Биомеханические модели крови в задачах гемосорбции, ультрафильтрации и гипертермии тканей тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

С\

IЦП 1ИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ЛАТВИЙСКОЙ ССР /\ ЛАШИлСКИН ШУЧНО-ИССЛВДОВАТЕЛЬСКИЯ ИНСТИТУТ —> ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТСПВДИИ

На правах рукописи

СИГАЛ Валерий Львович

УДК 577.21е577.3.05+578.088+577.3+616.6

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ КРОВИ В ЗАДАЧАХ ГШОСОРБЦИИ, УЛЪТРАФИЛЪТРАЦИИ И ГИПЕРТЕРМИИ ТКАНЕЙ

01.02.08 -Биомеханика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

г ^ I ор

1 Б1ГА-1990

Работа выполнена в Институте пройдем онкологии им» Р.Е.КаЕйЦ-кого АН УССР,

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

РЕГИР2Р С.А.»

доктор технических наук, профессор ЯХНО О.М.,

доктор медицинских науК( профессор МИХЕЛСОН М.О.

Ведущая организация: Институт тепло- и маосообмена ¡1м. А.В.Лыкова АН БССР •

Защита состоится "_"_ 19 г. в_часов

на заседании специализированного совета Д 081.0ii.01 при Латвийском научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии по адресу'. 226005, г. Рига, ул. Дунтес,12/22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Латвийского института травматологии и ортопедии.

Автореферат разослан "_" _ 19 г.

Ученик секретарь специализированного совета

вита II.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В ряду принципиально новых подходов к изучению и лечению живого организма в настоящее время особое значение приобретают быстро развивающиеся биоинаенерныа методы датон-сикационной терапии,основанные на замещении ослабленных или утраченных функций защитных систем организма (иммунной,моноокоигеназ-ной и экскреторной) с помощью технических средств, а именно; аппаратуры "искусственная" почка, системы для гемосорбции,ультрафильтрации крови, плозмафереза и др. Несомненен прогресс в тактике и результатах лечения многих тяжелых заболеваний этими методами или в комбинации с другими. Так, в клинике лечения онкологических больных таким адъювантным методом целенаправленного воздействия на опухоль является использование локальной электромагнитной гипертермии как таковой или в совокупности с проведением детоксикационной терапии. Общее в изучении и развитии указанных методов соотоит в необходимости учета особенностей кровотока как континуума и его составляющих, определяющих свойства самой крови как биологической суспензии. Следовательно, механизмы действия,выяснение оптимальных условий проведения биоинженерных методов должны основываться но на расчетах для весьма непродуктивной, но распространенной модели " черного ящика " с входными и выходными потоками, а на исследовании макрофизичзских процессов массопаренооа, связанных а участвующим в них кровотоком и определяющим! в конечном очете, клинический эффект этих методов. Важнейиай особенностью последних является то, что механизмы их лечебного действия определяются прежде всего механическими особенностями контакта крови,её клеток и белков с используемыми биоматериалами или гканьш. Поэтому существенный научный и практический ипторео представляют исследования, в которых, наряду с традиционно рассматриваемыми чисто механическими процессами, не пренебрегают сопряженными 0 ними макроскопическими процессами с участием биологических макромолекул,например, эдактрошшетическими и термодинашческими. Такие процессы обусловлены проявлением поверхностных сил границы раздела фаз. Несмотря на актуальность таких исследований, биомеханические особенности контакта с поверхностью любой природы ивучолы иодос?ато4»юЛ!риые-нительно к биоматериалам типа гемосорбентов и синтетических мембран такие исследования весьма немногочисленны и противоречивы.

Одной из основных проблем в изучении механического поведения крови'вблизи твердой поверхности небиологического происхождения

г

является разработка комплексного подхода и единых методик как для клеток и белков крови, так и для биомэтериалов, что дало бы возможность сопоставить результаты исследований различных авторов, дать достоверные оценки прогноза гемосовмесгимосги. В литературе отсутствует ряд важных характеристик механиче.ских свойств крови и её клеток во взаимосвязи с их электрокинетическими и ионообменными свойствами, нет сведений о характере изменений свойств и точений крови при её контакте с гчмосорбентами иди синтетическими мембранами, не оценен вклад неоднородности структуры гликокаликса эритроцитов в значения йх подвижностей, характеризующих степень функциональной полноценности клеток, недостаточно изучена роль кровотока в процессах тканевого тепло- и мвссоперэноса при внешних физических или физико-химических воздействиях. Решение этих вопросов особенно важно для установления требований к выбору материалов и условий проведения указанных висе инженерных методов медицины.

Основная цель проведенного в диссертационной работе исследования состоит в разработке комплексного подхода к изучению механических свойств форменных элементов и биологических жидкостей, в также коь^зктирующих с ними пористых биоматериалов (гемосорбентов, синтетических мембран) нв основе взаимного учета их поверхностных, физико-химических,ионообменных и электрокинетических характеристик,' экспериментальном определении этих свойств и теоретическом обосновании оценок их показателей для выявления степени функциональной полноценности клеток и гемосовместимого контакта с вновь синтезируемыми биоматериалами; создании математических моделей ге-мосорбции, мембранных методов разделения крови (ультрафильтрации, плазмафереэа) и локальной гипертермии тканей, учитывающих биомеханические свойства крови; разработке способа приготовления гемо-сорбеите применительно к восстановлению траисфуэиош;ых свойств донорской крови длительных сроков хранения.

В связи о этим в работе решались следующие задачи:

1.Разработать теоретические методы, пссчета электроиоверхнос них овойств гемосорбентов и форменных клеток крови. Реализовать экспериментальную проверку предлагаемых методов;

2.Выявить биомеханическую роль адсорбционных белковых слоев вокруг эритроцитов и на поверхности биометериалоь;

3.Выявить взаимосвязь между энергетикой поверхности синтетических материалов медицинского назначения и адсорбируемое! ыо бел-

ков плазмы нрови;

Разработать биомеханические критерии оценки фиэичеоких и физико-химических воздействий на кровь и её компоненты при гамо-сорбции и локальной гипертермии тканей;

5,Выявить роль биомеханических характеристик кровотока при ремосорбции л локальной гипертермии;

¿.Установить биомеханические механизмы,обеспечивающие клинические эффекты сорбционных и мембранных методов-медицины. Исполь-. зуя полученные результаты,предложить гемосорбент специализированного действия.

Достоверность результатов обосновывается применением апробированных методов и средств при экспериментальных исследованиях биомеханических свойств клеток крови и контакта между ними и поверхностью биоматериалов; использованием методов теоретической и молекулярной физики, корректность которых доказана их многочисленными приложениями; применением нескольких принципиально отличных' между собой методик для выяснения одних и тех же биомеханических характеристик; необходимым количеством опытов, в каждой экспериментальной серии, что обеспечивает получение отатистичеоки достоверных результатов; учетом биологических и небиологичеоних факторов при выборе и обосновании математических моделей и проведении экспериментов.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые теоретически и экспериментально предложен принципиально" новый в биомеханике подход, заключающийся в комплексном рассмотрении реологических и поверхностных эффектов, связанных о движением крови в тканях и экстракорпоральных устройствах. На основа такого Подхода

- предложена теория установившихся течений биологических жидкостей типа плазмы крови через узкие капилляры в условиях реализации адсорбционного белкового олоя и проявления элегсгрокинетчаоких явлений - потенциала течения и электроосмоса;

- установлено неизвестное раноэ влияние структурной (стерической) составляющей биомеханических взаимодействий,зависящей от типа плотности распределения сегментов макромолекул, на процессы агрегации между эритроцитами хранимой донорской крови до и после гемо-сорбции;

- впервые обоснована необходимость учета неньютоновских свойств крови при сорбционных и мембранных методах очистки крови}

- теоретически обоснованы и разработаны биомеханические методы наследования электроповерхностннх,вязкоупругих,энергетических овоПоЧ'в клеток и пористых биоматериалов;

- предложена теория эффекта Копли-Скогт Блэре - важнейшего явления современной биореологии;

- впервые предложены И обоснованы биомеханические механизмы,обеспечивающие клинические эффекты гемосорбции и локальной гипертермии тканей, определены возможности их интенсификации.

