Фiзико-хiмiчнi особливостi утворення та розчинення фосфатних ниркових конкрементiв тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

1НСТИТУТ Ф13ИК0-0РГАН1ЧН0Г Х1М1Г ТА ВУГЛЕХ1М1Г !м. Л. М. ЛИТВИНЕНКА АКАДЕМП НАУК УКРАШИ

РГ6 Он

^ ; На правах рукопису

БОГДАН Наталя Михайл!вна

Ф13ИКО-Х1М1ЧН1 ОСОБЛ ИВОСТ1 УТВОРЕННЯ ТА РОЗЧИНЕННЯ ФОСФАТНИХ НИРКОВИХ КОНКРЕМЕНТ1В

02.00.04 — «Ф^зична Х1мш»

Автореферат

дисертацп на здобуття паукового ступени кандидата х!мЬших наук

ДОНЕЦЬК — 1994

Диоортац!вю а рукопис

Робота виконана в 1нотитут! ф!зико-орган!чно1 х!м!1 та вуглох!мП !м.Л.М.Литвиненка АкадемИ наук Укра1ни

Науковий квр!вник - кандидат х1м!чних наук, старший науковий сп1вроб1тник Б1яо0ров В.М.

0ф1ц1йн1 опоненти: доктор х!м1чних наук,

професор Внсоцышй Ю.Б.

кандидат х!м1чних наук, старший науковий

сп!вроб1тник Капкан Л.И.

Пров!дна орган1зац!я - Ф!зико-х1м1чний 1нститут

!м. О.В.Богацького АН УкраЬни

Загаст в!дбудеться "/■»£" /ПуР^^Л, 1994 р. о /У годин! не эас1данн! спец!ал!зовано! вчено! рада К 016.21.01 ' в 1нститут1 ф1зико-орган!чно1- х!м1! та вуглех!м11 !м. Л.М.Литвиненка АН Укра!ни (340114, н. Донецьк, вул. Р.Люксембург, 70).

3 дисертащою можяа .ознайомитися у 01бл1отец1 1нет;итуту

ф1зика-орган1чно! х1м!! та вуглех!м1! 1«. Л.М.Литвиненка АН Укра1нм .

Автореферат роз!сланий "//" 1994р.

Вчоний секретар епец!ал!зовано! вчено! ради, кшщодат х!м!чних наук, старений науковий сл!вроЗ!тник

О.М.ШЕВДРИК

Актуальн1еть проблема. Працями В. I. Вернадского, що були дал! розвинут! Г.Сельв, показано, ' що закони фгзичнох х1м11 визначають теч!ю б!ох!м!чних процес1в 1, отже, а основою ф!з!олог!1 та життя взагал!. Тему не з давним, що усп1хами останн!х рок!в медицина майке повн1стю завдячуа ытровад^тшю » практику результат!в досл!джень природничих наук. Все це повною м1рою стосуеться й проблеми сечокам'яяо! хвороби, розв'язок яко'1 в одним з актуал ышх питань сучвсно! меди щит. Багатор1чн< досл1дасешя м1!шалекулярних та м1кйонних взаемод1й у розчинах, проваляться в лабораторП ф1зико-х!м1чних основ водно-сольовог. обм1ну людини 1иФ0В АН Укра1ни, дають п!дстави стверджувати, що основ1 процес!в зародження, росту (1 розчшення) камен1п у нирках, жовчних та слинних залозах, зм!н у суглобах при деяких видах артрит1в,остеохондроз1в 1 тЛн. лежать практично одн! й Т1 к закони ф!зично! х!м11. ЗрозумХло, що й метода л!кування цих хвороб повщш! також базуватися на ф!зико-х!м!чному фундамент!. Тому, певно, ф!зико-х!м!чн! досл!дження законом!рностей розчинення (утворення) камен1в р1зного складу' в мддельних системах дозволяють одержати нову, в!рог1дну 1иформац1ю, що можа бути використана в розробц! л1тол!тичних ксмпозиц!й, як! б дозволили над!йно й без залишку резчнняти камен! р!зного складу в нирках людини без оперативного втручання." Досл!дкення, нац!лене на створення таких л!тол!тичних систем, в вельми актуальшш.

