RU2639769C1 - Method for direct impact on tissues cells of odd-toed animals - Google Patents
Method for direct impact on tissues cells of odd-toed animals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639769C1 RU2639769C1 RU2016137363A RU2016137363A RU2639769C1 RU 2639769 C1 RU2639769 C1 RU 2639769C1 RU 2016137363 A RU2016137363 A RU 2016137363A RU 2016137363 A RU2016137363 A RU 2016137363A RU 2639769 C1 RU2639769 C1 RU 2639769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cells
- intensity
- cell
- mhz
- ultrasound
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title claims description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 45
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 25
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 claims abstract description 24
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010186 staining Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J Trypan blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].C1=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3C)C=3C=C(C(=CC=3)\N=N\C=3C(=CC4=CC(=CC(N)=C4C=3O)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)C)=C(O)C2=C1N GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J 0.000 claims description 3
- 241001493546 Suina Species 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 10
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 abstract description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 abstract description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000002261 nucleate cell Anatomy 0.000 abstract 2
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 13
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 11
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 10
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 10
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 7
- 210000001772 blood platelet Anatomy 0.000 description 6
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 6
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000005786 degenerative changes Effects 0.000 description 4
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 241000283086 Equidae Species 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 230000003583 cytomorphological effect Effects 0.000 description 3
- 210000003979 eosinophil Anatomy 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 208000010110 spontaneous platelet aggregation Diseases 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- 206010057248 Cell death Diseases 0.000 description 1
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 1
- 239000000232 Lipid Bilayer Substances 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000404144 Pieris melete Species 0.000 description 1
- 201000004681 Psoriasis Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001363 autoimmune Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000004656 cell transport Effects 0.000 description 1
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 230000002380 cytological effect Effects 0.000 description 1
- 230000001085 cytostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000002900 effect on cell Effects 0.000 description 1
- 230000000441 effect on granulocytes Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 1
- 230000001951 hemoperfusion Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000008611 intercellular interaction Effects 0.000 description 1
- 210000004731 jugular vein Anatomy 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 238000009101 premedication Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/49—Blood
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, биотехнологии и ветеринарии, а именно к применению акустических волн для неинвазивного воздействия на клетки-мишени биологических тканей с целью управления процессами жизнедеятельности, пролиферативной активностью клеток/культур клеток и тканей и возможности избирательного подавления или активации их функций. Изобретение также может быть использовано в клеточной и молекулярной биологии, представляет интерес для разработки методов экспериментальной медицины, фармакологии, диагностики злокачественных новообразований, индивидуального подбора лекарственных препаратов и герондопротекторов, при тактике радио-, химио- и озонотерапии.The invention relates to medicine, biotechnology and veterinary medicine, in particular to the use of acoustic waves for non-invasive effects on target cells of biological tissues in order to control vital processes, proliferative activity of cells / cultures of cells and tissues and the possibility of selective suppression or activation of their functions. The invention can also be used in cell and molecular biology, is of interest for developing methods of experimental medicine, pharmacology, diagnosis of malignant neoplasms, individual selection of drugs and gerondoprotectors, with tactics of radio, chemo and ozone therapy.
При воздействии акустических волн за счет сжатия в волне клеточных мембран и реализации пьезоэффекта возможен эффект изменения поверхностного заряда и функционального состояния мембран. Таким образом, мембрана может быть мишенью, на уровне которой реализуется цепь цитологических, биохимических и биофизических эффектов. Клетки, находящиеся в акустическом поле, по сравнению с длиной волны являются точечными, испытывая сжатие и расширения объема, достигающее 20%, что, в свою очередь, может уменьшить количество активных каналов при латеральной диффузии молекул липидного бислоя, изменить проницаемость цитоплазматической мембраны (ЦПМ) и функциональное состояние клетки [1-9].When exposed to acoustic waves due to compression in the wave of cell membranes and the implementation of the piezoelectric effect, the effect of a change in the surface charge and the functional state of the membranes is possible. Thus, the membrane can be a target at the level of which a chain of cytological, biochemical, and biophysical effects is realized. Compared to the wavelength, the cells located in the acoustic field are punctate, experiencing compression and expansion of the volume, reaching 20%, which, in turn, can reduce the number of active channels during lateral diffusion of lipid bilayer molecules, and change the permeability of the cytoplasmic membrane (CPM) and the functional state of the cell [1-9].