Практическая ценность раооты заключается з том,что в ней развиты экспериментальные методы (электрофоретический, реологический, фильтрационный, адсорбционный) определония механических свойств эритроцитов, а также крови как суспензии этих клеток. Весь комплекс развитых методов может быть рекомендован для изучения вопросов, связанных с функционированием форменных элементов и системы микроциркуляции, в частности, для разработки новых клинических тестов в патогенезе инфекций и злокачественных новообразований. Полученные в работе прогностические доклинические оценки свойств гемо-сорбентов, определяющие характер биомеханического контакта клеток и балков н^ви с искуственными поверхностями, могут быть использованы при выявлении критериев гемосовместимости любых вновь синтезируемых пористых биоматериалов. Кроме того, обоснованные и рассчитанные в диссертации модели и механизмы охватывают реальные биологические объекты, физиологические процессы и новейшие клинические методы мед! 'доны.

Минздравом СССР разрешен к клиническому применению разработанный при выполнении наотоящей диссертационной работы гемосорбент СКН-Д (номер регистрационного удостоверения Минздрава СССР Р87/901--23^). Отдельные результаты, методики, рекомендации, основанные на материалах диссертации, в том числе связанные с использованием сорбента СКН-Д, внедрены в ряде научных учреждений и клиник страны (Горьковский НИИ травматологии и ортопедии МЗ РСФСР, Ленинградски» институт усовершенствования врачей, Дорожная больница ст.Донецк МНС СССР и др.).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на У Всесоюзной конференции но поверхностным силам (Москва, 1972), Всесоюзном симпозиуме "Физиологическая роль поверхностно-активных веществ" (Черновцы,1975), 1У Всесоюзной конференции по системе свертывания и фибринолизу (Саратов,1975), П и Ш Всесоюзных конференциях по мембранным методам разделения смесей (Суй-

даль, 1977,1981), I и Г1 Всесоюзных конференциях по сорбционным ме-?одам детоксикации и иммунокоррекции в медицине (Харьков, 1982?,Таш-кент,1984), I Всесоюзном биофизическом съезде (Москва,1982),Республиканской конференции по современным проблемам гемодиализа и ге-мосорбции в трансплантологи« (Ташкент,1982), I Республиканском симпозиуме по биомеханике (Одесса,1984), Международном симпозиуме по клеточному электрофорезу (Росток,ГДР, 1984), УГ1 Всесбюзной конференции по тепломассообмену (Минск,1984), Республиканской конференции по новым средствам и сферам клинического применения сорбци-онной детоксикации организма (Днепропетровск,1985), I и П рабочих совещаниях по электрофорезу (Уфа,1986,1989), УП Международном симпозиуме по гемосорбции (Киет,1986), Республиканской конференции по сорбентам медицинского означения и механизмам их лечебного действия (Донецк,1988), Международном симпозиуме по физическим свойствам биологических клеток (Росток,ГДР,1988), 17 Европейском конгресса по искусственным органам (Брюссель,1989).

Публикации по работе. Основное содержание диссертации изложено в 98 опубликованных работах, 2 монографиях и описаниях к 2 авторским свидетельствам на изобретения.

Структура к объем работы.Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов к каждой главе и общих; выводов, описка основной использованной литературы,включающего 421 источника (245 отечественных и 176 иностранных).

Работа изложена на страницах машинописного текста,содержит 22 таблицы и 43 рисунка. В приложении к диссертации приводятся акты об использовании и внедрении в практику результатов исследований.

Основные положения.выносимые на защиту:

- обоснование но:зго подхода к определению механизмов изменений элзкгрокинегических свойств клеток крови,фиксируемых в элекгрофо-ретичоокы.1 эксперименте;

- теоретическое и экспериментальное обоснование биомеханической роли адсорбционных белковых слоев вокруг форменных элементов и на поверхности биоматериалов; • '

- доказательство аномального снижения гидродинамического объемного расхода биологической жидкости через узкие капилляры,основанное на учете адсорбции белков и проявлений электроосмоса и потенциала течения;

- выявление взаимосвязи между энергетическими и электроповерхност-

б

ными свойствами биоматериалов и клеток крови, характеризующей биомеханический контакт и целесообразность проведения детоксикацион-ных методов медицины;

- необходимость учета механических свойств крови для расчета конкретных моделей гемооорбции,ультрафильтрации и локальной гипертермии тканей;

- возможность выбора оптимальных биомеханических режимов проведения гомооорбции или усиления её избирательности;

- екопериментально-теоретичеокое обоснование целесообразности ге-модилюции в детоксинационных биоинженерных контурах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Сформулированные цели настоящего исследования обусловили выбор биоматериалов, биологических сред (донорская кровь различных сроков хранения, раотворы белков крови), животных (беспородныо оо-беки,белые крысы), ряда стандартных экспериментальных методов, кратко изложенные в первой главе диосертации. В ней же приведено описание конструкций оригинальных приборов, в чвотности,капиллярного вискозиметра о термостабилизацией. Упомянутое уотройотво позволяет проводить реологические измерения маловязких биологичеок»« жидкостей в широком диапазоне скоростей сдвига (О,5*500) о""*, не требует большого объема пробы ( до 1,5+5 мл) и отличается от существующих рядом достоинств. Конструкция вискозиметра защищена авторским свидетельством.

¡..одификация фильтрационного устройства для определения деформируемости эритроцитов при фиксированном перепаде давления,предложенная в диссертации, при сохранении известного принципа ограничения и фиксирования рабочей зоны фильтра, использует отечественные ядерные мембраны и ряд усовершенствований системы фильтрации клеток. В работе предлагается оригинальный подход для теоретической оценки деформационных свойотв клеток, основанный на скорости прохождения исследуемых форменных элементов черев поры мембраны известного диаметра и использующий данные фильтрационных измерений.

изложены и критически обсуждены требования к постановке экспериментов по электрофорезу клеток. Предложен расчет электрофоре-тичеокой подвижности (ЭФП) эритроцитов по методу латинских квадратов, который выявляет факторы, значимо влияющие на точность из-мзрений. Дальнейшее повышение информативности элоктрофорстических исследований связано с разработкой методов расчета элэктропдверх-ностных свойств клеток,учитывающих реальные биомохонические сеой-т

отва форменных элементов. Развитию этой темы посвящена вторая глава диооергации, в которой рассмотрены оледующие модели электрофо-ретического поведения эритроцитов:

а) модель эритроцита как жидкой,капли, позволяющая учесть внутреннее содержимое клерки. Гидродинамическое обоснование такой модели приведено в современных реологических исследованиях. Представления об электрофоретичеоком поведении эритроцита бак жидкой капли объясняют ряд эффектов, в чвотности, изменения БФП клеток при воздействии физичеоких полей, например, СВт1~поля тепловой мощности, обнаруженные в поставленных нь,.м экспериментах и описанные

в диссертации.