Роботу виконано в1дпов!дно до плану науково-досл!дних роб!т лабораторП ф!зико-х!м!чних основ водно-сольового обм!ну людинн 1нституту ф!зико-орган!чно2 х!мП та вуглех!мП 1Й. Л.М.Лигвиненка АН УкраЗЕни за темами: "Досл!дження ф!зико~х!м!чнш 1 б1ох!м1'чних закономерностей утворення, розчинення й особлнвостей розд!льно! д!агностики ниркового каш'ннл з мятою створення як1сно1 модел1 "ниркового здоров'я" (за Постановок) ПрезидП АН УРСР N0 474 в!д 27.12.1985 N0 дер*, реестр. 01860120901), "Досл!дитн механ!зм. розчинення сечокислого, щавлевокислого й зм!шаного ниркового кзм!ння з метою створення л!тол!тичнш кошозишй для розчинення сечових г.снкром^нтН; шляхом висх1диога л1тол!зу (за Постановок! ДККТ 1.4 СРСР N0 64 п1п 3.03.83 1 розпорягкигогям Лрезиды АН УРСР Ко 656 п1л 14.04.tf3), а такок "Створити л1тол1ти'ш1 ксмпопицН длл роткппчгнч «етто

KaMiifflfl р!зного х1м!чного складу" (на замовлення KoMicil ПрезидН РМ УРСР з питань науково-техн1чного проГрееу)

Метою работа в досл1дження ф!зико-х1м1чних законом!рностей утворення та особливостей розчинення кальц1й-вм!сних (фосфатних) ниркових конкременмв, спрямоване на створення практично нешк1дливет для орган1зыу кошхозиц1й, що забезпечують швидке та над1йнв розчинення камен1в безпосередньо в нирках людини.

Наукова новизна. Уперше впроваджено систематично досл1дження впливу ф1зико-х1м!чних параивтр1в еередовища на утвореяня (розчинення) фосфатних ниркових конкремент1в у системах, що «оделюють сечу людини.' Показано, що у ф!з1олог1чно м'яких умовах • напрям цих проц9о1в може Iototho залежати в1д фазових переход1в фосфату кальц!ю. Вид1лено ochobhI параметри системи.що визначають положения фазових р!вноваг. Дано роз'яснення коливального характеру процесу розчинення фосфатних коикремент1в i нам!чено шляхи практичного використання цього феномену.

Практична ц1нн1сть. Сконотруйовано та виготовлено ориЛнальн! приотро! закритого та проточного типу для- розчинення конкремент1в, як1. дозволяють берперервно контролювати процео л1тол!зу- в експеримент! in vitro. На п!дстав1 проведених досл!джень розроблено та запропоновано для застосування в медичн!й практиц1 композицН для розчинення- засобом зрошення фосфатних конкремент1в ' безпосередньо в нирках хворих, що дозволяе над1йно вт1лити в кл!н!ку використання процесу л1тол1зу з пост1йним зменшекням ваги та об*ему кам!ння.

На захист виносяться. 1. Виб1р основних ф!зико-х1м1чних пар8метр1в сеч1, що сприяють утвореншо (розчиненню) фосфатних ниркових конкремент!в. 2. Законом1рност1 процес!в утворення та розчинення'твердо! фази в орган!зм1 здорових людей та хворих на сечо-кам'яну хворобу при вар1юванн1 частотно-ампл1тудних характеристик сеч1 та л1тол!тичних розчин1в. 3. Залежност1 шьидкост! розчинення фосфатних конкремент!в в!д 1хн1х структурних особливостей. 4. ' Вплив деяких особливостей л1тол!тичних композишй, як1 сприяють ( перешкоджають) розчиненню орган1чно! тч м1иррл.ч1-.но1 окладових частин фосфатних конкремент!в.

Апробац1я робота. Результата диеертацОйно! роботи допов1далися та обговорювалися на Всесоюзной конференцП ''Б1ох1м1я-медицин1" (ЛенОнх'рад, 1988), IX КонГрес! бйропейсько! acouiauil урологОв (Амстердам, 1990), V Мжнародному симпоз1ум1 з розчинност! ;Москва,1992), МОждержавному м1нералог1чному оемОнар! (Сиктивкар, 1993;.

о . '

Публ1кац11. Основний зм1ст дисертац1йно! робота в!добракено в 5 статтях та 5 допов1дях на наукових конференидях.

00'ем та структура роботи. Дисертац1йну роботу викладено hJ' 165 сторОнках машинописного тексту, 1люстровано 29 рисунками, вмОщено 16 таблиц». Б1бл1ограф1я включаз 203 назви.

Дисертац1я складаеться з1 вступу.огляду л!тератури,експери-ментально! частини, обговорення результат1в, висновк1в та списку цитовано! л1тератури й додатку на 5 сторХнках. Додаток документально в!дображув практичне застосування результатов роботи.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ 1. Огляд л!тератури

Разглянуто й обговорено публОкацП з проблем л!тол1зу, законом!рностей утворення та розчинення фосфатних конкремеят!в, а також моделей каменеутворення. Подано х1м1чну 1нтерлретац1ю процес!в, що в1дбуваються в систем1 сеча-конкремент. Проанал1зоваяо роботи, присвячен! неоператившш зассбам вилучення кам!ння з нирок (виох!дний, спадшгй лд.тол1з, метод диетанц1йного подрОбнення камен1в) i показано, що застосування л!тол!зу разом з методами дистатййного подр1бнення дозволило б розширити можяивост! неолеративних засоб1в л!кування сечокам'яно! хвороб®. Вид1лено xímí4hí проблеми процес1в утворення та розчинення ниркових конкрементОв.