Из уровня техники известен способ иммунокоррекции при аутоиммунном процессе (патент на изобретение RU 2098139, опубл. 10.12.1997). После премедикации осуществляют перфузию крови больного в вено-венозном варианте через срезы ксеноселезенки, предварительно активированные ультразвуком слабой интенсивности 0,3-0,4 Вт/см2 в импульсном режиме 50 имп/с, в течение 8-10 мин. Способ применяется для упрощения процесса гемоперфузии и увеличения сорбционной способности селезенки при лечении псориаза. Данный способ эффективен при проведении перфузии с объемной скоростью 75-80 мм/мин в течение 40-45 мин 2-3 сеансами с интервалом между ними в 3-5 дней в начале курса традиционной комплексной терапии.The prior art method for immunocorrection in the autoimmune process (patent for invention RU 2098139, publ. 10.12.1997). After premedication, the patient's blood is perfused in the veno-venous version through xenosplenic sections previously activated with ultrasound of low intensity 0.3-0.4 W / cm 2 in a pulse mode of 50 pulses / s for 8-10 minutes. The method is used to simplify the process of hemoperfusion and increase the sorption capacity of the spleen in the treatment of psoriasis. This method is effective for perfusion with a bulk velocity of 75-80 mm / min for 40-45 min for 2-3 sessions with an interval between them of 3-5 days at the beginning of the course of traditional complex therapy.
Однако указанный способ является затратным за счет использования дорогостоящего стационарного оборудования и материала. Способ требует при его реализации работы специально обученного персонала, сложен в исполнении методики, длителен по времени, осуществим при работе УЗ аппаратуры в импульсном режиме и на срезе одного типа ткани.However, this method is costly due to the use of expensive stationary equipment and material. The method requires, when it is implemented, the work of specially trained personnel, is complicated in the execution of the methodology, is time-consuming, is feasible when the ultrasound equipment is operating in pulsed mode and at the cut of one type of tissue.
Известен способ неинвазивного разрушения расположенных за костями грудной клетки биологических тканей (патент на изобретение RU 2472545 от 20.01.2013 г., бюл. №2), выбранный в качестве ближайшего аналога. Данный способ основан на воздействии фокусированным УЗ пучком на биологическую ткань для локального разрушения клеток только в месте нахождения основного фокуса, без повреждения в побочных фокусах.A known method of non-invasive destruction of biological tissues located behind the bones of the chest (patent for invention RU 2472545 dated January 20, 2013, bull. No. 2), selected as the closest analogue. This method is based on the action of a focused ultrasound beam on biological tissue for local destruction of cells only at the location of the main focus, without damage to the side foci.
Данный способ применяется в УЗ хирургии только для одновременно теплового и механического воздействий, сопровождается сильным разогревом ткани. Ограничение в применении способа акустического разрушения клеток определяется использованием высокоинтенсивного УЗ, возможностью воздействия только на один вид ткани организма человека - костную, причем на всю ткань одновременно, а не на отдельные клетки (остеобласты), генерацией локального избыточного пикового положительного давления 30-80 МПа в месте воздействия.This method is used in ultrasound surgery only for both thermal and mechanical effects, accompanied by a strong heating of the tissue. The limitation in the application of the method of acoustic destruction of cells is determined by the use of high-intensity ultrasound, the possibility of affecting only one type of tissue of the human body - bone, and on the entire tissue at the same time, and not on individual cells (osteoblasts), by generating a local excess peak positive pressure of 30-80 MPa place of exposure.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного способа неинвазивного направленного воздействия на клетки ткани животных, безопасного при реализации и не требующего дорогостоящего стационарного оборудования, специально обученного персонала и специально оборудованного помещения; осуществление способа без дополнительных технических средств и химических реагентов; минимальная затрата времени (15-60 с); полная безопасность метода для медицинского персонала и научных сотрудников при максимальном эффекте.The objective of the invention is to develop an effective method of non-invasive directed exposure to animal tissue cells, safe to implement and not requiring expensive stationary equipment, specially trained personnel and specially equipped rooms; the implementation of the method without additional technical means and chemicals; minimum time consumption (15-60 s); complete safety of the method for medical personnel and researchers with maximum effect.
Целью предлагаемого изобретения является плановое неинвазивное воздействие на клетки разных типов и размеров.The aim of the invention is a planned non-invasive effect on cells of different types and sizes.