. Распространенные в лите'ратуре механизмы изменения электроповерхностных свойств форменные элементов, как правило, сводятоя к изменениям клеточного поверхностного заряда. Как показывают элементарные расчеты, для таких изменений в условиях постоянства электролитного состава среды необходимы значительно более высокие мощно-оти внешних физических полей (примерно на порядок и более), чем это тлеет место в экспериментах при СВЧ-излучении. Более корректная биомеханическая интерпретация механизмов изменения ЭФП эритроцитов для СВЧ-излучения тепловой мощности может быть осуществлена на основе представлений твердо-каркасной жидко-мозаичной модели клетки и злектрофоретичеокой модели эритроцита как жидкой капли и вводится к изменению вяэкоупругих свойств клетки;

б) модель эритроцита как частицы ионита, основанная ча исследованиях ионообменных свойств клеток, установивших униполярную проводимость их. мембран. Практическая полезность такой элекгрофо ретичеокой модели демонстрируется в диосертации на примере рассмотрения механизма изменений ЭФП эритроцитов при воздействии электромагнитногг излучения малых интенсивностей. Такой механизм сдает быть связан с изменением ионообменных свойств мембран клеток и количелпенно примерно соответствует неэквивалентному об-лену левами калия и натрия между дисперсионной средой и внутренним содер-аимш эритроцитов. Для-кйдичестпенного соответствия результатов, раочегов и данных злоктрофоретических экспериментов о форменными . элемент шли целесообразен одновременный учет в формуле для БФП двух зопутствующих' друг другу явлений - изменений ионной_проводимооти и-вяэкоупругих свойств клеток, что может быть представлено обобщай-ной формулой для ЭФП с парциальным весом для, каждого явления;

в) модель эритроцита как частицы о адсорбционным макромолеку-

лярным слоем, в котором реализуется неравномерная плотность распределения сегментов. Модель позволяет учесть структурные особенности гликокаликса клеток и объемное распределение зарядов в нем. Гидродинамическая составляющая электрофоретической скорости для таких моделей эритроцитов определяется из совместного решения уравнений Навье-Стокса для двух слоев - адсорбционного слоя и объема электролита, причем для первого оно включает дополнительный член, который учитывает сопротивление течению, оказываемое сегментами адсорбированных макромолекул с заданной плотностью распределения.

Задача нахождения ЭФП для таких моделей клеток в диссертации решена методом клеточных функций Грина для наиболее общих условий без ограничения на величину электрокинотического потенциала.Расчеты показали, что для умеренных концентраций электролита необходимо применение решений только нелинейных уравнений Пуассона-Больц-мана даже в случае постулирования постоянной плотности распределения сегментов в адсорбционном слое. В случае непостоянной плотности, что ближе соответствует реальным ситуациям, решение уравнений для установившихся гидродинамических точений получено в диссертации как асимптотическое разложение таких решений уравнений, содержащих большой параметр, с помощью преобразования Лиувилля-Грина. Анализ показал, что при корректно используемых решениях уравнений Пуассона-Больцмена электропоьерхностние свойства клеток для двуслойных моделей выше, чем при применении решений линеаризованных уравнений, и, следовательно, вывод о незначительности электроповерхностных характеристик эритроцитов, полученный в ряде новейших работ по электрофорезу, следует рассматривать как ошибочный.

В диссертации показано, как учет непостоянной плотности распределения сегментов в адсорбционном слое позволяет объяснить ряд принципиально важных биомеханических эффектов, поскольку нами дополнительно установлено, что гистограммы ,,ля ЗФП эритроцитов, основанные на измерениях не меное 50-100 клеток, могут служить тестом на их функциональное состояние. Так, механизм обнаруженного уменьшения ЭФП эритроцитов при хршюнйи крови может быть связан с возникновением и развитием адсорбционных макроиолекулярн^х слоев вокруг клеток. Токая интерпретация элоктроцоротических экспериментов с форменными элементами имеет важное самостоятельное значение в связи с актуальной проблемой .нагрукония эритроцитов как переносчиков лекарств. Фиксирование изменений характерных размерен клеток в нерме и патологии может аытг. использовано а качестве днагностиче-

«кого госта, поскольку в литературе установлена взаимосвязь толщи-щ белковых слоев вокруг эритроцитов и иммунных процеосов в орга-1измэ. В диссертации приведены методики оценки толщин таких слоев, юиованные на электрофоретических измерениях. Получеемая при этом шформацня оказывается неизмеримо богаче, чем, к пршеру, в методах леотронной микроскопии,поскольку дополнительно возмонны количест-1ЭН1Ш9 оценки структуры таких слоев и их ооотава, '

Учет адоорбционных белковых слоев существен также при раоче-ах биомеханических взаимодействий меаду клетками и поверхности поматериалов с клетками. Наш анализ показывает, что для этих це-:ой представления классической физической теории устойчивости чао-иц коллоидных размеров могут быть использованы в дисперсионных радах типа плазмы крови в весьма редких случаях. Оказывается, что рамках этой теории оценки ситуаций, при которых не имеет меото еобратимая агрегация эритроцитов, особенно в условиях хранимой рови, противоречат сложившейся клинической практике переливания онсерЕироваиной донорской крови. Расчеты взаимодействий между летками, основанные на суммировании сил молекулярных,электростати-еских и сферической стабилизации белковыми молекулами в большей гепени соответствуют реальным структурам хранимой крови. Влияние геричеокой составляющей, величина Которой зависит.от свойств гли-окаликса клеток и (или) адсорбированных слоев вокруг них, приводит по^ии'энию устойчивости суспензий эритроцитов. При этом агрегаты эрмзнных элементов при электрокинетическом потенциале £ 18 мВ зляются обратимыми. Порядок силы, определяющей равновесные расо-эяния между клетками, которые составляют несколтчо толщин двойных .метрических слоев, . рассчитанный из энергетичеоких диаграмм,, вставляет ~ 10""'° Н , что соответствует результатам биореологи-зских экспериментов.' По мере увеличения срока хранения донорокой юпи с уменьшением $ -потенциала эритроцитов образование адоорб-)ониого слоя вокруг клеток, составленного из сегментов макромоле/л объемом ( 1+1,2 )• 10"2° м3, существенно меняет характер агре-щии между эритроцитами и в большей степени соответствует свойст-зм крови, которые обеспечивают её структуру при ограниченных сро-IX хранения. • ^ \

Таким образо", анализ биомеханических взаимодействий между хатками, предлагаемый в4 диссертации, вынална®:возможности а прин- , те осуществлять выбор методов и уоловий| способствующих-нормали-' щии рвойотв хранимой крови как транофузионной среды.

Выясненные механизмы межклеточного контакта позволяют такие обратитьоя к определению характера взаимодействий клеток о биома-ториалами. С этой целью необходимо располагать свадошш.ш о свойствах поверхности послодних, для чего вполне естественно рассмотренные методы изучения свойств эритроцитов распространить на исследования биоматериолов. Такой подход изложен в тротьей главе диссертации применительно к сорбентам - пористым биомагериалам,ио-пользуютимся в гемо- и энтерооорбции (синтетические активированные угли). Естественна постановке элекгроповорхностнах исследований гомосорбентов, ибо один из общих механизмов сорбционной очиог-ки крови может быть интерпретирован как результирующее проявление биомеханических и биофизических сил взаимодействия между частицами сорбонга и биологическими макромолекулами (токсина*»]).

Представления, существующие в литературе с ионитных свойствах угля, требуют для оценки значений поверхностного заряда формул, предложенных во второй главе работы для ионообменшл: моделей клеток. Выполненные эксперименты и расчеты позволили установить, что по знаку £ -потенциала имоотся совпаденио для частиц сорбента и эритроцитов, а для углой, эффективно использующихся в тмосорбции, близки между соо'оП абсолютные значения их электрокннегичэокого потенциала и клеток крови. £то подтверждает, что одной на биомохони-ческих хврг.стеристик гемосовыестнмопти биоматерпалов могут быть их влоктроповорхностные свойства, оценка значений которых должна быт! использована при расчетах н анализе суммарных энергетических диаграмм длп контактирующих поверхностей. Приложенный извне потенциал определенного знака 1; величины увеличивает осаждение токсинов на гемосорбенты и улучшает гемосовмостимость. В диссертации предлс жен механизм такого управлении гемосорбцией и его теоретическое обоснование.