3 анал!зу л!тературних маних зроблено ряд bkchobkíb:

1.1. В1дсутн1 систематичн! дослОдження впливу ф1зико-х!м1чних параметров середовища на утворення (розчинення) фосфатних ниркових конкремент!в у системах, що модежють сечу людини. При ОнтерпретацП даних ф1зико-х!м1чних метод1в ана.п1зу циркового кам!ння 8 нев1дпов1дн1сть у терм1нолог11. ,

1.2. 1снуюч1 в наш час уявлення про механОзм кэменеутвореиня . базуються на поглядах про пров1дну роль окремого субстрату без розгляду форм його 1снування й впливу зовн!ин1х та BHyjpiiiiHix фактор!в на цей процес.

1.3. Icny¡04i Teopii камене у творения мають багато протир!ч !• ни охоплюють усього розма!ття процес!в, що в!дбуваються в Оагатоксмпонентайй систем! сеча-кснкремент.

1.4. Формування в нирках фосфатних камен!в о причиною (насл1дком) дуже сильних морфолопчних та функц!ональних зм!н .чирки, а фосфатна форла нефрол!т!азу - найгостр!шй випадок розвитку сечо-кам'яно! хвороби.

■ 1.5. В !нтервал! ф!з!олог!чних значень рН молишв! взаемн! фазов! перетворення р!зних форм фосфату кальц!ю, що необх!дно враховувати при розробц! л!тол!тичних композиц!й для розчинення фосфатних ниркових конкремент1в.

2. Експериментальна частина

Об'актами пропонованого досл1джешм були препаративний 'ортофосфат кальц!ю, а також штучн! та природн1 фосфатн! конкременти. Са^(Р0^)2 був використаний у вигляд! зернин ■ розм!ром 0,20-0,25 мм. Maca фраЛ«ент!в штучшхх та природн!х конкремент!в складала 0,1-0,5 г.

Штучн! конкременти було одержано з гомогенних розчин!в водорозчинних в'яжучих (пол!в!н!лацетат, пол!в!н!ловий спирт, келатин) та препаративного Ca^tPO^), з розм!ром зернин приблизно

0,01 мм. Швидк!сть седимента-ц11 визначалася за допомогою нефелометр!!, особливост! фор-мування каменя - методом опти-чно! м!кроскоп!1.

Розчинення в!дбувалось у со-льових розчинах,моделюючих сечу (див. йонограмму Гамбла на рис. 1), що м!стили , в залеяшост! в!д поставлено! ц!л!, р!зн! активн! аГенти ( пол!карбонов! кислоти - вшту,лимонну,яблучну, а такой 1хн! сум!ш1;мукол!тичн! аГенти й ферменти, поверхнево-активн! речовшш, окиолювач! та !н. (див.табл.) ).рН л.1тол!тичь-их композитй впр1шали в1д 4,0 до 9,0 , температуру 37±0,о<>С. '

Na

nh;UU

n;

л^оив./л 1-300

К'

■viEz

сг

«сог Hfvf¿

-230

-200

cf - i so

-160

-140

-120

изо; -100

- во

hpo,2" - 60

нс0,- - 40

( цитрат - 20

1 y/íll Г

0.1

0)