Техническим результатом заявленного изобретения является: направленное изменение проницаемости ЦПМ; торможение или активация транспортных систем клеток, фонофорез лекарственных препаратов на клеточном уровне; регуляция активности мембран-связанных ферментов; направленная супрессия роста клеток, в том числе ненормированного, вследствие нарушение аппарата межклеточного взаимодействия и клеточных контактов, опосредованных ЦПМ, что даст возможность проводить купирование заболеваний различной этиологии на клеточном уровне.The technical result of the claimed invention is: directed change in the permeability of the CPM; inhibition or activation of cell transport systems, phonophoresis of drugs at the cellular level; regulation of membrane-bound enzyme activity; directed suppression of cell growth, including abnormal, due to a violation of the apparatus of intercellular interaction and cellular contacts mediated by CPM, which will make it possible to arrest diseases of various etiologies at the cellular level.
Заявленный технический результат осуществляется тем, что воздействие на клеточную суспензию производят непрерывной ультразвуковой волной частотой 0,88 МГц, интенсивностью 0,05-1,0 Вт/см2 в течение 15-60 с - на ядросодержащие клетки размером более 7 μ, а на безъядерные клетки размером до 6 μ - интенсивностью 0,7-1,0 Вт/см2 в течение 20-40 с; а также импульсным ультразвуком с частотой генерации 2,64 МГц диапазоном интенсивности 0,4-1,0 Вт/см2 в течение 20-60 с - на ядросодержащие клетки размером более 7 μ, а на безъядерные клетки размером до 6 μ - интенсивностью 0,7-1,0 Вт/см в течение 25-60 с с последующим приготовлением мазков, их окраской трипановой синью и дифференциальными красителями, анализом состояния цитоплазматических мембран и жизнеспособности клеток.The claimed technical result is achieved by the fact that the effect on the cell suspension is produced by a continuous ultrasonic wave with a frequency of 0.88 MHz, an intensity of 0.05-1.0 W / cm 2 for 15-60 s - on nucleated cells larger than 7 μ, and on nuclear-free cells up to 6 μ in size - with an intensity of 0.7-1.0 W / cm 2 for 20-40 s; as well as pulsed ultrasound with a generation frequency of 2.64 MHz with an intensity range of 0.4-1.0 W / cm 2 for 20-60 s - on nucleated cells larger than 7 μm, and on nuclear-free cells up to 6 μm in intensity 0 , 7-1.0 W / cm for 25-60 s followed by preparation of smears, their staining with trypan blue and differential dyes, analysis of the state of cytoplasmic membranes and cell viability.
Заявленное изобретение осуществляется путем ультразвукового воздействия на ткань, приводящего к избирательному изменению цитоморфологии или к разрушению клеток/клеточных структур животных отряда непарнокопытных.The claimed invention is carried out by ultrasonic exposure to tissue, leading to a selective change in cytomorphology or to the destruction of cells / cell structures of animals of the order of artiodactyls.
Проведены исследования по определению особенностей поведения клеток крови лошади в УЗ поле, выявлены диапазоны интенсивностей, вызывающих обратимые и необратимые изменения. Обнаружены следующие цитоморфологические эффекты УЗ (несущая частота 880 кГц и 2,64 МГц) на эритроциты: изменение формы, образование симметричных групп вокруг клетки и цепочек эритроцитов без цитолиза, появление теней клеток. Лейкоциты изменялись раньше эритроцитов, спустя 15-30 с от начала инсонации. Действие на гранулоциты, ведущее к изменению ЦПМ, а затем клетки в целом, начиналось раньше, чем на агранулоциты. У всех животных в диапазоне 0,4-1,0 Вт/см2, в импульсном и непрерывном режиме УЗ обработки, происходили одинаковые эффекты: деформация и нарушение границ, деструкция и агрегация клеток, разрыв ЦПМ и взрыв ядер, лизис.Studies have been carried out to determine the characteristics of the behavior of horse blood cells in the ultrasound field, and ranges of intensities causing reversible and irreversible changes have been identified. The following cytomorphological effects of ultrasound (carrier frequency of 880 kHz and 2.64 MHz) on erythrocytes were found: change in shape, the formation of symmetrical groups around the cell and chains of red blood cells without cytolysis, the appearance of cell shadows. White blood cells changed earlier than red blood cells, 15-30 seconds after the onset of insonation. The effect on granulocytes, leading to a change in CPM, and then the cells as a whole, began earlier than on agranulocytes. In all animals in the range of 0.4-1.0 W / cm 2 , in the pulsed and continuous mode of ultrasonic treatment, the same effects occurred: deformation and violation of boundaries, destruction and aggregation of cells, CPM rupture and nuclear explosion, lysis.
Раскрытие изобретения. Кровь брали из яремной вены лошадей во время ежегодного контроля здоровья натощак в утренние часы.Disclosure of the invention. Blood was drawn from the jugular vein of horses during the annual monitoring of fasting health in the morning.
