Биотехносфера №2/2016

Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

 Агейкин А. В., Темников В. А., Тычков А. Ю. Изготовление 3D-скаффолдов методом двухфотонной полимеризации (2РР) из различных видов PLA-материала для создания биоинженерных тканевых конструкций

Рассмотрена регенерация поврежденных структур биологических тканей с замещением ее дефектов определенной архитектоники, которые являются важными составляющими любой области современной медицины. Для исследования использовано высокотехнологичное оборудование — установка для двухфотонной полимеризации (2РР), позволяющая создать из биосовместимых материалов структуру ткани любой геометрии для последующего ее внедрения в организм человека.

Ключевые слова: регенерация тканей, двухфотонная полимеризация, скаффолды.

Толкович Д. В. Учебный имитатор электрофизиологических сигналов, выполненный в форме торса человека

Сейчас практически нет устройств для имитации физиологических реакций пациента. Для решения этой проблемы разработано устройство, воспроизводящее электрофизиологическую активность пациента. Устройство выполнено в форме торса человека (голова и туловище). Внутри торса размещены многоканальный функциональный генератор, блок сопряжения генератора с сетями электродов и компьютерный модуль, предназначенный для управления генератором. Имитатор может использоваться для первичного обучения врачей и среднего медицинского персонала и для повышения квалификации различных специалистов в области электрофизиологии. В дальнейшем имитатор должен пройти процедуру сертификации и применяться для метрологического обеспечения электрофизиологического диагностического и регистрирующего оборудования.

Ключевые слова: электрофизиологические сигналы, имитатор, генератор, методика моделирования.

Гольдберг Д. Л., Григорьев П. Е., Оленчук А. В. Основные аспекты обеспечения защищенности персональных данных в медицинских информационных системах

Проанализирована нормативно-правовая документация по защите персональных данных в учреждениях здравоохранения и исследованы основные требования регулирующих органов, предъявляемых к аппаратным, программным и административным средствам по защите персональных данных. Особенностью медицинских информационных систем является обработка персональных данных специальной категории, что накладывает ряд обязательств на медицинские учреждения. Однако завышение реального уровня актуальных угроз приведет к необоснованному повышению финансовых затрат на обеспечение безопасности персональных данных. В качестве необходимого и достаточного уровня защищенности для типичной медицинской информационной системы был определен третий уровень. Для реализации этого уровня с учетом критериев регулирующих органов необходимо соблюдение следующих требований: обеспечение сохранности носителей персональных данных; утверждение перечня лиц, обладающих доступом к персональным данным; регулярный контроль за соблюдением требований; использование средств защиты информации, прошедших процедуру сертификации; назначение ответственного за обеспечение безопасности персональных данных.

Ключевые слова: медицинская информационная система, персональные данные, безопасность, уровень защищенности, средства защиты информации.

Клиническая медицина

Глазова А. Ю., Тур Е. Ю., Макаренкова А. А., Похазникова М. А. Одноканальная электронная аускультативная дифференциация звуков вдоха при хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астме

Приведены результаты исследований звуков вдоха у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой. С помощью одноканальной регистрации звуков дыхания электронным стетоскопом и последующей компьютерной обработки данных выявлены и дифференцированы объективные аускультативные признаки, характеризующие каждую из указанных патологий. Предложены физические модели генерации звуков дыхания при наличии морфологических изменений в легких, обусловленных указанными заболеваниями.

Ключевые слова: ХОБЛ, БА, электронная аускультация, среднеквадратичное значение СПМ, звуки вдоха, длительность вдоха.

Солдатенкова Н. А., Орлов А. В., Ротарь О. П., Алиева А. С., Бояринова М. А., Могучая Е. В., Рогоза А. Н., Конради А. О. Раннее сосудистое старение: распространенность и предикторы в российской популяции

Введение. Лица, у которых сосудистый возраст превышает хронологический, составляют группу с высоким сердечно-сосудистым риском. Целью нашего исследования является оценка распространенности синдрома раннего сосудистого старения (синдром EVA) и факторов риска его развития с применением различных методов оценки артериальной жесткости сосудистой стенки.

Дизайн и методы. В рамках эпидемиологического исследования ЭССЕ-РФ 481 участники без сердечно-сосудистых осложнений в анамнезе в возрасте 25–65 лет были выбраны случайным образом из популяционной выборки жителей Санкт-Петербурга. Натощак были определены уровни липидов и глюкозы, измерено артериальное давление по стандартному протоколу. Сердечно-лодыжечный сосудистый индекс (CAVI) определяли с помощью VaSera VS-1500 (Fukuda, Япония). Каротидно-феморальную скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) исследовали с помощью аппарата SphygmoCor (AtCor, Австралия). Мы использовали три определения синдрома раннего сосудистого старения (английская аббревиатура EVA): сосудистый возраст (рассчитанный как индекс жесткости СAVI) превышает хронологический возраст 4 года (EVAvas); как значение, превышающее два стандартных отклонения (SD) от среднего значения СРПВ для этой возрастной группы в нашей исследуемой выборке (EVAsphRus); как значение, превышающее два SD от среднего референсного значения СРПВ с поправкой на возраст (EVAsphRef). За референсные значения СРПВ принимались данные, представленные в статье «Thе ReferenceValuesforArterialStiffness’ Collaboration».

