МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Клиническое и неврологическое исследование (оценивался общий и неврологический статус; длительность заболевания, ранее проведенное лече­ние, пол и возраст пациента).

2. Морфологическое исследование микропрепаратов ткани межпозвонко­вых дисков при использовании световой микроскопии, программы морфомет­рической обработки UTHSCSA “Image Tool for Windows”, Version 3,0.

3. Весовой метод измерения содержания воды в ткани диска у пациентов различных возрастных групп и в операционном материале (взвешивание - сушка — взвешивание).

Время от взятия операционного материала до его анализа не превышало 6 часов. Условия сушки были такими, чтобы гарантированно удалить всю несвя­занную воду и не подвергнуть образец деструкции (порядка 50% высушенной ткани представляют собой протеогликаны, а ещё примерно половину - другие белки и их производные). В качестве таких условий были выбраны t° = 70 °С, давление 10"¹ мм. рт. ст. (масляный вакуум-насос РВН - 20), время сушки со­ставляло 5 часов. Сушка образцов проводилось в вакуумном сушильном шка­фу VACUUM-DRIER SPT-200 (Poland). При этой температуре ещё не проис­ходит термическое разложение компонентов ткани (Угай Я.А., 1997), но её, в совокупности с уменьшенным давлением, вполне достаточно для разрушения многих ожидаемых гидратов и кристаллогидратов (таких как [Са(Н₂О)б]²\ R2+xPxOi+3_K*YH2O, где R- органический радикал (Угай Я.А., 1997). Взвешива­ние проводилось на торсионных весах WAGA TORSYJNA (Poland), с ошибкой измерения ±0,5 мг.

Содержание воды в ткани диска определялось следующим образом: изу­чаемый образец ткани разрезался на 2 части, для каждой из которых определя­лась потеря массы при сушке, рассчитывалась массовая доля воды, а затем данные по образцу усреднялись.

4. Метод рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) для изучения эле­ментного состава тканей МПД.

Ренгенофлуоресцентный анализ основывается на зависимости интенсив­ности линий спектра определяемых элементов от их содержания в пробе. При РФА первичное рентгеновское излучение, получаемое при помощи рентгенов­ской трубки, падает на анализируемый образец (рис. 14).

Рис. 14. Принципиальная схема установки для РФ A: R — рентгеновская трубка; Р - анализируемый образец; 1 - первичное рентгеновское излучение; 2- вторичное рентгеновское излучение; 3 - спектрометр.

В результате этого взаимодействия образец излучает вторичное рентге­новское излучение, которое в отдельных компонентах является характерным для химического состава образца. При этом каждый элемент испускает спектр из определённого набора характеристических линий (Угай Я.А., 1977, Лосев Н.Ф., 1982). Для исследования элементного состава тканей межпозвоночного диска человека использовался универсальный спектрометр VRA — 30 (рис. 15). Рабочий вакуум составлял 5 Па (встроенная в прибор система откачки возду­ха). Температура образца не превышала 50°С. Чувствительность измерения^ 0,01 мае. %.

Рис. 15. Блок-схема прибора для РФА: 1 - загрузочное устройство; 2 - ге­нератор; 3 — спектрометр; 4 - камера образцов; 5 - рентгеновская трубка; 6 - монохроматор 1, детектор 1; 7 - монохроматор N, детектор N; 8 - блок элек­тронной регистрации; 9 - канал 1; 10 канал N; 11 - интерфейс; 12 - компьютер; 13 — устройство ввода данных; 14 — устройство вывода данных.

В установке анализируемый объект облучается рентгеновским излучени­ем первичного источника. В случае если энергия частиц или фотонов первич­ного излучения достаточна для возбуждения характеристического спектра атомов образца, происходит их возбуждение. Атомы, находящиеся в возбуж­дённом состоянии, испускают фотоны в рентгеновской области длин волн.

Таким образом, излучение образца имеет сравнительно сложный спек­тральный состав. Часть этого неоднородного вторичного излучения гасится в монохроматоре, который, в простейшем случае, представлен коллиматором, кристаллом-анализатором и детектором. Излучение отдельных длин волн, па­дающее на поверхность кристалла-анализатора, отражается под определённы­ми углами 0 в зависимости от межплоскостного расстояния кристалла d и дли­ны волны этого излучения Л по закону Вульфа-Брегга:

пХ = 2d-sin(0),

где п - порядок отражения.

В табл. 1 приведены значения угла 0 для определяемых элементов.

Таблица 1.

Углы отражения 0 для определяемых элементов

Отражённое под определённым углом монохроматическое излучение па­дает в детектор, который преобразует фотоны в импульсы напряжения. Им­пульсы от детектора после дополнительного усиления направляются через дискриминатор в пересчетный прибор. Интенсивность регистрируемого излу­чения выражается в импульсах, и обычно служит показателем концентрации определяемого компонента в образце.

В универсальном спектрометре VRA - 30 применяется монохроматор Брегга - Соллера (рис. 16 ), состоящий из коллиматора Соллера I, плоского кристалла-анализатора, вращающегося вокруг оси А, коллиматора И, который может поворачиваться вокруг оси А. Ось расположена вертикально к плоско­сти монохроматора, которая является нормалью к поверхности кристалла (од­новременно и нормально к плоскости кристаллической решетки) и централь­ным лучом пучка излучения, исходящего из образца. В результате брегговско- го отражения от плоскости решетки кристалл-анализатора, которая параллель­на к его поверхности, излучение разлагается в спектр и попадает через колли-

матор II в детектор. Интенсивность излучения измеряется с помощью детекто­ра и связанной с ним регистрирующей аппаратуры.

Рис. 16. Схема спектрометра Брегга - Соллера: 1 - образец, 2 - коллиматор I, 3 - рентгеновская трубка, 4 - кристалл - анализатор, 5 - траектория перемеще­ния детектора, 6 - коллиматор II, 7 - детектор.

Для получения спектра излучения, эмитируемого образцом, кристалл вращается вокруг оси А с угловой скоростью to. Для того, чтобы отраженное излучение попало в детектор, он должен поворачиваться вокруг оси А с угло­вой скоростью 2(0. Спектр излучения фиксируется самописцем при записи ре­гистрируемой детектором частоты импульсов, зависимой от угла отражения.

Помимо аналогового представления интенсивности импульсов, достаточ­ного для качественного анализа, регистрирующая аппаратура позволяет обра­батывать и выдавать данные о числе импульсов или их интенсивности в циф­ровой форме, необходимые при количественном анализе. Точность данного метода достигает 0.1 - 0.5%.

Количественный анализ проводится по методу внешнего стандарта. В нем интенсивность аналитической линии определяемого элемента сравнивается с интенсивностью той же линии в стандартной пробе с известным содержанием элемента. В первом приближении отношение интенсивностей аналитических линий определяемого элемента в анализируемой пробе и в стандарте равно от­ношению весовых концентраций этого элемента в пробе и в стандарте.

2.3