УЗ обработке подвергали только кровь здоровых животных. Группа животных - верховые лошади (n=10). Объем крови от 5 до 10 мл озвучивали в абсолютно одинаковых условиях по методу автора [4]. Контролем служили интактные клетки тех же животных. Источником УЗ могут быть аппараты для ультразвуковой терапии, работающие на частотах генерации 2,64 МГц и 0,88 МГц - УЗТ-3.06 УЗТ - 1-01 Ф; УЗТ-1.02 С, или любой другой прибор отечественного производства. Интенсивность УЗ варьировала от 0,4 Вт/см2 до 1,0 Вт/см2, что контролировали с помощью дифференциальной термопары, калиброванной по интенсивности. Интенсивность УЗ, прошедшего в ткань in vitro, составляла 90% номинальной интенсивности. Воздействие УЗ волнами проводили в непрерывном (частота 0,88 МГц) и импульсном режиме 10 мс (2,64 МГц). Обработку образцов крови проводили в термостатируемой кювете при температуре 20°С (термостат U-7 с).Ultrasound treatment was subjected only to the blood of healthy animals. The group of animals is riding horses (n = 10). A blood volume of 5 to 10 ml was voiced under absolutely identical conditions according to the method of the author [4]. The control was intact cells of the same animals. The source of ultrasound can be devices for ultrasound therapy operating at the generation frequencies of 2.64 MHz and 0.88 MHz - UZT-3.06 UZT - 1-01 F; UZT-1.02 C, or any other device of domestic production. The intensity of ultrasound ranged from 0.4 W / cm 2 to 1.0 W / cm 2 that was controlled using a differential thermocouple calibrated by intensity. The intensity of ultrasound transmitted into tissue in vitro was 90% of the nominal intensity. The action of ultrasonic waves was carried out in a continuous (frequency of 0.88 MHz) and a pulsed mode of 10 ms (2.64 MHz). Blood samples were processed in a thermostatic cuvette at a temperature of 20 ° С (thermostat U-7 s).
Длительность воздействия изменяли в разных сериях от 15 с до 1 минуты. О действии УЗ на клетки крови судили по количественным и качественным изменениям. Изменения проницаемости ЦПМ всех клеток определяли тестом с трипановой синью [10]. Обратимость изменений проверяли через 20 мин. В случае потери жизнеспособности клетки оставались окрашенными в синий цвет. Делали мазки, окрашивали по методу быстрого дифференциального окрашивания биопрепаратов набором Диффквик и определяли лейкограмму стандартным методом [7]. Результат воздействия наблюдали в световой микроскоп (иммерсия, микроскоп «ЛОМО», объектив 100x/1,25, окуляр 10х/18). Референсный ряд клеточных размеров по Н.А. Любину [11]. Статистическая обработка данных - в пакете прикладных программ «Statistica 6.0». Достоверными считали различия при р<0,05.The duration of exposure was varied in different series from 15 s to 1 minute. The effect of ultrasound on blood cells was judged by quantitative and qualitative changes. Changes in the CPM permeability of all cells were determined by trypan blue test [10]. Reversibility of changes was checked after 20 minutes. In case of loss of viability, the cells remained stained blue. Smears were made, stained by the method of rapid differential staining of biological products with the Diffkvik set and the leukogram was determined by the standard method [7]. The result of exposure was observed under a light microscope (immersion, LOMO microscope, 100 x / 1.25 objective, 10 x / 18 eyepiece). Reference row of cell sizes according to N.A. Lyubin [11]. Statistical data processing is available in the Statistica 6.0 application package. The differences were considered significant at p <0.05.
Непрерывный УЗContinuous ultrasound
Особенности воздействия непрерывного УЗ на мембраны клеток и клетки в целом отражены в таблице 1 и на фотографиях мазков крови лошадей (фиг. 1-3). Некоторые примеры цитоморфологических эффектов.The features of the effect of continuous ultrasound on the cell membranes and cells as a whole are shown in table 1 and in photographs of blood smears of horses (Fig. 1-3). Some examples of cytomorphological effects.
0,05 Вт/см2 40-50 с. Лейкограмма без особенностей, но от 5% (обработка 40-45 с) до 20% (50 с) лейкоцитов с измененной ЦПМ. Лизис ЦПМ после 60 с обработки.0.05 W / cm 2 40-50 s. The leukogram without features, but from 5% (treatment 40-45 s) to 20% (50 s) of leukocytes with altered CPM. CPM lysis after 60 s of treatment.
