137. Böhmer, R.-M. Flow cytometric cell cycle analysis using the quenching of 33258 Hoechst fluorescence by bromodeoxyuridine incorporation. Cell Tissue Kinet., 12: 101-110, 1979.
8. Loken, M.M. 1980. Simultaneous quantitation of Hoechst 33342 and immunofluorescence on vi-able cells using a fluorescence activated cell sorter. Cytometry 1:136-142.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОЛЕИНОВОЙ И ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТ НА ОПТИЧЕСКОЕ ПРОСВЕТЛЕНИЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА
IN VIVO
В.Чарыкова1, М. Юсупова1, С.М. Зайцев1,2, А.Н.Башкатов1,3, В.В.Тучин13'4, Э.А.Генина1,3 Саратовский национальный исследовательский
государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
2
Университет Лотарингии, г. Нанси, Франция
3Национальный исследовательский Томский государственный университет 4Институт проблем точной механики и управления, РАН, г. Саратов E-mail: vsteklyanova@mail.ru
Аннотация: В статье описаны исследования, направленные на разработку эффективного метода повышения оптического просветления кожи человека in vivo с помощью полиэтиленгликоля-400 (ПЭГ-400) с добавлением олеиновой кислоты (ОК) или водного раствора гиалуроновой кислоты (ГК) в качестве агентов, усиливающих проницаемость эпидермиса. Также для ускорения диффузии иммерсионных жидкостей использовались микродермабразия и сонофорез. Для визуализации кожи использовался оптический когерентный томограф с центральной длиной волны источника излучения 930±5 нм. Максимальное увеличение оптической глубины зондирования кожи (~ 1.38 раза) наблюдалось при использовании смеси ОК/ПЭГ-400 через 25 мин после начала эксперимента.
Ключевые слова: визуализация кожи, олеиновая кислота, гиалуроновая кислота, полиэтиленгликоль-400, оптическая глубина зондирования, оптическая когерентная томография.
Преодоление эпидермального барьера для повышения эффективности оптического просветления кожи человека in vivo является достаточно сложной задачей и привлекает большое колическтво исследователей [1-3].
В качестве объекта исследования в данной работе была использована область кожи тыльной стороны кисти руки четырёх добровольцев (двое мужчин и две женщины в возрасте от 19 до 24 лет).
В качестве компонентов иммерсионных агентов были использованы полиэтиленгликоль-400(ПЭГ-400) (Sigma-Aldrich, США), олеиновая кислота (ОК) (Radiacid® 0212, Oleon, Бельгия) и водный раствор гиалуроновой кислоты (ГК) с концентрацией 36 г/л (Эвалар, Россия). Использование олеиновой и гиалуроновой кислот обусловлено тем, что они способствуют увеличению проницаемости рогового слоя эпидермиса и являются безопасными для организма.
Было изучено влияние комбинаций иммерсионных агентов и их последовательного нанесения на эффективность оптического просветления кожи человека in vivo. Так в первых двух сериях экспериментов вещества наносились на образец в виде смесей: 1) ОК/ПЭГ-400 в объёмном соотношении 20%/80%; 2) ГК/ПЭГ-400 в соотношении 20%/80%. Во вторых двух сериях экспериментов вещества наносились раздельно: в первом случае сначала наносилась ОК, далее ПЭГ; во втором случае сначала наносилась ГК, далее ПЭГ.
Показатели преломления ПЭГ-400, ОК и ГК на длине волны 930 нм составляют 1.4581, 1.45 и 1.326 соответственно. Показатели преломления смесей рассчитывались на основе закона Гладстона-Даля:
^(р-ра) ^(р-го в-ва) х(р-го в-ва)+^(р-ля) х(р-ля),
(где n - показатель преломления, x - доля вещества). Таким образом, показатели преломления смесей п(ОК/ПЭГ-400)=1.45648 и п(ГК/ПЭГ-400)=1.43168.
Для повышения проницаемости эпидермиса для иммерсионных агентов использовались микродермабразия поверхности кожи и сонофорез. Микродермабразия проводилась с помощью специализированного косметического устройства с сапфировым наконечником и вакуумным массажёром Gézatone (Gézanne I.T.C., Франция). Время обработки кожи составляло 1 мин. Для сонофореза использовалось ультразвуковое (УЗ) устройство Dynatronics 125 (Dynatrone, США), оборудованное зондом диаметром 2.2 см. Облучение проводилось в импульсном режиме (DutyCycle 50%)со следующими параметрами: частота 1 МГц, мощность 1 Вт, время облучения 5 мин.