1 tu;. >. ¡Irnrqij.f.i icpoSl (а) ( fw( ¡en

Штервали концентрац!Я компонентов л!тол1тичних коыпоэиц1й

Компонент К о н ц е н т р а Ц 1 я

1. Винна кислота 10"1 (Йль/л

2. и Лимонна кислота 5- 10"а - 10 -1 моль/л

3. Яблучна кислота 10 -1 моль/л

4. 0кс1етилдифосфонова кислота 10 "э - 10"1 моль/л

5. ДинатрАева с!ль етиленд1ам1н- моль/л

тетраоцтово! кислоти 5- 10"я - 10 моль/л

6. Шрофосфат натр!ю ю-1 моль/л

7. Сульфат натр!ю 10"2 моль/л

е. Хлорид маг'н1ю ю-2 моль/л

9. Карбонат натр!ю ю-3 моль/л

10. Хлорид зал!за 1,5-10-* моль/л

11. Хлорид алюм!я1ю 1,5-Ю-4 моль/л

12. Хлорид н1келю 1,5- Ю"4 ' м.оль/л

13. МЛП ' 10"э моль/л

14. АТФ ю-а моль/л

15. Арг'1н1н 10"2 моль/л

16. Глюкоза ' ю-1 моль/л ■

17. Ацилоризин 3- 10"1 - з моль/л

18. Перборат натр!ю 4-х водний ' 10 "2 - 10"1 моль/л

19. Персульфат кал1ю 10 "2 - ю-1 молт^/л с

20. Бензим1дазол 10"2 моль/л

21. Перекис водню ю-1 моль/л

22. Тван-20 3- 10"' - 3 %

23. Пепсин 10 -1 - 3 %

24. ПротеолЗ-Тичний комплекс 3-Ю"1

лососевих %

25. Папахн (1-3)- ю-' %

26. Трипсин (1-3)- 10"1 , %

27. Хемопсин (1 - 3)- ю-1 %

28. Хемотрнпсин (1-3)- 10" 1 %

29. М- пце 1 ил- Ь-цис 1 е 1 н 1 - 6

____________ ______ ___ __ '

Для к!льк1еного анал!зу процесу розчинення було сконструйовано приетро! закритого та проточного тип!в.В одному з пристро1в закритого типу зразок був закр!плений нерухомо й обмивався розчином за допомогсю сильфонного цристосування. В 1ншому пристро! цього ж типу зразок робив повернено-поступальне пересування в ст.овп! нерухомо! р1дини. Середня швидк1сть (И) в1дносного пересування конкремент-р!дина в цьому випадку визначалася за р!внянням И = А-81п(и1;)с1(и1;)/с11;, де и - кутова швидк1сть обертання.

У пристроХ проточного типу л1тол1з каменОв досл1джувався в 1м1туючих ьшркову лоханку 1зольовашх ком!рках, через як! безперервно прокачувабся л1тол1тичний розчин. 0крем1 компоненти розчин!в додавалися автономно, що дозволяло ввр!ювати склад л1тол1тичних композиц1й. Витрата рЛдини ре^улювалася в такий спос!б, щоби швидк1оть потоку, що обмивав зразок, у вс1х випадках залигаалася 6 постШюю й'дор1внювала 4,5 мл/хв1, у тому числ! й при зм1н! розм!р!в взОрця в процес1 л1тол1зу. Контроль за ироцесом розчинення ниркових камен!в зд1йснкжався безперервно .шляхом реестрування 1хн1х проакц!й на екран! при ф!ксованих значениях оптичного зб1льшення (>100 раз!в).

Вплив структурних особливостей фосфатних конкремент!в на Iхна розчинення досл!джувався шляхом пор!вняння швидкост! розчинення безструктурних та структурованих конкремент!в 1з вм!стом а 90& . Шаруват1сть камен!в в1зуал!зувалася методом забарвлення зразка фарбником Кумасс! Н-250. Х1м1чшй склад визначали за допомогою 1Ч-спектроскопИ на спектрофотометрах ' Ш1-20 та М-80 ("Карл-Цайсс", НДР) у чист1й фаз1 та в матриц! КВг.

Абсолютна швидк!сть л1тол1зу розраховувалася за формулою: Е АН,

V = -, де Ай( = Ко~ и , г - чао, п-к1льк1сть вим1р1в,

1 й - ряд!уо каменя в початковий 1 к!ндевий моменти часу.

1 Вкаэана швидк1сть потоку в усередненою величхшою даних, наг.одених у л1тератур! при кл1н!чн1м л1тол!з! конкремент!в у нпрках людеК

Константу швидкост! псевдопершого порядку розчинення фоофатних конкремент!в розраховано за формулою :

к =

Т1П"

де

та г - середн!й

г

т; • —о

початковий тв впзначений моменти часу. J

Розрахунки р!вноважних характеристик -розчинення фосфатно-ацетатних експериментальних систем провадилися урахуванням закону д1ючих мае, балансу електронейтральност! матер!ального балансу шляхом розв'язання систем р1внянь, в!дпов!дають схем!:

рад!ус каменя н

для

3

ТЪ

що

Са3(Р04)2 + 2НАс

Са(Ас)0 4- 2СаНР0,

Одержан! експериментальн! результата були оброблен! методами математично! статистики.

З.Обговорення результат!в

3.1.Моделювання фосфатного нефрол1т1азу

На модельних системах визначено меж! осно тшх ф!зико-х!м!чних 1 б!ох1м!ччих параметр!в сеч1 людини,. при яких утворюються дрЮнодисперсн! осади (д!атез) або формувться конкремента , аналог1чн1 за своши характеристиками коралопод!бному фосфатному нирковому кам!нню. Естановлено, що структури, аналог!чн! нирковим каменям, здатн! формуватися т1льки за умови одночаено! присутност! в систем! ф!брилярких б!лк1В ! м!нерального каменетв!рного компонента, як1 перебувають V метастаб!льн!м стан!.

т

Рис. 2. Зсиехн1стъ атличноХ гус-ттни водноХ завис I Са^(Р0^)2 61.6 концентрацИ б1мюваг:о суб-стрсту:

1 - 6 г/я Са3(Р04)2 (ацег.апний буфер, рН 3.98);

1 , 2

2 , О

2

4 -

С. г/л

0.6 г/л Са^(Р04)2 (ацетнт-ний буфер, рЯ 3,98); 0,2 г/л Са3(Р04)2 ('ауетат-ний буфер);

0,6 г/л Са3СР04)о С-1 л(ци-нйЬий Пу?ер, рП 8,5 ).