0,2 Вт/см2 15-45 с. Лейкограмма без особенностей, но происходит изменение объема цитоплазмы лимфоцитов по сравнению с контролем.0.2 W / cm 2 15-45 s. The leukogram is without features, but there is a change in the volume of the cytoplasm of the lymphocytes compared with the control.
0,2 Вт/см2 60 с. У 20% сегментоядерных нейтрофилов и эозинофилов лизис ЦПМ. Остальные виды лейкоцитов без особенностей. Изменения лейкограмм в пределах референсного ряда.0.2 W / cm 2 60 s. In 20% of segmented neutrophils and eosinophils, CPM lysis. Other types of leukocytes without features. Leukogram changes within the reference series.
0,4 Вт/см2 30 с. (Фиг. 1) Лейкограмма без особенностей. Начало разрушения лейкоцитов. Сегментоядерные нейтрофилы (Фиг. 1, верх) и лимфоциты с признаками клеточного лизиса и деструкции. После 45 с - изменения в ядрах лимфоцитов и объема их цитоплазмы.0.4 W / cm 2 30 s. (Fig. 1) Leukogram without features. The beginning of the destruction of white blood cells. Segmented neutrophils (Fig. 1, top) and lymphocytes with signs of cell lysis and destruction. After 45 s, changes in the nuclei of lymphocytes and the volume of their cytoplasm.
1,0 Вт/см2 20 с. Изменение проницаемости ЦПМ эритроцитов и тромбоцитов, разрушение ЦПМ лейкоцитов. 30-40 с и – агрегация тромбоцитов и лизис лейкоцитов (Фиг. 2). 60 с – тромбоциты в огромных группах. Сохранны только лимфоциты, но 90% из них без цитоплазмы. Других лейкоцитов в мазке нет. Под действием непрерывного УЗ в крови лошади регистрировали изменения эритроцитов. Так, после облучения интенсивностью 1,0 Вт/см2 более 30 с обнаружены включения в клетки, агрегация. При этом происходили дегенеративные изменения лейкоцитов. На Фиг. 3 показана агрегация клеток: тромбоцитов и лимфоцит в окружении эритроцитов.1.0 W / cm 2 20 s. Change in the permeability of the CPM of red blood cells and platelets, the destruction of the CPM of leukocytes. 30-40 s and platelet aggregation and leukocyte lysis (Fig. 2). 60 s - platelets in large groups. Only lymphocytes are preserved, but 90% of them are without cytoplasm. There are no other white blood cells in the smear. Under the influence of continuous ultrasound in the blood of a horse, changes in red blood cells were recorded. So, after irradiation with an intensity of 1.0 W / cm 2 for more than 30 s, inclusions in cells and aggregation were detected. In this case, degenerative changes in white blood cells occurred. In FIG. Figure 3 shows the aggregation of cells: platelets and a lymphocyte surrounded by red blood cells.
Импульсный УЗPulse ultrasound
Изменения клеток крови после инсонации импульсным УЗ начинали регистрировать при больших интенсивностях УЗ (Табл. 2 и фиг. 5-7) вследствие уменьшения тепловой компоненты в момент действия излучателя.Changes in blood cells after insonation by pulsed ultrasound began to be recorded at high ultrasound intensities (Table 2 and Fig. 5-7) due to a decrease in the thermal component at the time of the action of the emitter.
0,4 Вт/см2, 20 с. Дегенеративные изменения нейтрофилов и эозинофилов (Фиг. 4). 30 с - лизис цитоплазмы и дегенеративные изменения ядер лейкоцитов всех видов. Тромбоциты и эритроциты без особенностей. 60 с - полный лизис лейкоцитов, изменение проницаемости ЦПМ тромбоцитов, деформация ЦПМ эритроцитов (лизис лимфоцита на Фиг. 5).0.4 W / cm 2 , 20 s. Degenerative changes in neutrophils and eosinophils (Fig. 4). 30 s - lysis of the cytoplasm and degenerative changes in the nuclei of leukocytes of all types. Platelets and red blood cells without features. 60 s — complete leukocyte lysis, change in the permeability of the platelet CPM, deformation of the red blood cell CPM (lymphocyte lysis in Fig. 5).
0,7 Вт/см2, 25 с. Лизис наиболее крупных видов лейкоцитов-моноцитов, дегенеративные изменения нейтрофилов и эозинофилов (Фиг. 6).0.7 W / cm 2 , 25 s. Lysis of the largest types of leukocytes-monocytes, degenerative changes in neutrophils and eosinophils (Fig. 6).