Изучение нагпвнмх свойств гомосорбентов, однако, но м&ет в полной мерз обеспечить прогноз их оорбционнцх и биомеханических показателей. Действительно, уже в первые моменты контакта с биологическими жидкостями возникаот адсорбционный шкромолекулярный слой, свойства которого обусловливают рпбочие характеристики гемо-сербонтои. Этот вывод принципиально отлччз:: от сложивдилен в литературе представлений. Развкваомий нами подход состоит в том, что длп конкретных клиничоских целой выбор гемоссрбе.тгов п о.нтетичо-оких'мембран долгой непременно учитывать структуру и б«:оыплЗШ'.'№-екка свойства дкнгмичоского адсорбционного слоя. В диссертации

частично реализовано решение такой поставленной проблемы. В частности, разработаны методы определения структуры вдсорбциошшх слоев белка (альбумина) на поверхности гранул гемоссрбентов - виско-зимотричеокий к электрофоретический.„Результаты расчетов толщин слоев обоими методами представлены в табл.1 и весьма близки между собой. Полученные нами значения толщин свидетельствуют о том, что при любом варианта расположения молэкул белка а адсорбционном слое параллельно или перпендинулярно поверхности (по полоыэнию большой оси эллипсоида) поверхность каждой гранулы покрыта альбумином неполностью.

Таблица I

Толщина адсорбционных слоев альбумина на микрогранулах гемосорбонтп СКН-1К (ааачэния толщины даны в ангстремах)

Продолжительность Исходная концентрация; альбумина в диспер-

шуттелирования, .¡ионной сродэ ( в % )__

мин I 2 4

Вискозиметричеокий метод

10 45+8 . 50+9 69 + 14

ЬО 42 + II ' 45 + 9 Электрофоретичеокий метод 64 + 13

10 26 + I , 36+2 95 + 5

60 34 +2 35+2 54 + 3

Дальнейший прогноз адгезии белковых молекул и клеток крови на оинтэтических активированных углях может быть выяснен из рассмотрения энергетических оценок их поверхностей. В работе для этих целей использовался метод измерения краевых углов натекания,основанный на изучении процесса пропитки различными жидкоотями (дистиллированная вода, химически чистые бензол,этанол,гептан) слоя исоле-дуомого биоматериола. В качостве сорбентов были взяты гранулиро-. ванный азотсодэржащий углеродный гемосорбент СКН-1К и активированный углеродный волокнистый материал медицинского назначения АШИ "Днепр". Пологая углы натекэния приближенно равными краевым углам . смачивания и применяя нелинейные кведратичные аппроксимации, вычислены критические поверхностные натяжения полного омачивания В цолом ряде современных исследований определяют значения , наиболее благоприятные для гемосовыестммого контакта поверхности

синготичеоких полимеров о кровью, неравенством (в Н/м) 20.Ю-^ 4 30»10~^. Ближе к оптимальным находится значение сорбента АУЯ.1, что позволяет очитать его гемооовместимым материалом.

Более точные оценки гемооовместимости в значительной степени могут основываться на величинах адсорбции конкретных белков.Матоды теории адгезии полимеров предоставляют возможность прогноза предпочтительной адсорбции того или иного белка на поверхности биополимеров, Используя сведения оо энергетике белков крови, в диссорта-ции получены значения можфазного натяжения 6"<р и работы 8дгезш: Ь/^ между поверхностью конкретного биоматериала и молекулами белка, приведенные в табл.2. Из ное следует, что возможности адоорбщи альбумина на обоих изученных сорбентах неоколько' предпочтительнее по сравнению о фибриногеном и д" - глобулином. Большие значения "Ь^ для АУВМ по сравнению с СКН определяют более прочную адгезию на нем балков, В этом смыоле более высокая альбуминиаация поверхности АУВМ при использовании его для очистки крови значительно повышает гемосовместимость оорбенга, что согласуется о оценками, полученными п"и раочетах б"с . Предлагаемая методика монет быть попользована при необходимости прогноза биомеханического контакта белков или клеток крови о другими биоматериалами.

Таблица 2

Энергетические характеристики границы раздела активированный уголь медицин'кого назначения - белок плазмы крови

Энергетические Белок

характеристики Фибриноген д*-глобулин альбумин

Гемосорбент СКН-1К ■Щ« ю5, Н/м 65,7 66,9 67,2

<Г' Ю5, н/м 16,9 15,9 15,6

5р

Гемосорбент АУВМ

"Цг* Ю?, Н/м 75,8 77,5 ?Я,1

Ю , Н/м_1М_12^2_11,7

Адоорбируемость белков и адгезия форменных элементов имеют важ нойшио приложения в биореологии, так как любые измерения вязкости биологических сред необходимо должны учитывать эти явления, которыми в таких случаях, как правило, пренебрегают. Изучению этих вопросов посвящена четвертая глава,в которой обсукдены и биомо

ничвские эффекты, обусловленные д-зияенивм биологических «ндкосюИ по узким каналам, например, в межгранульных зазорах при гомосорб-ции и порах фильтрационные мембран. Одним из наиболее интригующих является эффект Копли-Скотт Блэра, в соответствии с которым для стеклянных капилляров,внутренняя поверхность которых предварительно покрыта фибрином, имеет место понижение калущейоя вязкости крови,плазмы,сыворотки по сравнению с капиллярами из аналогичного стекла, но не имеющих такого покрытия. Поскольку эндотелий любого сосуда покрыт пленкой субмикроскопичеокой толщины, постольку в свете эффекта Копли-Скотт Блэта очевидно, что любой реологический эксперимент может нэ отракат.. действительные свойства крови, циркулирующей в кровеносных капиллярах Ш vivo.

Классическая формула Пуваейля не определяет объемный расход ныотоновокой жидкости через какой-либо квпнлляр оообввноотями его поверхности, а только его диаметромградиентом давления 17 Р и вязкостью самой нидкооти . Как нами теоретически установлено, учет электрокинетичеоких явлений в узких капиллярах приводит к отличному ot пуазейлевого расходу Ц, ( (jj проводящей биологической кндкооти, что может интерпретироваться как кажущееся изменение её вязкости. Действительно, движущаяся по капилляру жидкость увлекает за собой избыток ионов, находящихся в /иффузном двойном олое, в результата чего возникает ток течения. В свою очередь, этот ток порождает другое электрокинегическое явление -электроосмос, поскольку на концах капилляра возникает некоторая разность потенциалов. Электроосмотнческое течение направлено лавс~-речу потоку, заданному перепадом давления, что и приводит к тому, что в действительности расход Ц> < CJ-0. В диссертации для конкретных оитуаций приведены оценки значений торможения Ч"/(}0 , полученные на основе решений уравнений Стоке;1 и учете массовых (электрических) сил в условиях пренебрежения инерционными членаш. Оказалось, что для моделей биологических жидкостей изменение Я,/с|-0. как функции радиуса капилляра и концентрации электр пита имеет _ ^ экстремум ( с четко выраженным минимумом при 1+5, где X -

дебаевский радиус экранирования) и оно не соответствует зависимости вида а"1 , которая следует из ошибочной современной теории, предложенной для объяснения эффекта Копли-Скотт Блэра. Установлен-, ныо нами предельные значения уменьшения расхода но ниже 30%

при значениях $ -потенциала (25 4 150)-мВ.Однако,заметные фиксируемые изменения Ц/q,c, связаннее с электрокинетическим торможе-

низы,делили наблвдатьоя только для течений в очен1, узких капиллярах раамэром на порядок-два меньше тех, в которых установлен эффект Коплй-Зкогт Блэра либо реализуются в гемосорбционных колонках и фильтрационных мембранах. Распространение модели на неныотоновские кидкооти типа Кесоона и смесь растворов, включающих двувалентные ионы, не приводит к существенным изменения!,i приведенных выше условий проявления электрокинетического тормоаения в биосистемах, что взоьыа сужает возможности объяснения ряда физиологических явлений еф^ектами двойного злектричаоного слоя.

