Способ выделения минералов в соединительной ткани человека методом низкотемпературного озоления ткани

Способ выделения минералов в соединительной ткани человека методом низкотемпературного озоления ткани

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области раздела биоминералогии - медицинской минералогии и может быть использовано:

- в медицине, при исследовании болезней, связанных с воспалениями, нарушением тканевого дыхания, коллагенозами, для выявления степени поражения кристаллическим кварцем мягких тканей сосудов в процессе воздействия на организм человека различных экологических, патогенных, патогенно-бактериологических, аллергических и социальных факторов.

- в экологии человека, для исследования масштабов присутствия в тканях человека элементов не в нормальной для организма форме органических соединений и комплексов, а в виде чужеродных для организма неорганических минералов. Для изучения причин данного явления в окружающей среде.

- в фармакологии, для выявления ятрогенных болезней, вызванных различными лекарственными наполнителями.

- в минералогии, поскольку значительно расширяют температурно-барометрические, временные и окислительно-восстановительные рамки минералообразования.

Исследования показали, что в соединительной ткани человеческого организма обычно присутствуют в различных количествах разнообразные минеральные зерна, до настоящего времени почти не изученные ни с точки зрения причины их образования и влияния на окружающие ткани, ни со стороны их химического и минерального состава. Для всестороннего изучения этих неорганических минеральных зерен необходимо их выделение из ткани для проведения микрозондового, поляризационно-оптического, рентгенофазового и др. анализов, общераспространенных в минералогической практике.

До настоящего времени неорганические минеральные зерна активно изучаются только в легочной ткани, где они считаются ингалированными. Одним из способов выделения минералов является низкотемпературное озоление легочной ткани. Известен способ, включающий предварительную сушку ткани сублимацией, и последующее низкотемпературное озоление ткани в течение 4 часов. Затем полученный остаток суспендируется в разбавленной соляной кислоте (0,5 н) с 1% этанолом при обработке ультразвуком в течение 1 минуты. На следующем этапе проба фильтруется через поликарбонатный фильтр с размером пор 0,2 мк, напыляется углеродом, укрепляется на медной решетке, с пробы отмывается фильтрующий материал в мойке Джаффа и, наконец, материал изучается с помощью электронного микроскопа. (K.Rödelsperger, A.Mándi, A.Tossavainen, В.Brückel, P.Barbisan, H.-J.Woitowitz Inorganic fibres in the lung tissue of Hungarian and German lung cancer patients. Int Arch Occup Environ Health (2001) V.74, P.133-138.) Недостатками существующего аналога являются: многоступенчатость пробоподготовки, необходимость в различного рода реагентах и специальной аппаратуре, высокая себестоимость метода, отсутствие возможности кристаллографического определения минеральных фаз.

Задача данного изобретения заключается в разработке простого доступного и эффективного способа выделения и минералогической диагностики неорганических зерен, находящихся в соединительной ткани (коллагеновой, мышечной, жировой) человеческого организма, количественная оценка содержащихся в тканях минеральных частиц.

Поставленная задача решается тем, что способ выделения минералов в соединительной ткани человека методом низкотемпературного озоления ткани, включает высушивание выдержанной в 10% растворе формалина соединительной ткани на воздухе в течение 2-3 дней, взвешивание образца, озоление ткани в фарфоровых тиглях в муфельной печи при температуре 450°С в течение 10-12 часов, взвешивание полученного озоленного остатка с последующим поляризационно-оптическим и рентгенофазовым изучением озоленного остатка.

Сущность метода связана с тем, что при относительно невысоких температурах озоления многие минералы сохраняются в зольном остатке в неизмененном состоянии. Особую ценность методу придает возможность выделить зерна чешуйчатого кварца из некальцинированных тканей кардиоздоровых людей. Дело в том, что очень тонкие прозрачные зерна этого опасного для тканей минерала совершенно не идентифицируются в отраженном свете, а в проходящем свете изучение невозможно по причине частого разрыва гистологического препарата кристаллами кварца при резке образца. Пока метод озоления тканей является уникальным методом, позволяющим выделить зерна чешуйчатого кварца для его поляризационно-оптического и рентгенофазового определения. Пример осуществления изобретения приведен ниже.