Обратимые изменения проницаемости ЦПМ тромбоцитов при сохранении их жизнеспособности. Начало цитоморфологических изменений эритроцитов: единичные клетки имеют булавовидные утолщения.Reversible changes in the permeability of the platelet CPM while maintaining their viability. The beginning of cytomorphological changes in red blood cells: single cells have club-shaped thickenings.
0,7 Вт/см2, 60 с. Лизис лейкоцитов. Изменение формы эритроцитов. Появление цитоцепочек (фиг. 7) и теней клеток. Возможен гемолиз.0.7 W / cm 2 , 60 s. White blood cell lysis. Changing the shape of red blood cells. The appearance of cytochains (Fig. 7) and cell shadows. Hemolysis is possible.
1,0 Вт/см2, при облучении более 20 с идентифицировать клетки сложно. Происходят необратимые изменения лейкоцитов. 30 с - вспенивание цитоплазмы и разрыв ядер. Агрегация тромбоцитов. 60 с – лизис ядер и цитоплазмы лейкоцитов.1.0 W / cm 2 , when irradiated for more than 20 s, it is difficult to identify cells. Irreversible changes in white blood cells occur. 30 s - foaming of the cytoplasm and nuclear rupture. Platelet Aggregation 60 s - lysis of nuclei and cytoplasm of leukocytes.
Выводыfindings
1. УЗ воздействие на образцы клеточных суспензий in vitro УЗ волной частоты генерации 2,64 МГц в импульсном режиме, Isata 0,7-1,0 Вт/см2 при длительности 25-60 с последовательно изменяет проницаемость, а затем и структуру ЦПМ безъядерных клеток размера 4,5-5,8 мкм.1. Ultrasonic treatment of samples of cell suspensions in vitro by ultrasonic waves of a generation frequency of 2.64 MHz in a pulsed mode, I sata 0.7-1.0 W / cm 2 for a duration of 25-60 s successively changes the permeability and then the structure of the CPM nuclear-free cells of a size of 4.5-5.8 microns.
2. Действие импульсным УЗ (2,64 МГц) диапазоном интенсивности 0,4-1,0 Вт/см2 в течение 20-60 с на ядросодержащие клетки размером более 7 μ изменяет проницаемость, структуру ЦПМ, после чего вызывает их разрушение.2. The action of pulsed ultrasound (2.64 MHz) with an intensity range of 0.4-1.0 W / cm 2 for 20-60 s on nucleated cells larger than 7 μ in size changes the permeability, the structure of the CPM, and then causes their destruction.
3. Интенсивность 0,05-1,0 Вт/см2 непрерывной ультразвуковой волны частотой 0,88 МГц при облучении в течение 15-60 с суспензии ядросодержащих клеток размером более 7 μ действует на проницаемость и структуру ЦПМ, а затем и на всю клетку в целом, изменяя ее морфологию.3. The intensity of 0.05-1.0 W / cm 2 continuous ultrasonic waves with a frequency of 0.88 MHz when irradiated for 15-60 with a suspension of nucleated cells larger than 7 μ affects the permeability and structure of the CPM, and then on the whole cell altogether changing its morphology.
4. Воздействовать на мембраны безъядерных клеток размером до 6 μ непрерывной ультразвуковой волны частотой генерации 0,88 МГц можно направленно интенсивностью 0,7-1,0 Вт/см2 в течение 20-40 с.4. Influence on the membranes of nuclear-free cells up to 6 μ in size of a continuous ultrasonic wave with a generation frequency of 0.88 MHz can be directed with an intensity of 0.7-1.0 W / cm 2 for 20-40 s.
Список литературыBibliography
1. Олешкевич А.А. Действие непрерывного и модулированного ультразвука на клетки крови животных in vitro / V Съезд биофизиков России. Материалы докладов: в 2 т. - Ростов-на-Дону: ЮФУ. - Т. 2: 2015. - С. 107.1. Oleshkevich A.A. The effect of continuous and modulated ultrasound on animal blood cells in vitro / V Congress of Russian Biophysicists. Materials of reports: in 2 volumes - Rostov-on-Don: SFedU. - T. 2: 2015 .-- S. 107.
2. Максутова Д.Ж Применение фокусированного ультразвука под контролем магнитно-резонансной томографии // Проблемы репродукции / Russian Journal of Human Reproduction. 2009. №2. С. 30-36.2. Maksutova D.Zh. The use of focused ultrasound under the control of magnetic resonance imaging // Problems of reproduction / Russian Journal of Human Reproduction. 2009. No2. S. 30-36.
