эритроцитов (RBC), лейкоцитов (WBC) 

и тромбоцитов (PLT) в динамике у пар мать-ребенок в случае, когда мать 

признана здоровой и в случае, когда диагностировались гемобластозы 

(ГБ). 

Для этого были проанализированы основные показатели 

гемограммы крови у 61 пары мать-ребенок. У шестнадцати пар матьребенок 

проанализирована и лейкоцитарная формула. Анализ образцов 

венозной крови матери и капиллярной младенца осуществлялся на 

гематологическом анализаторе Sysmex XE-2100. Энтропия лейкоцитарной 

популяции вычислялась по известной формуле Шеннона. 

В результате проведенных исследований были сделаны следующие 

выводы: 

1. С уменьшением лейкоцитоза роженицы сопряжено увеличение 

иммунологической резистентности (устойчивости) новорожденного. 

Отсутствие анемии у матери связано с активизацией тромбоцитопоэза 

ребенка. 

2. В гемопоэзе матери и ребенка наибольшее значение имеет 

фактор, обуславливающий активизацию костно-мозговых резервов 

организма. 

3. Информационная энтропия лейкоцитарной формулы 

достоверно выше у новорожденного, что может свидетельствовать как о 

недостаточности механизмов регуляции организма, так и о мере 

генетически обусловленной потенциальной информации. 

4. Стресс – один из основных факторов, влияющих на 

содержание лейкоцитов во время родов. 

5. Различия в динамике между показателями крови 

новорожденных от здоровой матери и от матери с патологией гемопоэза 

можно объяснить тем, что при наличии железодефицита 

функционирование системы взаимосвязей между тромбоцитарным и 

эритроцитарным ростками эритропоэза может нарушаться. 

186


ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЦЕНКИ И 

АНАЛИЗА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТРЕЛКА 

А.С. Миронова 

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

Пензенская государственная технологическая академия, г. Пенза 

Стабилометрия – это метод количественного, пространственного и 

временного анализа устойчивости вертикальной позы, предложенный В. С. 

Гурфинкелем с соавторами в 1952 году. Реализующий методику прибор 

называется стабилографом [2]. 

Наша идея заключается в применении стабилографа одновременно 

с тренажером «Скатт» и комплексным анализом ЭЭГ, ЭКГ, ЭОГ и ЭМГ в 

режиме реального времени, в комплексе с консультациями с психолога, 

анализом психологического состояния стрелка и предварительным 

расчетом биоритмов спортсмена. 

С использованием предлагаемого нами аппаратно-программного 

комплекса профессиональные спортсмены смогут поднять результаты 

своей стрельбы на новый уровень, наблюдая за тем, как организм ведет 

себя до, во время и после выстрела, делать выводы и корректировать свою 

стрельбу. Разрабатываемая методика поможет для отбора в секции 

стрельбы наиболее талантливых детей [1]. 

На данный момент не существует аналогов применения 

стабилографа одновременно со стрелковым тренажером «Скатт» и 

комплексным анализом ЭЭГ, ЭКГ, ЭОГ и ЭМГ в режиме реального 

времени [3] . 

Основные цели и методы научно-исследовательского проекта: 

Разработка и публикация методики применения 

стабилографического комплекса совместно с тренажером для стрелков 

«Скатт» и одновременно с проведением комплексного анализа ЭКГ, ЭМГ, 

ЭЭГ, ЭОГ расчётом индивидуальных биоритмов и проведением тестов на 

определение психологического состояния стрелка 

Взаимодействие со школами подготовки начинающих стрелков 

для отбора на начальной стадии наиболее способных детей 

Систематические тренировки профессиональных стрелков при 

сотрудничестве с РОСТО ДОСААФ, проводимые совместно с анализом 

всех характеристик и реакций организма стрелка позволят: 

помочь улучшить состояние здоровья, а, следовательно, и 

результаты устойчивости и стрельбы спортсменов, 

увидеть ошибки, которые допускает начинающий спортсмен, и 

предотвратить их систематическое повторение на этапе возникновения, 

187



проведя достаточное количество исследований начинающих и 

профессиональных стрелков, появится возможность выявления 

зависимости полученных характеристик стрелка от качества его стрельбы. 


1. Напалков Д.А., Ратманова П.О., Коликов М.Б. Аппаратные 

методы диагностики и коррекции функционального состояния стрелка. – 

М.: МАКС Пресс, 2009. – 212 с. 

2. Слива С.С., Девликанов Э.О., Болонев А.Г. Сборник статей по 

стабилографии, ЗАО ОКБ «Ритм», Таганрог, 2005г. – 151 с. 

3. Шестаков М.П., Е.А. Шелудько, Абалян А.В., Фомиченко Т.Г. 

Исследование координационной структуры спортсменов в видах спорта с 

асимметричным выполнением движения, Известия ЮФУ. Технические 

науки. Тематический выпуск «Медицинские информационные системы». – 

2010. – № 9. – С. 174-178. 

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОБРАЗОВ МЫСЛИТЕЛЬНОЙ 

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА КОГНИТИВНЫХ 

ПРОЦЕССОВ 

М.Ю. Лавриненко, М.Ю. Лавриненко 

Научный руководитель: доцент Индюхин А.Ф. 


Метод электроэнцефалографии открыл возможность изучать 

электрическую активность мозга. Используя метод вызванных 

потенциалов, исследователь получает возможность проследить 

взаимосвязь между внешним раздражением и биоэлектрическим ответом 

мозга. Если внешним раздражителем является информация, то получаемый 

от центральной нервной системы ответ будет содержать сигнал, 

соответствующий мыслительной деятельности пациента. 

Рассмотрим методику определения образов мыслительной 

деятельности на следующем примере. Пациенту предъявляется красный и 

зеленый световой сигнал, поочерёдно сменяемый с интервалом в 1 

секунду. В это время с пациента при помощи системы электродов, 

усилителя и средства регистрации записывается сигнал фоновой 

биоэлектрической активности. 

Исходный сигнал электроэнцефалограммы в режиме реального 

времени фильтруется таким образом, чтобы исключить из него 

доминирующий ритм. Оцифрованный сигнал разбивается на участки. 

Каждый такой участок содержит информацию о сигнале за 100 мс до 

188


предполагаемого начала когнитивного процесса и 500 мс после него. В 

результате мы получаем участки сигнала, которые непосредственно 

содержат цифровое представление мыслительной деятельности. Для 

идентификации образа мыслительной деятельной в ответ на красный свет, 

необходимо оставить только те участки, которые относятся к красному 

цвету. Второй участок, соответствующий ответу на второй красный 

световой сигнал, устанавливается опорным на том основании, что он более 

точно отражает реакцию пациента на стимул и исключает эффект 

неожиданности, имеющий место для первого участка. Этот участок 

заносится в память аппарата и используется для идентификации 

последующих ответов. Ответ будет считаться похожим на опорный, если 

коэффициент корреляции между ним и опорным сигналом достаточно 

высок. Опорный участок сравнивается с последующими по следующему 

алгоритму. Строится корреляционная функция для значений, получаемых 

путём сдвига сравниваемых участков относительно друг друга. По 

значению в точке максимума корреляционной функции можно определить 

является ли сравниваемый участок таким же ответом на красный свет, 

каким является опорный участок. 

Описанный алгоритм был реализован программно и применялся на 

ряде записанных ранее электроэнцефалограмм. Решение задачи 

регистрации и анализа когнитивных процессов, связанного с осознанием 

пациентом стимула, является важным шагом к объективной диагностике 

функционального состояния ЦНС и может применяться для создания ряда 

диагностических и лечебных комплексов. 

КОМПЬЮТЕР И ЗДОРОВЬЕ 

М.В. Куликова, М.П. Измайлова 

Научные руководители: преподаватели специальных медицинских 

дисциплин Ощепкова В.Д., Полотнянко Л.И., Тагирова Т.А. 

Ульяновский фармацевтический колледж, г. Ульяновск 

Нарушение гигиенических требований и санитарных правил при 

организации работы и изготовлении персональных компьютеров (ПК) 

может привести к нарушениям состояния здоровья. Так как учебный план 

по всем специальностям СПО предусматривает овладение работой с ПК, 

они могут иметь значение как вредный фактор окружающей среды. 

Целью исследования является оценка возможного влияния ПК на 

здоровье студентов колледжа. 

На первом этапе исследования проведена оценка 32-х рабочих мест 

компьютерных классов колледжа с измерением напряженности 

189



электростатического поля, возникающего при работе, яркости белого поля 

дисплея, освещенности рабочих мест и мониторов, гигиенической оценкой 

микроклимата компьютерных классов и оценкой мебели в них. 

При анкетировании 43-х добровольцев, обучающихся на 3-4 курсах 

отделения «Лабораторная диагностика» в возрасте 17-23 года, в том числе 

18% юношей, установили, что в колледже студенты проводят за ПК в 

среднем 1,3 часа в неделю, дома – 2,4 часа в день (от 0 до 10 часов). 

Условия работы за ПК дома считают неудовлетворительными около 

19%. Симптомы зрительной усталости (резь в глазах, нечёткость видения, 

мелькание мушек перед глазами) появляются: через 2 часа работы на ПК у 

15% респондентов; через 3 часа – у 19%; через 4 часа – у 21%. 51,5% 

респондентов зрительную усталость не отмечают при любой 

продолжительности работы за компьютером. 

Симптомы костно-мышечного напряжения отмечаются у 36% через 

1-5 часов работы за ПК. Головная боль появляется у 23% опрошенных. 

При исследовании содержания лейкоцитов в капиллярной крови до и 

после работы на компьютере в течение 45 минут у 95,4% испытуемых 

содержание лейкоцитов до работы с ПК – в пределах региональной нормы 

(3,6-9*10 9 /л); у 2,3% – ниже нормы, у 2,3% – выше нормы. 

После работы выявлены изменения содержания лейкоцитов в 

пределах от 1,1% до 42,1% от исходного количества. Количество 

лейкоцитов увеличилось у 44,1% испытуемых, уменьшилось – у 20,9%. 

Изменение содержания лейкоцитов являются достоверными (более 

6% от исходного, коэффициент корреляции более 2,2 %). 

Выводы: 

1. Характеристики ПК и условия работы в компьютерных классах 

отвечают санитарно-гигиеническим требованиям. 

2. Условия работы за ПК дома считают неудовлетворительными 

19%. 

3. Большинство опрошенных не отмечают субъективных признаков 

неблагоприятного влияния работы с ПК. 

4. После 45 минут работы на ПК изменяется содержание 

лейкоцитов у 65% испытуемых, что указывает на раздражение костного 

мозга. 

190


Научное издание 

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОМЕДИЦИНСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

Сборник материалов 

Всероссийской заочной научной конференции 

для молодых ученых, студентов и школьников 

Компьютерная верстка и дизайн обложки Е.А. Смирновой 

191

10 октября – 16 декабря 2011г

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?