Принципиально иной, неалектрокинетический механизм изменения вязкости любой биологичеокой кидкости может быть обоснован при анализе устанрвившихоя течений через капилляр о внутренним адсорбционным белковым слоем. Такая модель веоьма аналогична представлениям, развитым в главе второй. Для двуолойных течений торможение потоке и значительной степени определяется функциональной зависимостью для члена одного из уравнений, учитывающего проявление объемных сил, возникающих вследствие сопротивления, окаэываомого сегментами адсорбированных макромолекул, на течения, и адоорбируемостью поверхности капилляра для конкретного белка или их смеоой. Оценки изменения относительного расхода Я^/с^для возможно наиболее приемлемых вночений толщин адсорбционных слоев порядка (50 + 100)2 при диамотре капилляра 0,01-0,1 мм дают изменения кажущейся вязкости, которые приморно соответствуют значениям, экспориментально установленным Копли и Скотт Блэром.

Подытоживая биомеханические исследования, выполненные во вто-рой-чотвортОй главах диосертации, можно утверждать, что они позволяют предложенную и развитую совокупность реологических, электро-кинатических и адсорбционных методов использовать для выявления механизмов действия и условии эффективного применения ряда конкретных направлений новейшей иькенерной медицины. В главе пятой такая программа pet шзована для изучения биомеханических аспектов гемосорбции. В диссертации установлено, что посла гемосорбции хранимой донорской крови наблюдаются!

а) систематическое ошшение динамической вязкости крови для интервала изменения скоростей сдвиге у (в с~А ) Реологические свойства хранимой донорской крови, прошедшей колонку о активированным углем, примерно соответствуют аналогичным свойотвам кропи здоровых доноров. Это позволяет предложить реологический критерий эффективности процедуры гемосорбции. В работе

вияонены причини изменения динамической вязкости донорской кров;* при хранении и тлооорбции, в частности, при фиксированных значениях гсзматокрита, концент! *.ции фибриногена, деформируемости орит-роцитарных мембран. Предложено количественное описание реологических эффектов при гемосорбции, основанное на аппрокоимсцгоиных соотношениях типа (■ V /. \ В )

в котором вязкость плазмы, Н - гоматокрит, в константы Я,

с^яо и 8 определяются из результатов экспорим-энто» методом наименьших квадратов. Выбор (т) учитывает асимптотический характер поведения 7 в ПРИ достаточно малых и больших сГ • Предлагаемая зависимость функционально соответствует уравнению Кеосона, эолиНЛ1,

6 = 1/2, но является болоо обдай и может быть использована при достаточно высоких концентрациях частиц дисперсной ^аэы»

б) нормализация зночоний эритроцитог при этом форма гистограммы кодвн:гностей ¡глоток крови после сорбции значительно уав, чем для эритроцитов крови до сорбции. Причины обнаруженного увеличения поверхностного заряда клеток крови, прошедшей колонку с а/с— тивирова.чным углем, состоят в том, что при гемосорбции происходит • уделоние обратимого адсорбционного белкового слоя, которы" прилегает к поверхности каждого эритроцита и утолщается по мэр*, увеличения срока хрэкплия гчови. Полученные з главе второй результаты анвлиза изменений Э2П при нарушении характера плотности распределений оегмонтоэ з гллкокаликсе эритроцитарноЯ мембраны позволяет дополнить предложенный биомеханический механизм нормализации ЭФП эритроцитов поело гемосорбции изм-зноннями структуры гликокаллкса

и распределения в нем макромолекул. Установленные закономерности обусловливают выбор предлагаемого в диссертации биомеханического показателя, опродэляичвго оптимальность условий проведения гемосорбции, в качестве которого могут использоваться значения ЭФП эритроцитов;

в) улучшение обратимой агрегационноИ способности эритроцитов. В диссертации доится -также анализ изменений индуцированной агрегации, качественно свидетельствующий о нормализации бкомохаиических свойств крови, прошедшей колонку с активированным углем;

г) заметное измене ¡то всой совокупности реологических свойств крови при гемосорбции 1Л УСТ/О. Зафиксированные изменения сходны

с эффектом гемодилкщии, но являются сравнительно более продолжи-

тельными. Минимальные значения всех наученных реологических пара-мэтров наблюдаютоя,нак правило, в первые сутки ш олэ гемосорбции, посла чего имеет место заметный рост их значений о четко выраженной тенденций к достоверной нормализации на 3-7 оутки после гемо-оорбции;

д) увеличение деформируемости эритроцитов крови длительных сроков хранения до величин,характерных дли клеток крови примерно 5-6 оуто;. хранения. Поэтому гамосорбция лишь частично восстанавливает вязкоупругиэ свойотва суспензий эритроцитов. Одной из основных причин установленных изменений деформируемости эритроцитов в процессе хранения крови и при гэмосорбции являетоя АТФ - зависимая дискоциттэхииоцитная трансформация эритроцитов. С падением концентрации внутриклеточной АТФ при хранении крови увеличивается относительное число эхиноцитов, что приводит и уменьшению среднего показателя деформируемоег;: (например, по индокоам деформируемости), а при гемооорбции, вслед ее ростом АТФ, происходит рввероия формы эритроцитов и увеличение деформируемости эритроцит арных мембран.

Рассмотренные биомеханичоокис- аспекты гемооорбционных эффектов позволили разработать способ выбора и приготовления гемосорбен-та специализированного действия, предназначенного для восстановления транс^узионных свойств донорской крови со ороками хранения 1020 сут. Предложенный способ защищен авторским свидетельством.Даль-< нзйшие практические результаты, следующие ив выполненных исследований, в том числе из-численных расчетов изложенной в диссертации Феноменологической модели гемооорбции применительно к извлечении белокавязыьакщих токсииов, {заключаются в расчете и выбора формы гемооорбционных колонок.

Очевидно, что обсужденные выше биомеханические механизмы экстракорпоральной сорбционной детоксикации крови могут быть исполь- 1 зованы и при анализе мембранных методов очистки биологических жидкостей, что изложено в шестой главе диссертации. В ней,з частности изучена модель ультрафильтрации крови через полые полупроницаемые волокна, учитывающая неньютоновские свойства ¡крози и рост осмотического давления, вызванного повышающейся концентрацией белков,не уходящих через мембрану, Показано, что проницаемость каждого волокна зависит • от показателя Я реологического уравнении, харак-; тэриэующего кровь/ и бевраэмерного ультрафильтрационного параметра £ . Чем больше Ь , соотве4,отвующего выбору материала с боль-, шим гидравлическим сопротивлением, чем сильнее значения П- отлл-

^

чаются от единицы ( П. < I), что соответствует усилению ноньютонов-ских свойств крови, тем более резко выражены изменения значений проницаемости вдоль каждого золокна. Учат свойств крови позволяет оок-раткть расхождение между теоретическими расчетами и значениями экспериментальных исследований ультрафильтрации.

Усиление массообмена при развитии динамической прнмембранной белковой структуры, возникающей в процессах разделения крови, в диссертации оценено решениями задачи конвективной диффузии двуслойных гидродинамических течений к поглодавшей поверхности. Такая модель позволила объяснить снижение среднеооьемной концентрации извлекаемых низкомолзкулярных веществ при умзньиении величины зазора плоских гемодиализаторов растущим влияниэм толщин адсорбционных олоев. Она не требует введения спорной гипотезы о скольжении крови или плазмы как функции сечения межмембранного зазора, предлагаемой в ряде современных публикаций. Полученные результаты представляют возможность оценить и некоторые рабочие характеристики экстракорпоральных мембранных устройств. Оказывается, если не учитывается формирование приповерхностных макромолекулярных белковых слоев, то линей-. Вые рабочие размеры таких устройств весьма переоценены.

Эффект совместного использования гзмосорбционных и мембранных-модулой в схемах датоксикационной терапии может быть рассчитан в рзмках чисто феноменологических моделей с применением уравнений материального баланса. Примэр, иллюстрирующий такой расчет, выполнен в диссертации для каскадного плазмафереза и гомодилюции, но может быть обобщен на любые контуры.