Результаты. Значимо более высокая распространенность синдрома EVA регистрируется при использовании индекса CAVI [82 (17 %) по сравнению с использованием показателя СРПВ: 36 (7,5 %) для EVAsphRef- и 14 (2,9 %) для EVAsphRus-критериев] при низком индексе согласованности критериев 0,08. Согласно европейским референсным значениям СРПВ у молодых лиц (до 40 лет) нашей выборки распространенность синдрома EVA была до 17 % выше по сравнению с EVAsphRus-критериями, что связано с более высокими средними значениями СРПВ для группы молодых лиц в российской популяции. При использовании EVAsphRef- и EVAsphRus-критериев во время множественного логистического регрессионного анализа вероятность раннего сосудистого старения выше у пациентов с артериальной гипертензией (АГ) (ОШ 2,76,95 % ДИ 1,3–5,4, р 0,05; ОШ 11,4, 95 % ДИ 2,5–51,6, р < 0,05 соответственно), гипертриглицеридемией (ОШ 2,5, 95 % ДИ 1,2–5,2, р 0,05; ОШ 3,9, 95 % ДИ 1,4–11,6, р 0,05 соответственно); сахарным диабетом 2-го типа (ОШ 3,9, 95 % ДИ 1,4–11,2, р 0,05; ОШ 5,9, 95 % ДИ 1,5–22,1, р < 0,05 соответственно). Вероятность раннего сосудистого старения, выявляемого путем критерия EVAvas, выше только при наличии АГ (ОШ 2,6, 95 % ДИ 1,6–4,4, р < 0,05).

Выводы. Результаты нашего исследования подчеркивают важность оценки состояния сосудистой стенки с применением различных методов определения сосудистой жесткости и с учетом возраста, уровня артериального давления и метаболического профиля.

Ключевые слова: раннее сосудистое старение, артериальная жесткость, сердечно-лодыжечный сосудистый индекс, каротидно-феморальная скорость распространения пульсовой волны.

Нанотехнологии и наноматериалы

Карасев В. А., Калинин С. Б. Компьютерная программа Predicto @ Designer для прогнозирования и проектирования вторичных структур белка: UPGRade. II. Принципы создания теоретической базы данных пентафрагментов белков

На основе теоретического анализа базы данных пентафрагментов (ПФ) белков, полученной из эксперимента, предложены принципы для создания расширенной теоретической базы данных (БДР), пригодной для прогнозирования и проектирования вторичных структур белка. На первом этапе из начальных ПФ получают выборку тетрад аминокислот, отыскивают среди них тетрады, перекрывающиеся на три аминокислоты, с тетрадами исходной выборки и путем наложения получают новые ПФ для БДР. На втором этапе используют тетрады ПФ файлов предыдущих и последующих стадий, переходных между различными типами вторичных структур. Для создания БДР и анализа результатов написаны программы ALUBAT и TABULA и получен упрощенный вариант БДР, использованный в программе Predicto @ Designer.

Ключевые слова: компьютерная программа, вторичные структуры белка, прогнозирование, теоретическая база данных пентафрагментов белка.

Карасев В. А., Калинин С. Б. Компьютерная программа Predicto @ Designer для прогнозирования и проектирования вторичных структур белка: UPGRade. III. Алгоритмы поиска пентафрагментов в базах данных и методы коррекции прогнозирования вторичной структуры белка

В целях повышения эффективности прогнозирования и проектирования вторичной структуры белка проведено совершенствование алгоритмов поиска пентафрагментов (ПФ) во вновь созданных базах данных (БД) ПФ. В табличной форме предложены списки кодовых номеров для поиска начальных ПФ и последующих ПФ в БД для прогнозирования вторичной структуры белков. Из предложенных методов коррекции прогнозирования наиболее эффективной оказалась замена аминокислот в ПФ, позволяющая, при наличии в БД ПФ архетипов белков, предсказывать вторичную структуру родственных белков с высокой точностью.

Ключевые слова: компьютерная программа, базы данных пентафрагментов, алгоритмы поиска пентафрагментов, прогнозирование, методы коррекции, вторичная структура белка.

Тропова Я. Г., Королев Д. В., Афонин М. В., Гареев К. Г., Печникова Н. А., Матвиенко А. А., Богушевская В. Д. Динамика показателей периферической крови крыс в эксперименте с введением магнитных композитов на основе наноразмерных частиц оксида железа

Исследовали динамику периферической крови крыс на фоне введения различных магнитных наночастиц на основе оксида железа как потенциального средства адресной доставки лекарственных препаратов. Использовали наночастицы магнетита и коллоидные частицы на основе оксида железа и диоксида кремния FemOn—SiO2, получаемые одно- и двухстадийными способами. Через 3, 6 и 24 ч после введения определяли гематологические показатели. Установлено отсутствие значимых изменений со стороны периферической крови животных, что косвенно свидетельствует об отсутствии выраженных системных токсических эффектов магнитных композитов, приготовленных различными способами.

Ключевые слова: магнитные наночастицы, эксперимент, крысы, показатели периферической крови.