При исследовании воздействий смесей ОК/ПЭГ и ГК/ПЭГ обработка участка кожи проводилась в следующем порядке: 1 - микродермабразия (1 мин), 2 - нанесение смеси на кожу и воздействие УЗ (5 мин). После окончания воздействия УЗ остатки оптического просветляющего агента аккуратно удалялись с поверхности кожи бумажной салфеткой.
При раздельном нанесении веществ ОК и ПЭГ, а также ГК и ПЭГ обработка участка кожи осуществлялась в следующей последовательности: 1 - микродермабразия (1 мин), 2 - нанесение одной из кислот с воздействием УЗ (2.5 мин), после чего остатки кислоты удалялись с поверхности кожи бумажной салфеткой, 3 - нанесение ПЭГ-400 с воздействием УЗ (2.5 мин), после чего остатки ПЭГ удалялись с поверхности кожи бумажной салфеткой.
Каждый из четырёх способов обработки исследовался на 9 участках кожи.
Для визуализации кожи использовался оптический когерентный томограф (ОКТ) ThorlabsüCP930R (Thorlabs, США) с центральной длиной волны источника излучения 930±5 нм, длиной области сканирования 2 мм, поперечным разрешением 9.6 мкм и продольным разрешением в воздухе 6.2 мкм. Мониторинг состояния кожи проводился в начальный момент времени, после дермабразии, а также после нанесения ОПА и воздействия УЗ, а далее в течение 85 мин через каждые 5 мин.
На основании ОКТ-изображений кожи рассчитывалась оптическая
глубина зондирования (ОГЗ). Данная величина, измеренная на В-сканах полученных ОКТ изображений, представляет собой расстояние между пиком интенсивности, соответствующим поверхности кожи, и областью, где полезный сигнал от глубоко расположенных слоёв кожи переходит в фоновый шум (соотношение сигнал шум становится равным 1.1).
На рисунке 1 представлены нормированные усреднённые кинетические кривые для четырёх разных типов воздействия. Из рисунка следует, что в основном увеличение ОКТ-сигнала наблюдалось в процессе сонофореза и сразу после УЗ воздействия.
1,51,4-
д
£ 1,з-
ш
0
1 1,2-
о
-л, са К
ю !
1,1 -
1.0-
0.9-
а)
| Раздельное нанесение ОК и ПЭГ-400
20
—I—
40
—I—
60
Время, мин
80
—I
100
1,5 ■
& | 1.2
10 а-
0,9
0,8-
б)
| Раздельное нанесение ГК и ПЭГ-400
—I-1-1-1-г
20 40 60
Время, мин
—I-1-1
80 100
в) г)
Рис. 1. а) смесь ОК/ПЭГ-400; б) смесь ГК/ПЭГ-400; в) раздельное нанесение ОК и ПЭГ-
400; г) раздельное нанесение ГК и ПЭГ-400. Точками обозначены нормированные средние значения глубины зондирования, линиями - соответствующие нормированные
экспоненциальные аппроксимации у = А1*е ^ + А2*е ^ + у0.
При применении смеси ОК/ПЭГ-400 наблюдалось наиболее сильное увеличение глубины зондирования ОКТ уже через 25 мин наблюдения (~1.38 раза). Однако это условие имеет относительно большое значение
55
стандартного отклонения 33%), которое наблюдалось уже в начальный момент эксперимента. Это, вероятно, было связано с сильной морфологической изменчивостью выбранных участков кожи и небольшой статистической выборкой.
Работа поддержана грантами РФФИ №№ 20-32-90043 и 18-5216025, а также стипендиальным грантом посольства Франции в России для совместной франко-российской аспирантуры в рамках программы "Вернадский " (2018-2021).
Библиографический список
1. Damestani Y., Melakeberhan B., Rao M. P., Aguila G. Optical clearing agent perfusion enhancement via combination of microneedle poration, heating and pneumatic pressure // Lasers Surg Med. 2014. 46:488-98.
2. Zhao Q., Dai C., Fan S., Lv J., Nie L. Synergistic efficacy of salicylic acid with a penetration enhancer on human skin monitored by OCT and diffuse reflectance spectroscopy // Sci Rep. 2016. 6:34954.
Feng W., Shi R., Zhang C., Liu S., Yu T., Zhu D. Vizualization of skin microvascular dysfunction of type I diabetic mice using in vivo skin optical clearing method // J Biomed Opt. 2019. 24:031003.
ИНТЕГРАