Введение 4
Глава 1. Органоминеральные образования, формирующиеся в организме человека и методы исследования 7
1.1 Биологическая минералогия 7
1.2 Желчные камни 8
1.3 Химический состав и классификация желчных камней 9
1.4 Методы исследования биоминеральных образований 12
Глава 2. Методика исследования желчных камней 16
2.1 Исследования строения желчных камней с помощью оптической
микроскопии 16
2.2 Исследование элементного состава желчных камней на основе
рентгенофлуорисцентного анализа 17
2.3 Исследование микротвердости желчных камней 21
2.4 Методика исследования структурных изменений при взаимодействии
ЛИ с желчными камнями 23
Глава З.Анализ экспериментальных данных 29
3.1 Анализ строения желчных камней с помощью оптической
микроскопии 29
3.2 Анализ элементного состава желчных камней на основе
рентгенофлуорисцентного анализа 30
3.3 Анализ микротвердости желчных камней 33
3.4 Анализ структурных изменений при взаимодействии ЛИ с желчными
камнями 39
Заключение 46
Список литературы 48
Приложения 50
Известно, что при воздействии большого количества факторов в организме человека происходят патологические процессы, при которых образуются органоминеральные образования (конкременты). Образование этих конкрементов оказывает на организм человека отрицательное влияние и способно вызывать заболевания, сопровождающиеся различными процессами, например, нефролитаз (мочевые, почечные, простатные камни), холелитаз и желчнокаменная болезнь (ЖКБ) и т. д.
В настоящее время наиболее часто встречающаяся болезнь - желчнокаменная, которая выходит на первое место среди заболеваний, связанных с пищеварительной системой в Российской Федерации [1-6].
Болезни, связанные с камнеобразованием, в большом количестве распространены в Алтайском крае и соседних регионах как последствия сильного техногенного влияния на окружающую среду [7].
В связи с этим наиболее актуально стала разработка новых методов в диагностике патологических образований.
Новые методы и методики лечения, позволяют избежать хирургического вмешательства, на основание дистанционного разрушения конкрементов внешним механическим воздействием. Также в диагностике неотъемлемое значение играет роль профилактика при повторном образовании камней и дальнейшая реабилитация пациентов после лечения.
Разработка новых методов и методик диагностики, лечения и профилактики исключения рецидивов требует детальнейшего изучения зависимости физико-механических свойств биоминеральных конкрементов, в зависимости от их внутреннего состава и структуры. Большое разнообразие структур при их неоднородности, на практике у исследователя может возникать ряд сложных задач. В связи с этим необходимо продолжить поиски изучения новых параметров измерений, а именно для получения необходимых физико¬механических характеристик, а также внедрение новых методов обработки данных, с привлечением математического аппарата. Математический аппарат должен включать в себя обработку физико-механических данных и выявлять закономерности поведения исследуемых камней. Разработка новых экспериментальных методов и методик изучения физико-механических свойств, внутреннего состава и структуры патологических биоминеральных конкрементов, а также создание математического аппарата при обработке и классификации полученных экспериментальных данных является одной из актуальных задач современной экспериментальной физики [8].
Актуальность работы заключается в том, что после воздействия лазерного излучения на конкременты возможно возникновение вторичных структур, вследствие чего могут образовываться новые биоминералы с более сложной структурой, которые не поддаются в последствии дальнейшему разрушению. В работе используются методы подготовки образцов для дальнейшего исследования структуры биоминеральных конкрементов (камней), а также структурные изменения, происходящие при воздействии лазерного излучения. Эти исследования актуальны в связи с развитием новых методов лечения. На практике чаще применяется метод дробления камней лазером, для наиболее эффективного лечения необходимо изучение динамики биоминеральных конкрементов при воздействии лазером, чтобы исключить появления рецидивов.
Целью магистерской диссертации являлось исследование структуры поверхности, состава и физико-механических свойств органоминеральных образований, формирующихся в организме человека, а также процессов, происходящих при воздействии ЛИ (лазерного излучения) в условиях, приближенных к естественным.
Объектом исследования являлись органоминеральные образования-шлифы желчных камней, относящиеся к двум видам желчных камней: радиально¬лучистые и слоистые, с различными морфологическими особенностями.
В соответствии со сформулированными целями работы были поставлены следующие задачи:
1) Подготовка поверхности исследуемых объектов.
2) Экспериментальные исследования при взаимодействии ЛИ с различными веществами (воздух, свиная желчь).
3) Экспериментальные исследования лазерных импульсов (воздух, свиная желчь).
4) Разработка методов и методик для исследования, подбор аппаратуры в проводимых пунктах 1-3.
В работе были проведены исследования структуры поверхности, состава и физико-механических свойств биоминеральных образований, формирующихся в организме человека, а также процессов, происходящих при воздействии мощного и низкоинтенсивного лазерного излучения, в условиях близких к естественным.
Объектами исследования были две группы желчных камней различной структуры и химического состава. В работе были описаны морфологические, структурные и прочностные свойства камней.
Литературный обзор показал, что физические свойства камней изучены мало в то время, как развитие новых подходов к лечению ряда заболеваний, ставших следствием камнеобразования, основанных на современных физических методах, альтернативных хирургическому вмешательству, вызывает необходимость изучения механических свойств конкрементов в зависимости от их состава и строения.
Классификация камней по химическому составу и морфологическим признакам в медицинской практике применяется давно. В работе приведена классификация, основанная на структурных и прочностных характеристиках. В качестве прочностной характеристики выбрана микротвердость, отвечающая за локальную прочность конкрементов.
Кроме того, были исследованы структурные изменения, происходящие при воздействии лазерного излучения на желчные камни. Анализ морфологической картины структурных изменений поверхности биоминеральных образований после воздействия лазерного излучения включал определение следующих структурных параметров: целостность контуров зоны облучения, наличие разрушения структуры.
Таким образом, исследуя физические процессы в зависимости от структурных единиц конкремента можно разработать более эффективные подходы к разрушению камней. Также существует необходимость исследовать полученные результаты структурных изменений на микроуровне более подробно.