Вивчено залекн!сть оптично! густшш розчину в!д концентрацИ б]лкового субстрату та вм!сту Са^РО^)^ у систем! при р!зних рН. Показано (див.рио. 2), що при ф1ксованих значениях рН моделышх розчин!в i вм1сту Са^(Р0^)2 > вар!ювання концентрацИ желатину ) дозволяв всгановити оптимальне сп!вв!дношення CL„n до

Кс Л • Же Л .

концентрацИ неорган!чного фосфату (Р t), яке характеризув сприятлив! умови для утворення конкремент!в. Одержан! сп!вв!дношёння С„,„ „/Р, , характерн! для утворення осаду, практично сп!впадають з такиш для хворих з кальц!й-фосфатним кам!нням. Встановлено, що в!дношення концентрацИ загального б!лка до Р( у хворих на фосфатний нефрол!т!аз перебуваа в 1нтвервал! в1д 1:10 - 1:6 до 1:3 - 1:2.

3.2. Виб1р Са-зв'язуючих коиплексон1в

Встановлено, що при вибор! Са-зв'язуючих комплексон!в для основних м!неральних каменетв!рних компонент!в Са-вм!сних камен!в 'сл!д враховувати швидк!сть розчинення конкремент!в. Дв, у свою чергу, визначавться деякими ф!зико-х!м!чшши особливостями •комплексон!в, швидк!стю реакцЦ комплексоутворення на поверхн! твердого т!ла,.дифуз!вю продукт!в реакцИ вглиб розчину тощо.. Екопериментально було встановлено, що винна кислота при plfe7,0 практично не розчиняе фосфатних конремент!в (рис. 3). ÍI висока спор!днен!сть до Са2* . (lgk4 = 9.01), з одного боку, та ориЛнальний переб!г залежностей на рис. 3, з !ншого, поясюоються

адсорбц!аю на поверхн! каменя з наступним утворенням важкороз-чинно! сол!.

Адсорбуючися на поверхн! конкременту, винна кислота упов!-льнюе його розчинення.Аналог!ч-н! явшца спостер!галися й при викориотанн! в л1тол!тичних ко-мпозиц!ях п!рофосфат!в, фенан-трол!ну та його комплекс!в, а також ряду ьмйокислот.

Встановлено, що б1льша константа зв'язування йошв каль-

Рш:. 3. ЗалежШстъ ступеня раьчинен'ы фосфатных кошс-£<е.м?н«-.1в eiñ рН у 0,1 Я ¿:jh{ í'.VHof ic:c..tonxi.

ц!ю з комллексоном не а достатньою умовою, що однозначно зумовляо величину швидкост! та повноту розчинення кальц!й-вм!оних конкремент1в.

Показано, що застосування л!тол1тичник композиц!й у кл1п1чн0й практиц! накладав певн! обмеження на виб!р компонентов л!тол!тичних рОЗЧИН!в.

3.3. 0птхш1э&ц1я уыов розчинення

Проведено оптим!зац!ю умов чиеленних досл!джень 1 результатов лОтолОзу итучних 1 нативних конкрементОв.

Показано, що в одних 1 тих самих л1тол0тичних композицОях константи швидкоот! псевдопершого порядку, розчинення для безструктурних (гомогенних) каменОв 0 конкрементОв з виразним чергуванням шарОв мОнерально! та органОчно! складових вОдрОзняються у ™ 2 рази (к = 2,93-10"Б с"1 0 к = 1,66-10"3 о"1 вОдповОдно). У ввдадку розчинення каменОв однаково! структури 1хн0 константи швидкост! мОж собою вОдрОзняються мало ( < 1256 ). Знайдено залежнОеть ступеня розчинення фосфатного каменя вОд рН середовшца при рОзних швидкостях потоку розчину. Показано, що зО збОльшенням швидкост1 руху рОдшш в 10 раз!в (в!д 5,0 до 50,0 мл/хв) ступОнь розчинення конкрементОв зростаз лишень у 2,5 раза.

Вивчено вплив концентрацИ окремих кат!он1в 1 анОонОв (*, , Са3+ , Ре3+, А!3" , БО®". С0|~, РО3" ) лОтолОтичних систем на ступОнь розчинення фосфатних конкрементОв. Збхльшення ступеня розчинення фосфатних конкрементОв (вОд 4,1 до 13,4% ) з1 зростанням концентрацИ катОону амон!ю (вОд О до 9,4- 10"2моль/л) у лОтолОтичних системах пояснюеться утворенням у розчинах розчинОшо! магЫйамонШно! фосфорно! солО.

Встановлено, що сумарна концентрацОя компонент!в л!тол!тичного розчину мае вОднов!дати осмолярнОй концентрацИ сечО доросло! людини 1 перебувае в 1нтервалО 0,9-1,4 моль/л.