Пример 1

Фрагменты тканей, фиксированные в 10% растворе формалина в течение 1 -2 недель, были высушены на воздухе в течение 1-2 дней. После этих подготовительных процедур приступили к озолению ткани. Озоление происходило в муфельной печи при 450°С в течение 12 часов. Для рассчета процентного содержания зольного остатка ткань взвешивалась перед озолением и после него. Полученный зольный остаток изучался под бинокуляром и на микроскопах МИН-9 и AXIOSCOP 40 фирмы ZEISS, кварц исследовался в иммерсии. Часть вещества зольного остатка растиралась до равномерно-зернистого порошка и исследовалось с помощью дифрактометра ДРОН-3, излучение CuK_α, V_счет=4 град/мин. Рентгенофазовым методом было исследовано 12 зольных остатков восходящих аорт здоровых людей и 18 кардиобольных.

Выяснилось, что степень кальцификации озоленных тканей сосудов была различной и напрямую зависела только от тяжести сердечно-сосудистой патологии. У здоровых людей содержание зольного остатка в озоленных тканях сердечно-сосудистой системы составляет 0,3-1 весовых % и с возрастом не превышает 3% (рисунок 1). Процентное содержание зольного остатка в озоленных тканях ССС кардиобольных людей варьирует значительно сильнее: от долей процента до превышающих 60 весовых процентов (рисунок 2). Причем, как показал рентгенофазовый анализ в наших исследованиях, фосфат кальция у здоровых людей представлен не одним апатитом, а витлокитом и апатитом в различных пропорциях. Витлокит - самая распространенная минеральная фаза в сосудах кардиоздоровых людей. Его межплоскостные расстояния соответствуют магнийсодержащему витлокиту из таблиц ASTM (13-0404). Он присутствовал во всех зольных остатках аорт этой группы, за единственным исключением, когда вместо витлокита отложился вилькеит (разновидность апатита). Витлокит большинством исследователей считается одним из прекурсоров карбонатсодержащего гидроксилапатита, наряду с аморфным фосфатом кальция. Кроме витлокита, в тканях кардиоздоровых людей примерно в 50% случаев встречен кристаллический кварц (рисунок 3.). Причем интенсивность пиков кварца может значительно превышать интенсивности витлокита или апатита. Основной минеральный состав озоленного остатка тканей кардиобольных людей аналогичен составу костной ткани и с определенной степенью приближения относится к карбонатсодержащему гидроксилапатиту. Выделенный методом озоления тканей здоровых людей кварц исследовался с помощью поляризационной микроскопии. На рисунке 4 приведено зерно чешуйчатого кварца в иммерсионном препарате в проходящем свете в скрещенных николях. На рисунке 5 приведено зерно чешуйчатого кварца в иммерсионном препарате в проходящем свете при параллельных николях. Кварц, исследованный в иммерсионной жидкости, имел типично кварцевые показатели преломления: Ng=1,553, Np=1.544 и типичное двупреломление 0,009 (рис.4). Таким образом, данный метод позволяет быстро оценить общее количество минеральной составляющей в ткани и предоставляет материал для рентгенофазового и поляризационно-оптического анализа биогенных минералов.

Способ выделения минералов соединительной ткани человека методом низкотемпературного озоления ткани, включающий высушивание выдержанной в 10%-ном растворе формалина соединительной ткани на воздухе в течение 2-3 дней, взвешивание образца, озоление ткани в фарфоровых тиглях в муфельной печи при температуре 450°С в течение 10-12 ч, взвешивание полученного озоленного остатка.