Таким образом, выполненный анализ ряда эффектов экстракорпоральных методов основан на изученных нами биомеханических свойствах форменных элементов, характере взаимодей'ч'вий клеток между собой и с биоматериалами, моделях течений крови й капиллярах, реологических свойствах крови и пр. Между тем в биомеханике полезными являются представления об общей характеристике'кровотока через целые органы или больыио объемы ткани. В седьмой главе диссертации такой подход изучен на примере механических моделей клинического метода локальной гипертермии опухолей.

В настоящее время основные оЭдикты гипертермии связываются с кровотоком, его усилением и ослаблением. Такая эволюция течений крови при внешнем СЗЧ- НЭГрвБО. М0Ж9Т ОЫ1 ь объяснена биомеханическими причинами,например, установленными в главе 'второй эффектами денормпг лизпции клеточных функций монодисперсной популяции клеток крови и

1

18

снижением их ЭС-П под действием внешних физических полей, что немедленно приводи! к онижэшш электростатической составляющей суммарной анергии,определяющей взаимодействие между клетками и с внутренней поверхность» оооудов крови, В этих условиях долины наблюда-' гъоя уонленная агрегация клеток, адгезия их к отенкам капилляра и др., что кмаог следствием ухудшение транспортных возможностей для аригроцитов и оолвбление пераиооа тепла внутри нагреваемой биологической гтани, В то жа время принципиальную роль в формировании температурного профиля по оачекшо опухоли и достижении необходимых ¡температур, обеспечивающих клинический эффект гипертермии,играет уо-реднанниЯ по объему кровегок нвгреваемых тканей,который зависит, как показывают ном рнсчбты,от времени нагрева и их ооботвенной ¡температуры,Слэдовгтелыи, важное практическое значение приобретают расчеты биомеханических моделей теплораопределения в опухолях при их локальном внепнем ¡¡пграье.Такие модели могут быть рассмотрены на оонове биогеплоього уравнения,которое учитывает конвективный механизм теплопередачи,связанный о движением крови,в условиях по-сгулироваяия гомогенных свойств биологической ткани.

■• В злокачественных новообразованиях кровоток зависит не только о? их типч.но в значительной отоп'ени определяется растром опухоли, Более того,в пределах одного вида кровоток,как правило,неоднороден по сечению новообразования.Гетерогенность по кровотоку прежде всего ооотот в том,что в центре опухоли оц весьма слаб вплоть до его полного прекращения,тогда как растущий фронт новообразования является высокоперфузионным даяе при сравнении о нормальной гкентв, В вюй связи представляется обоонованной предложенная в диссертации тепловая модель опухоли в виде нескольких слоев,каждый из которых имеег свой кровоток,Получены сгационарние и нестационарные решения биотеплового уравнения для трехслойной модели новообразовании, определяющие профили температур по его сэчоншо.Их анализ позволяет зак^чить, что ведение локальной гипертермии требует учз-

то п^оняпНо патаг^плиилА п л пггч/упт» о -с ггпп-

цеооа завиоиг от.тепловых свойств слоев,в которые подается знерги* внешнего источника тепла, в достаточно узких пределах. Обнаружен^ существенные отличия'температурных нолей для неоднородных по кровотоку биологических структур сравнительно с гомогенными. Научен та-кчх овойотв молот привести не только к неэффективности процедуры локальной гипертермии, ьо и к клинической неудаче ив-за возможного перегрева клеток здоровой ткани. Следовательно, ведение локальной

гипертермии необходимо должно учитывать биомеханические гетерогенные перфузионныэ свойства опухоли и информации о физических (тепловых) свойствах каждого её слоя. Только на такой основе может отроиться стратегия выбора оптимальных уоловий проведения локальной гипертермии, который в диосертации илжотрируетоя выполнениям фантомным исследованием структуры теплообразования при индуктивном нагреве и расчетами методом конечных элементов конкретного распределения температур в тканях нижней конечности при емкоотном локальном нагреве.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Г.Уотановлены фундаментальные биомеханичеоние закономерности изменения электроповерхноотных и вяакоупругих свойств эритроцитов в аависимооти от сроков хранения крови, концентрации электролитов,характеристик гликокаликоа клеток.

2.На основе установленных закономерностей выяснены механизмы изменения электрофоретической подвижности эритроцитов при воздействии тепловых полей, электромагнитного излучения тепловой и малой йп-тенсивностей и при хранении донорской крови. Природа этих механизмов связывается не только о изменением электрокинетического варяда Клеток, но и о изменением целого ряда биомеханических факторов, более реально отражающих оуть происходящих изменений.

3.Впервые предложены л раавиты представления об адсорбционных белковых слоях вокруг эритроцитов. Такие алой возникают в процессе хранения донорской крови, при инфекционных заболеваниях и злокачественных новообразованиях. Показана биомеханическая роль белковых слоев в обеспечении отруктурных свойств крови. Предложено использовать ряд конкретных биомеханических характеристик этих слоев для оценки патологических состояний организуй или степени внешнего физического воздействия но кровь. ^

Разработаны новые методы оценки гемосовмостимых свойств по-риотой поверхности синтетических материалов медицинского назначения как повзрхнооти, контактирующей с белками плазмы кр ">ви и форменными элементами. Предложен и рассчитан энергетический критерий адсорби-руомости конкретных белков на поверхности пористых биоматериалов,определение значений которого позволяет в доклинических исследованиях прогнозировать и регулировать биоадгезионные овойства таких поверхностей.

5.Теоретически установлена новая, 'общая для течений биологических жидкостей через узкие каинллниы* закономерность изменения

объемного расходе в зависимости от проявления поверхностных сил на границе раздела ¿аз и связанных с ними явлениями. Определены ситуации, в которых имеет место уменьшенный расход жидкости сравнительно с классическим, вычисляемым по формуле Пуазейля. Такое снижение рас хода ко может быть интерпретировано б биореологических экспериментах как проявление неньютоновских свойств жидкости. Обсуждены воз-мекнь'о механизмы одного из наиболее интригующих эффектов современной биорео..огии - эффекта Копли-Скотт Блэра.

6.Вскрыты механизмы направленного протекания биомеханических процессов при гемосорбции донорской крови длительных сроков хранения. Установлены условия нормализации глакгроповерхиостных'и деформационных .свойств эритроцитов это;; крови при контакте с синтетическими углями, улучшения ее агрегационкых и вискозиметрических характеристик. Показано, что эффективность восстановления полноценности консервированной донорской крови при гемосорбции с точки зрения биомеханики определяется степенью удал?ння образовавшихся при хранении адсорбционных макромолвкулярных слоев вокруг эритроцитов

и изменением структуры гликокалнкса клеток. Такие причины дополняют основные ^акторы, определяющие механические свойства крови,принятые в биореологичеокой литературе.

7.Установлен реологический механизм изменения свойств крови при гемосорбции в контакте с активированными углями медицинского назначения. Показано, что проведение гемосорбции вызывает заметную модификацию реологических свойств крови, сходную с эффектом гемоди-люции, но гораздо более стойкую, и является дополнителыпм биомеханическим фактором,'содействующим результативности гомосорбционной детоксикации организма.

8.Анализ построенных математических моделей гемосор0ции и полученного в диссертации экспериментального материала, характеризующего свойства гемосорбентов и их контакт с клетками и волками крови, позволил разработать и внедрить в клиническую практику способ ' детоксикации консервированной донорской крови, защищенный авторски

пм.клтаптлппл«« ПппппК 1глт птюш'Итт'Г дг п"тг'|1СПЯ1 ПЩТТПП МПП г* СII а УГ-. П Р '("Т1-

Ристики крови как трансфузионной среди, осуществляет коррекцию ее биохимического,морфологического и функционального статуса.

9.Доказано,что оценки условий проведения и клинической эффективности гемосорбции,ультрафильтрвции и локальной гипертермии злоке чествзнных новообразований непосредственно зависят от биомеханических свойств крови. Пренебрежение учетом указанных свойств сущест-

1бнно ухудшает ценность этих методов, а в ряде ситуаций, в частно-!ти, при локальной гипертермии, делает их фактически неприемлемыми.