Визначено наступи! необх!дн! й достатн! ииноги до л!тол!тичних композиц1Я для розчинення фосфатних кймен!в у нирках:

1 - окрем! компонента розчину та !хн! сум!ш1,-а також продукта 1хньо! взаемодП не повинн! впявлятц епециф1чно1 актикнос?! .до

тканин нирки;

2 - ф!зико-х!м!чн! параметри процесу л1тол!зу мають перебувати в межах ф!з!олог!чно! норми;

3 - буферна м1стк1оть системи повинна забезпечувати стаб1льн1сть умов розчинення;

4 - л!тол!тичн! розчини мають м!стити компонента, що розчиняють як м!неральну, так 1 орган!чну окладов! кам!ння.

Розроблэно к!лька вар!ант!в л!тол1тичних композиц!й, як! пом!тно в!др!зняються за окладом, але мають близьку ефективн!еть.

Розчин, який найдегое . п!ддаеться стандартизацИ та в!др!зняеться простою твшолог1вю л1тол!эу, складааться з етиленд!вм!нтетраоцтово1 кислоти, сум!ш! перборату натр1ю та персульфату кал!», М-ацетил-Ь-цисте1ну й п!перазину основи гексаг!драту.

3.4. Вплив структуршх особливостей фосфатних конкреи9нт1в на квидк!сть 1хнього розчинення

На велик!й виб!рц! конкремент!в було показано, що фосфатн! камеи! за ступеней виявлення рад!ально-зонально! структури мокуть бути умовно розд!лен! на дв! групи: 1 - безструктурн! та гомогенн! за складом' камен!; у 2-гу трупу було в!днесено конкременти з виразним чергуванням шар!в м!нерального та орган!чного компонент!®. Встановлено, що усереднена за 25 годин л!тол!зу швидк!сть розчинення безетруктурних конкреме'нт!в (,„ 0,20 мм/год) в!рог!дно вища (у „2 рази), ан!ж аналог!чна швидк!сть розчинення структурованих камен!в.

Показано, що розчинення структурованих фосфатних кснкремент!в мае коливалышй характер з виразним чергуванням мэксимум!в ! м!н!мум!в Усек , зумовлвтх рад!альною структурою кам!ння. При цьому товщини роэчинених шар!в фосфатних I конкремент!в розрахован1 виходячи з залеиюстей, як! аналог!чн! вш]рятш безпосередньо до л1тол!зу кам!ння. У процес! л!тол!зу екепериментально знайдено дв! групи сферичних неодпор1д!юстей структур кпмон!в з мпксимумаш розпод!л!в, що припадають на 0,1 1 0,01 мм.

3.5. Колнвальн1 эи!ни рН сервдовшда як чиннрт прискорення процееу л!тол1зу

Вивчено вплив рН середовища на розчинн1сть г1дро-(СаНР0^) 1 орто-^а^РО^) фосфат!в кальд!ю (препаративного й у склад1 ниркових камен!в) в умовах, коли моялив! фазов! переходи (див. рис. 4).

Ч-Ю

%

I. I_и.

4,0 1, б в, о

рН

Рис. 4. ЭалехШстъ ививкост1 розчинення шучних (а) I ш-тивних (О) фосфатных кашсрв-лент1в в1в рИ л1тол1тичного розчину, яшй л1 стать динат-р1еву с1лъ етиленв1ал1нтет-раоирювоХ темпа. т

2, %

1 ,&

Рис. 5. Залежи*сть спупеня розчинення препаративного Са3(Р04)2 6 ацепсепМл бу~ ферн1л розчин1 8(<3 рЯ се-редовииц.

Рис. 6. Зсиехн1сть теоретично розрагована'С р18новахна1 розчинност1 Са^(Р04)2 8!с рН ацетатного буфера. СтрКмссиеи 1 - 3 познанен1 д1ляпки (снування СаНРОл

СаНР04+Са3(Р04)2 81дпов1дна.

'4'

{ СаЛРО.)

■У 2

в, о

рН

20

60-

га-

Остановлено, що поггри !стотну р!зницю в склад! л!тол!тичних розчин!в (дав. п!дписи до рис. 4, 5), розташувакня точок на шкал1 рН, як! в!дпов1дають екстремальн!й швидкост! розчинення штучних ! нативних конкремент!в, повн!стю сн!впадае з точками перегш!у криво! р!вновакно! розчшшост! Са^РОд),,, подано! на рис. 5. Показано, що цю обставину сл!д використовувати при формуванн! технолог! I розчинення фосфатних камен!в при спадному та висх!дному л!тол!з!. Висловлено припущення, що цикл!чн! взаемт перетворения Са^(РОд)2 СаНРОд (див. рис. 6), як! супроводжуються утворшшям м!крогетерогенно! фази з розм!рами чястинок 0,01 мкм, зумовляють ф!зико-х!м!чний механ!зм н!дтримки коливально! зм!ни рП сеч! людини.