3. Олешкевич A.A., Носовский A.M., Каминская Е.В. Экспериментально-теоретическое обоснование методов увеличения продукции клеток различной этиологии после обработки акустическими (ультразвуковыми) волнами. Ч. 1. Метод интенсификации процессов метаболизма бактериальных клеток в суспензии // Биомедицинская радиоэлектроника, 2014. - №2. - С. 53-57.3. Oleshkevich A.A., Nosovsky A.M., Kaminsky E.V. Experimental and theoretical substantiation of methods for increasing the production of cells of various etiologies after treatment with acoustic (ultrasonic) waves. Part 1. A method of intensifying the processes of bacterial cell metabolism in suspension // Biomedical Radioelectronics, 2014. - No. 2. - S. 53-57.
4. Олешкевич А.А., Каминская Е.В., Носовский A.M. Экспериментально-теоретическое обоснование методов увеличения продукции клеток различной этиологии после обработки акустическими (УЗ) волнами. Ч. 2. Методика акустической стимуляции клеток животного происхождения // Биомед. радиоэлектр. 2014. - №.3. - С. 33-39.4. Oleshkevich A.A., Kaminskaya E.V., Nosovsky A.M. Experimental and theoretical substantiation of methods for increasing the production of cells of various etiologies after treatment with acoustic (ultrasound) waves. Part 2. Methods of acoustic stimulation of animal cells // Biomed. radioelectric. 2014. - No. 3. - S. 33-39.
5. Botyan N.I., Akopyan V.B., Oleshkevich A.A. Cytostatic effect of ultrasound combined with medicine on photobacteria // V National conference on biomedical physics & engineering, Bulgaria, 1989, p. 109-110.5. Botyan N.I., Akopyan V.B., Oleshkevich A.A. Cytostatic effect of ultrasound combined with medicine on photobacteria // V National conference on biomedical physics & engineering, Bulgaria, 1989, p. 109-110.
6. Шарый Н.И., Ковалева B.M., Крюкова Г.В. Влияние многократного действия УЗ на культуры клеток человека // Гигиена и санитария. 1979. №2. С. 48-50.6. Shary N.I., Kovaleva B.M., Kryukova G.V. The influence of the repeated action of ultrasound on the culture of human cells // Hygiene and sanitation. 1979. No. 2. S. 48-50.
7. Олешкевич А.А., Пашовкин Т.Н. Возможность изменения лейкограмм животных при действии непрерывного ультразвука терапевтического диапазона интенсивностей // Аграрная Россия. - №6 (2015). С. 13-17.7. Oleshkevich A.A., Pashovkin T.N. The possibility of changing animal leukograms under the action of continuous ultrasound of the therapeutic range of intensities // Agrarian Russia. - No. 6 (2015). S. 13-17.
8. Пашовкин Т.Н., Садикова Д.Г. Расслаивание, разделение и концентрирование клеток в поле стоячих ультразвуковых волн // Акустич. ж-л. Т. 55. 2009. №4-5. С. 575-585.8. Pashovkin T.N., Sadikova D.G. Stratification, separation and concentration of cells in the field of standing ultrasonic waves // Acoustic. l T. 55. 2009. No. 4-5. S. 575-585.
9. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами МГТУ им. Н.Э. Баумана. М., 2005. 223 с.9. Akopyan VB, Ershov Yu.A. The basics of the interaction of ultrasound with biological objects MSTU. N.E. Bauman. M., 2005.223 s.
10. Скибо Ю.В., Абрамова З.И. Методы исследования программируемой клеточной гибели: Учебно-методическое пособие «Теория апоптоза» / Ю.В. Скибо, З.И. Абрамова. - Казань: ФГАОУ ВПО КФУ, 2011. - 61 с.10. Skibo Yu.V., Abramova Z.I. Research Methods for Programmed Cell Death: A Teaching Aid “Apoptosis Theory” / Yu.V. Skibo, Z.I. Abramova. - Kazan: Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education KFU, 2011. - 61 p.