10.Разработана конструкция капиллярного вискозиметра с термо-;твбилиэацией, позволяющая при соблюдении постоянной разности дав-юния на концах рабочей части капилляра и минимизации краевого (¡екта проводить реологические измерения маловязких биологических (идкостей для объемов (1,5+5) мл в диапазоне скоростей сдвига ¡0,5+500) Конструкция защищена авторским свидетельством.С целм> зпределения деформируемости клеток методом фильтрования рвзработано /стройстзо,обеспечивающее устойчивую воспроизводимость результатов ^следования и использующее отечественные ядерные мембраны.

Список основных работ," опубликованных по тема диссертации:

[.Сигал В.Л. Применение электрофореза'в биологии и технике // Ду-

хин С.С., Дерягин Б.В. Электрофорез.-М.:Наука,1975.-С.301-317. I, Сигал В.Л.,Духин С.С.Двойной слой, электропроводность и электрокинетические явления в узких прямых капиллярах // Духил С.С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем.-Киев: Наукова думка,1975.-С.186-205. 5.Сигал В.Л. Элактрогидродинамическое течение в плоских капиллярах. с проницаемыми стенками // Ко.шоидн.хурн.-19?6.-Т.38.-\'? 2.-С.297-304.

Сигал В.Л. Элоктрокинетическвя модель дпиження форменных клеток крови (эритроцитов) в ультратонких капиллярах // Пятый Всесоюз. съезд по теорет. и прикл.механике: Тез.докл.~Алма-Ата:Наука,198Г. -С. 319.

5.Сигал В.Л.,Николаев В.Г..Гинзбург К.Е. Конвективный маосопереноо в мембранных методах очистки крови // Третья Всесоюзн.конф. по мембр.методам разделения смесей: Тез.д.жл.-Черкассы, 1981.-С.53-36. . "

6.A.C.I23955I СССР.КЛ.С 01 И; 11/06. Вискозиметр / А. А.Луныш,В.Л.Сигал и др. Опубл.в Б.П.,1986, № 23.

7.Сигал В.Л..Белкин А.А.,Лунько A.A.,Николаев В.Г. Лишние гемоспрб-ции на физико-химичзские свойства консервированной донорской крови // Докл. АН УССР, сор.Б.-1982.9.-С.75-77.

8.Сигал В.Л.,Корноева Л. П. Альтернативные теоретические модели в го-мооорбции. Роль физических сил // Сорбционныэ методы детоксикации ч идаунокоррэкцип в медицине/ Харьков, 1982.-С.257-258.

1 22

9.Сигал В.Л. Альтернативные теоретические модели j гемосорбции. Рель гидродинамических условии // Современные проблемы гемодиализа и гемосорбции в трансплантологии / Ташкент,1982.-C.II2-II3.

10,Сигал В.Л..Симонов И.Н. Модельные представления об эритроците в анализе экспериментальных данных по электрофорезу.I.Модель эритроцита как жидкой капли // Биофизика.-1983.-Т.28.-№ 2.-С.350,

11,Сигал В,JE.,Симонов H.H. Модельные представления об эритроците в анализе экспериментальных данных по электрофорезу.II.Эритроцит кек твэрдая Ч2сткца ионите // Биофизика.-1983,-Т.28.2.-С.350,

12,Гусев А.Н.»Осадчий П.В.,Глинский Г.В.,Осинский С.!!.,Сигал В.Л, Влияние электромагнитного поля малых интенсивностей на электро-кинетичзские свойства эритроцитов и комплексосбразуюш.ую способность белков и пептидов крови // Докл.АН УССР, сер.Б.-1983.-N; 10, -С.65-68,

13, Сигал В.Л. Явление Копли-Скотт Ел;-,ра и его значение для гемосов-местимости биоматериалов // Синтетические полимеры медицинского незначзния.-Алиа-Ата,1983.-С.Д58-160.

14,Сигал В.Л.,Лунько А.А.,Коркаева Л.Н, Ультра^ильтрация крови через полые полупроницаемые волокна // Докл.АН УССР,сер,Б.-1983.-

№ I.-С.65-68.

15,Сигал Б,Л..Осадчий П.В.,Гусев А.Н. О механизме изменения электрО' форетической подвижности эритроцитов при сверхвысокочастотном электромагнитном облучении // Биофизике.-1984.-Т.29.-fe 5.-С.852-856,

16,Гусев А.Н.,Сигал В.Л,,Осадчий П.В. Изменение злактрофоретцческой подвижности эритроцитов под воздействием электромагнитного излучения малых интенсивностей // Электронная обработка материалов.-

' 1984.-Я? 4.-С.59-62,

17,Сигал В.Л..Осадчий П.В. Интерпретация механизма изменения электр' форетической подвижности при воздействии физических полей в твер до-каркасной жидко-мозаичной модели эритроцита // Биофизика.-

1984.-Т.29.-fc 6.-С.974-976,

18,Сигал В.Д.,Осадчий II.B.,Луиько A.A. Дисперсия электрофоретиче-ской подвижности эритроцитов хранимой донорской крови // Гема-тол. и трансфуаиол.-1984.-№ 3.-С.27-29.

19,Пендрак K.Ä..Поежитковэ М.С.,Сигал В.Л. и др. Взаимосвязь мета-, болизма эритроцитов с реологическими свойствами донорской крорц при хранении и гемосорбцир // Докл.АН УССР,сер.Б.-1984.4.-С. 77-78,

>

20. Сигал В.JI., Корнзева JI.H. О механизме усиления гемосорбции во внешних электрических полях // Сорбционные методы дотоксикацин и иммунокоррекции в хирургии / Ташкент,"Медицина" УзССР,1934,-0.134-155.

21.Сигал В.Л.Дорнеева Л.Н. Температурные поля гомогенных и гетерогенных опухолей при гипертермии // Теплообмен -УН.-.Минск, I9S4.-Т.5.-Ч.2.-С.140-144.

22.Сигал В.Л.,Кориееза Л.Н. Расчет элсктрофоретичеокой подвпмпости эритроцитов по методу латинского квадрата // Коллсидн.&ури, ' -1985. -Т. 47. -К? 3.-С.625-С29.

23.Сигал 3.Л..Масленный В.Н.,Г.орнеева Л.Н. Неньютоновскио характеристики крови при гемосорбдпи в эксперименте // Новые средства

- и сферы клинического применения сорбционной детоксикации организма / Днепропетровск,1965.-C.II2-II3<

24.Сигал В.Л. О количественной интерпретации экспериментальных данных клеточного электрофореза // Лабор.дело.-1985.-te 2.-С.123-124.

25.Сигал В.Л.,Николаев В.Г.,Осадчий П.З. Электроповерхностные свойства активированных углей,использующихся в гемосорбции // Электрохимия. -1985. -Т. 21. -К? 8.-C.I038-I044.

26.Лунько А.А.,Осадчий П.В.,Сигал В.Л. Простой капиллярный вискозиметр с термостабилизацией // Лабор.дело.-1935.7.-3.^48.

27.Сигэл В.Л.,Белкин А.Л.,Николаев В.Г.,Лунько А.А. Нормализация физико-химических свойств длительно хранимой консервированной крови при гемосорбции // Гематол. и трансфузиол.-1985.-Н? 5.-C.2I-24.

28.Сигал В.Л.Дорнеева Л.Н* Математическая модель локальной гипертермии гетерогенных опухолей // Известия АН СССР,серия биол.-1985.-К? б.-С.933-941.

29.Сигал В.Л. О возможном механизме изменения электрофоре'тической Подвижности эритроцитов в процессе хранения донорской крови //

. Коллоидн.кури.-1986.-Т.48.-Л? 5.-C.957-9ÓI.

30.Сигал ВЛ. Структурные свойства адсорбированных слоев эритроцитов при хранении донорской крови // Гематол. и трансфузиол.-1936.10.-С.54-57.