3.6. Мо«лив! шляхи 1нтенсиф!кац11 процвс1в л1тол1зу фосфатних конкремент!в

Анал!з залежностей, подапих на рис. 7, дозволяв ' визночити загальн! напрями розвитку досл!джень у галуз1 л!тол!зу фосфатних конкремент!в з метою створення л!тол!тичних композиц!й нового покол!ння, що забезпечували б режим ст!йкого, в!дтворюваного к умовах кл!н!ки режиму розчинення кам!ння.

У-Ю % ли/год

Рис. 7. Залех7'Лстъ швидкостЛ розчинення фосфатних ¡сонщкг дет 16 б (А часу для л1тал1пш чти калпозицО! р1знога ск.ш-0у;

1 - тлплексон на кш1он Са*; с - протеол1тичн1 ферленти * ксиииексон на кагЛон Са*; 3 - суМи пероксид18 1 кол-плексон на шп1оп Си*.

г.гхк?

Показано, ¡цо ¡лформзгЛя щодо режиму розчииеш'в кампшя дозволяв вести ндльчлрямои'знлй псн.'.ук штималышх умов д!тол!зу. Для округа систем одоркано та <ч<гонорено залежное?! в1дпосно1

зм1ни розм1р!в вз!рц1в фосфатних ниркових конкремент!^ в!д часу розчинення в л1тол1тичних компошшДяг р!зно! ефективност1 для дифуз!йного (рис.8.2) 1 к1нетичного (рис.8.1) режим!в. 11рямол!н!йна залежи!сть на рис. 8.1 св!дчить про те, що у винадку кЗнетичного режиму розчинення екстраполяц!я експериментальних даних на час, який характеризуй загальний час розчинення конкремент!а, в коректною. Цей п!дх!д було реал!зовано для л1тол1тичних систем, що м!стять мукол!тичний агент, ! без ньога (дав. рис,9).

Досл!джено вплив процес!в х!м!чного травления (див.рис.7.1) ! х!м!чного пол!рування (див.рис.7.2) на к1нетику розчинення фосфатних ниркових конкремент!в. Бстаиовлено, що правильно добране сполучення обох процес!в призводить до зб!льшеяня усереднено! швидасост! розчшення (крива 3 на рис.7), що дозволяй проводит» процее л!тол!зу !з середньою швидк!стью 0,1мм/год ! да а моклив!сть повн!стю розчинити конкремент еередн!х розм!р!в за 100-150 годин беэпосереднього зрошення.

1/1

о, 6-

о, а-

0,2

0,4

О, В

р, %

10 30 50 70

Х,год

Рис. 8. Крив{ к1 нетшси. рсгэчи-неиня фосфатних ниркових каи-кре.иетп I в:

1 - к1нетичний рехил;

2 - дифуэШний рехил.

Рис. 9. За.1ежн1сть апупеня розчинення фасфазтшх ¡изнк-релетя1в для лЬюМтыш с систел, що .»(стигнь лукоМ-¡тчиий а£еич (1) { ж йога ЯЮсуты'.сг» (2).

в и с н о в к и

1 .Сконструйовшю та виготовлено експериментальн! цристро! для к!льк!сного досл!дження процесу л!тол!зу In vitro. Обговорено принципов! осо0ливост1 пропонованих пристроХв, а також можливост! об'вктивного та в!зуального контролю за переб!гом процесу розчинення к!лькох вз!рц!в одночасно. Показано, що пропонован! пристро! дозволяють одеркувати термодинам!чн! та к1нетичн! характеристики розчинення -конкремент!в, вивчати вплив 1хньо1 Оудови й х1м!чного складу на швидк!сть i механ!зм процесу, до цього к проводати ц1леспрямований пошук л!тол1тичних сум!шей.

2. Запропоновано модель, що в!ддзеркалюз основн! законом!рност1 утворення коралоподЮних фосфатних конкремент!в. Розглянуто механ!зм формування ■ Са-фосфатних конкремент!в. Доведено, що утворення в нирках фосфатного кам!ння е причиною (! насл!дком). морфолог!чних i функц!ональних зм!н нирки, як! призводять до формування ф!зико-х!м!чних параметр!в сеч! (рН,

' буферна м!стк!сть, йоша сила, концентраця кат1он!В ! ан!он1в) i сприяють зародженню та подальшому ростов! фосфатних конкремент!в. Встановлено, що ц! параметри сеч! за умов фосфатного нефрол!т1азу мають критичн!. значения, як! найдзвичайно в!ддален! в!д нормалъних ф!з!олог!чних показник!в. Це в причиною того, що фосфатна форма нефрол!т!азу в граничним випадком у розвитку сечокам'яно! хвороби !^це повн!стю в!доов!дае кл!н!чн!й течН захворювання.'

3. У сольових розчинах.як! моделюють сечу людини, досл!джено ' зв'язування Саа+ р1знйми ф!з!олог!чно м'якими комплексонами.