11. Методические рекомендации к определению и выведению гемограммы у сельскохозяйственных и лабораторных животных при патологиях // Н.А. Любин, Л.Б. Конова. Ульяновск, 2005 г. - 112 с.11. Methodological recommendations for the determination and removal of hemograms in agricultural and laboratory animals with pathologies // N.A. Lyubin, L.B. Konova. Ulyanovsk, 2005 - 112 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137363A RU2639769C1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Method for direct impact on tissues cells of odd-toed animals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137363A RU2639769C1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Method for direct impact on tissues cells of odd-toed animals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2639769C1 true RU2639769C1 (en) | 2017-12-22 |
Family
ID=63857468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016137363A RU2639769C1 (en) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Method for direct impact on tissues cells of odd-toed animals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2639769C1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2098139C1 (en) * | 1993-10-13 | 1997-12-10 | Цыпин Анатолий Борисович | Method of immune correction at autoimmune process |
-
2016
- 2016-09-19 RU RU2016137363A patent/RU2639769C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2098139C1 (en) * | 1993-10-13 | 1997-12-10 | Цыпин Анатолий Борисович | Method of immune correction at autoimmune process |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| T.N. PASHOVKIN D.G. et al. Use of ultrasonic standing wave in biological studies and cell technologies // Bull Exp Biol Med, 2007, 144(1):118-22. * |
| ОЛЕШКЕВИЧ А.А. и др. Возможность изменения лейкограмм животных при действии непрерывного ультразвука терапевтического диапазона интенсивностей // Аграрная Россия, 2015, N 6, с. 13-17. * |
| ОЛЕШКЕВИЧ А.А. и др. Возможность изменения лейкограмм животных при действии непрерывного ультразвука терапевтического диапазона интенсивностей // Аграрная Россия, 2015, N 6, с. 13-17. T.N. PASHOVKIN D.G. et al. Use of ultrasonic standing wave in biological studies and cell technologies // Bull Exp Biol Med, 2007, 144(1):118-22. * |
| ОЛЕШКЕВИЧ А.А. и др. Количественный анализ действия модулированного ультразвука на некоторые клетки тканей животных // Ветеринария, зоотехния и биотехнология, 2014, N 5. С. 27-33. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pahk et al. | Boiling histotripsy-induced partial mechanical ablation modulates tumour microenvironment by promoting immunogenic cell death of cancers | |
| Nyborg | Biological effects of ultrasound: development of safety guidelines. Part II: general review | |
| Swamydas et al. | Isolation of mouse neutrophils | |
| Carstensen | Acoustic cavitation and the safety of diagnostic ultrasound | |
| Rubin et al. | On the behaviour of living cells under the influence of ultrasound | |
| Wang et al. | Membrane damage effect of continuous wave ultrasound on K562 human leukemia cells | |
| Itah et al. | Hydrodynamic cavitation kills prostate cells and ablates benign prostatic hyperplasia tissue | |
| RU2639769C1 (en) | Method for direct impact on tissues cells of odd-toed animals | |
| Lorsung et al. | Acoustic radiation or cavitation forces from therapeutic ultrasound generate prostaglandins and increase mesenchymal stromal cell homing to murine muscle | |
| Markov et al. | Interactions between electromagnetic fields and immune system: possible mechanism for pain control | |
| RU2617374C1 (en) | Method of directed acoustic impact on the functional state of cells-targets material of representatives of cat families | |
| Burov et al. | Nonlinear ultrasound: breakdown of microscopic biological structures and nonthermal impact on a malignant tumor. | |
| DiSano et al. | Isolating central nervous system tissues and associated meninges for the downstream analysis of immune cells | |
| Oleshkevich | Various in vitro effects of continuous and modulated ultrasound on blood cells of different animal species | |
| RU2645076C2 (en) | Method for acoustic noninvasive impact on target cells of canine tissue | |
| Duan et al. | Sonoporation of immune cells: heterogeneous impact on lymphocytes, monocytes and granulocytes | |
| Moghaddam et al. | Effect of Acoustic Cavitation on Mouse Spermatogonial Stem Cells: Colonization and Viability | |
| RU2639805C2 (en) | Method of directed non-invasive impact on morphological state of tissue cells-targets of representatives of cat family | |
| RU2728601C1 (en) | Method for testing substances which affect aging processes by blood analysis | |
| Miller et al. | Biological and environmental factors affecting ultrasound-induced hemolysis in vitro: 1. HIV macrocytosis (cell size) | |
| Feril et al. | Hypotonia-induced cell swelling enhances ultrasound-induced mechanical damage to cancer cells | |
| Cordova-Fraga et al. | Increasing survival study of kidney HEK-293T cells in magnetic field vortices and nano-fluid | |
| Braeman et al. | Human lymphocyte chromosomes and ultrasonic cavitation | |
| RU2672114C1 (en) | Method of laboratory diagnostics of early stages of pregnancy in mare | |
| Karshafian | On the permeabilisation and disruption of cell membranes by ultrasound and microbubbles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180920 |