31'.Сигал В.Л. Современные представления об электроиоверхностянх ... свойствах эритроцитов в.нормальных и экстремальных условиях¡анализ и задачи // Физиологические основы адаптации к экстремальным факторам среди / Уф.а:изд-во БГУЛР86.-С.23-27.

эг.Осадчий П.В.,Сигал В.Л.,Белкин А.Л.,Апель П.Ю. Изменение деформируемости эритроцитов донорской крови при хранении и гемосорб-ции И Докл. АН УССР, сер.Е.-1986.-»? 5.-С. 79-81.

ЗЗ.Освдчий П.В.,Сигал В.Л..Ворбиненко A.B. Электрокинетический потенциал во юкнистых углеродных сорбентов // Коллоидн.журн.-1986 T.48.-fc I.-C.I80-181.

34.0садчий П.В.,Сигал В.Л.,Апель П.Ю. Модификация фильтрационного метода определения деформируемости эритроцитов // Лабор.дело.-

1986.-h? 12.-С. 767-768.

35.Сигал В.Л.,0садчий П.В.,Николаев В.Г. Поверхностное натяжение а тивированьых полимерных материалов как прогностическая оценка едсорбируемости белков крови // Докл.АН УССР,сер.Е.-1986.-№ 12, С.47-50.

36.Сигал В.Л. Модельные представления об эритроцитах в анализе экс периментвлышх данных по электрофорезу.III.Гликокаликс зритроци тарной мембраны как адсорбционный слой нейтрального полимера // Биофизика.-1987,-Т.32.-№ I.-C.I74.

37.Сигал В.Л.,0садчий П.В. Структурные свойства слоя альбумина, ад •сорбированного на поверхности гемосорбента // Коллоидн.журн,-

1987.-Т.49.5.-С.949-954.

38.Сигал В.Л.,0садчий П.В. Энергетика поверхности активированных углей медицинского назначения // 1урн.физ.химии.-1987.-Т.51.-№ 9.-С.2518-2522,

39.0садчий П.В.,Сигал В.Л. Изменение деформируемости эритроцитов в процессе хранения донорской крови // Гематол. и трансфузиол,-I9B7.-N? 3.-C.3I-33.

40. Сигал В.Л..Осадчий П.В. Критическое поверхностное натяжение активированных углей как критерий их гемосовместимости // 1урн. прикл.химии.-I987.-T.60.8.-C.I766-I77I, .

41. Сигал В.Л. Эффект адсорбции белков на гидродинамическое течений г тонких капиллярах // Коллоидн.иурн,-1987.-Т.49.-№; I.-С.66-71.

42.Сигал В.Л.,0садчий П.В. Взаимосвязь свойств поверхности гемосор ционннх активированных углей с адсорбцией на них глобулярных белков // Хим.-фармац.журн.-1987.-№ 6.-С.647-651.

43.3аграй Й.М., Симонов И. 11., Сигал В.Л. Физико-химические явления в ионообменных системах.-Киев:Высшая школа,1988.-С.250.

44,Сигал В.Л. Злектрокинетичеокий потенциал эритроцитов и его роль в обеспечении структурных свойств крови // Гематол. и трансфуа«: ОЛ.-1988.-К? 4.-С.40-44.

k5i Л.с. 137 12 09 СССР, кл. Ol »I? 33/43. Способ дотоксикации консервированной донорской крови / В.Г.Николае в,В.В.Стрелко, В.Л.СиГал и др. Опубл. в Б.И.,1988, И? 4.

46, Сигал В.Л.Дорнаева Л.Н..Масленный В.И. Эффект дилюции крови как следствие гсмосорбционкого воздействия на организм // Сор-бам-гы медицинского назначения и механизмы их лечебного действия / Донецк, 1933.-С.273-274.

47. Сигал В.Л.Дорнеова Л,П. Модельные представления об эритроците и анализе экспериментальных данных по электрофорезу. П'.Глнкока-ликс эритроцитарной мембрана как неоднородный адсорбционный слой полимэра // Еиофиглка.-1988.-Т.ЗЗ.-К? 4.-С.733,

43» Гусов ft,Hi, Сигал В.П./ЗсинскиП С.П. Тзпло<£«зичэвкиэ модэли в гипертермии.-К:юв:Науковэ лумкз,1989.-176 с.

49. Сигал В.Л. Фильтрационные методы определения деформационных (вязкоупр'угнх) свойств мембран биологических клеток // Лабор, доло.-19о?.-№ 5;-С.4-П.

50, Сагал В.Л.,Корнеова Л.Л. Модельниз предегаплания об притроците й анализе экспериментальных данных по злэктрофорозу,У.Гидродинамический- особенности структуры вликокаликса и электрофорети-чоская подвижность клеток // Биофизика,-1989.-Т.34.-й 2.-С.333.

5.1« Sigal V.L., Duchin S.S. The Double Layer and Sleetn-lcinetic Phenomena in Harrow Capillaries // Surface and Colloid Sei.-1974.-V.7.- Sect.V.-P.108-130,

52» Sigal V.L. t Seaenichin tf.I,:. Comments on: "Nonlinear Poisson-Boltaaann Equation for Uniformly Charged Dielectfcic Sphere in an Electrolyte" // J. Colloid and Interface Sei.-1975.-V.51 111 i -P. 21553. Sigal V.L., Qineburg Yu.jS. On the'Solution of the Poisson-Boltzmann Equation for the Inner Probiens of the Electric Double Layer // J. Phys. Chea.-19S1.-V.85.-N26.-P.3735-3736.

54. Sigal V.L., Simonov I.Ii., iiikolaev V.G., Csadchy P.V. Electro-surface Properties and Possible Values of Zeta-potentinl of Erythrocytes // Cell El'^trophoresis.-Rostolc, GDR.-1984.-L2-IA.

55« Sigal V.L. The Copley-Scott Blair Phenomenon, Will it bo Explained by the Efi'ect of an Electric Double Layer?// Biorheo-lofiy.-1984.-V.21.-N3.-P.297-302.

56. Sigal V.L. On the Constructing a quantitative Theory of Open Capillary Chromatography // J. Liquid Chronatogr.-1984.-V.7.-N10.-P.1961-1968.

57. Sigal V.L. ,Sifflonov I.N. Is the llethod qf Electrophoresis in»: Determination of Electrid Surface Properties of Particle^ a Problem for Erythrocytes?// Cell Electrophoresis.-Berlin, ** New Xork; Walter de Gruyter.-1985.-P. 111-122. ,-

58. Mikoikey- V.G., Sigal V.L.,Belkin A.L,, Osadchy P.V.,Lunko AtA,~ Alteration in Kheologlc Properties of Stored Blood as' Criterioa of Functional State of i|pythrocytes in Hemoparb op er fusion // Folia Buamatol.-19B6.-V.113.-N6.-P.790-798.

59. Sigal V.L. Adsorption Protein Layers about Erythrocytes'"and Electrophoretic liethod for Studying their Properties under Pathogenesis of Infection and Malignant Tumors// Folia Haematol, -19S9.fV.1l6.-N6.

60. Osadchy P.V., Sigal V.L. Physico-chemical Properties of Hemo-sorption Cai'bon Surface // Biooat.,Art. Cells, Art. Drg.-1989.-~ V.17.-N2. -P. 153-155»

6-|, Sigal V.L., Korneeva L.N. Mechanism of Electrokinetic Erytfrro-.'t cytes Membranes Properties Changes Based on the Uniform Distribution of Macromolecule Segments in Glycocalyx of the Qells//^ Electromagnetic Fields and Biomembranes.- Sofia, Pleven.-1989,-'

%

Йодп 1 в печ. 16.01.90. БФ I86I3.'Формат 60x84/16. Бумага тип.Офс; Печать. Усл.печ.л. 1,63. Усл.кр.-отт. 1,63. Уч.-изд.л. 1,4,- 1ираж 100 экз. Заказ qq . Бесплатно.__._■

Отпечатано в Институте математики АН УССР. 252601 Киев 4, ГСП, ул. Репина, 3

4 V/