Визначено Ххн! ф!зико-х!м!чн! параметри та можлив!сть застосування в кл!н!чн!й практиц!.

4. За допомогою модельних систем доведено, що в меках, характерных для фазових переход!в р!зних форм фосфату кальц!ю,

I сумарний процес розчинення конкремент!в прискорюаться розчинами з! значениями рН, як! пер!одачно зм!нюються.

5- Дссл1джено вплив структурних особливостей фосфатних конкрумепт!в на шви,дк!сть !хнього л!тол!зу. Показано, що процес розчинення конкремент!в з виракеною рад!ально-зональною структурою тривав в поливальному режим!. Розглянут! принципов!

лояишвост! прискорення л1тол!зу конкремент!в. ^

6. Вид!лоно особливост! л!тол!тичних ксмпозиц!й, що сприяють (а також перешкоджають) розчкненню орган!чного та м!нерального компонент!в фосфатних конкремент!в (перетворення окремих форм фосфату кальц!ю, повэрхнев! процеси набрянання та дубления орген!чно! матриц! тощо). Запропоновано шляхи 1х використання для прицюидчення !нтегр>ального процесу роэчинення ниркового кам!ння.

7.На п!дстав! розрахованих констант швидкостей псевдопершого порядку роэчинення визначено умови стойкого в!дтворюваного режиму розчинення фосфатних ниркових конкремент!в у кл!н!ц! !з середньою швидк!стю 0,1 мм/год, що дозволяв повн!стю розчиняти фосфатн! конкременти пом!рних розм!р!в приблизно за 100 годин . 1х безперервного зрошення.

Провнал!зовано перспективи створення принципово нових л!тол!тичш1Х систем.як! забезпечували б менш шк!дливе для хворого !, разом !з тим, б!льш над!йнв та швидке видалення конкремент!в.

ПЕРЕЛ1К ПРАЦЬ, 0ПУБЛ1К0ВАШК 3 ТЕМИ ДИСЕРТАЩ!

1. Билобров В.М., Хилько С.Б., Богдан Н.М. Механизм камнеобра-зования. Моделирование фосфатного нефролитиаза.Донецк, 1987--Ю с. Рукопись дел. ВИНИТИ, No 5503-В87.

2. Билобров В.М., Миронов 0.Л., Прохоренко Т.Н., Богдан Н.М. Методы исследования процессов растворения почечных конкрементов .in vitro. Донецк, 1987. -12 с. Рукопись деп. ВИНИТИ, Но 5502-В87.

3. Билобров В.М., Богдан Н.М. Восходящий литолиз фосфатных почечных конкрементов. Донецк, 1993. - 7 о. Деп-N 22-14 Ук-93.

4. Билобров В.М..Богдан Н.М. Влияние структурных особенностей фосфатных конкрементов на скорость их растворения. Донецк, 1993. - 19 с. Деп. No 22-14 Ук-93.

5. Билобров В.М., Богдан Н.М., Хилько С.Б. Колебательные изменения pH среды как фактор ускорения процесса литолиза фосфатных почечных конкрементов. Донецк, 1993 .- 18 о. Деп. No 22-15 Ук-93. 6. Богдан Н.М., Билобров В.М., Чугай A.B. и др. Биохимические особенности системы моча-конкремент // Биохимия-медицине. Тез. докл. Всесюзной конф.-Л.: ЕМедА, 198Э. - С. 41.

7. Билобров В.М., Богдан Ü.M. Особенности нормальных v патологических биомтаералов // Минералогия и жизнь. Тез.лот межгосударственного семинара. - Сыктывкар, 1993. - С. 52-54.

8. Bilobrov.V.M., Bogdan U.M., Vozianov A.P., et al. Phyeioo-chemioal and clinical aspects of ronal chemolitholysis // Proc. IX Congress Europ. Assoo. Urol. -AmsteMam, Karger, 1990.-P. 4479. Bilobrov V.M.,Bogdan N.M..Fedotova 0.0. Renal stone formatier

mechanism.Phosphate and urio aoid nephrolithiasis // IMd.-P.443-10. Bilobrov V.M., Chugai A.V., Bogdan V.M., et al. Dissolving ot renal stones in experiment and in olinios // 5-th Int. Symp. on Solubility Phenom.-Moscow, Russia, 1992. - P. 169-170.

П1д$шсяно до друкус"/, gif . Фермат 60x84 Vi6. Пал1р друГЙГг. ОфсетниЯ друк. Уиовн. друк. арк. 1,16. Умовн. фарб. в1.и/">. 1,39. 00л1к.-ввд. ярк. 1,0. Тира* 120 прш1. Заыовлення Wo % Шагитут Ф1 в ш: о- о рга к i ч но I xiuii та вуглехШП АН Украхни

______3'10114, ». Донецък, вул. Р.Лпксеибург", 70..

ДМОПП, 340050, Донецък, вулТ~Артеия, 96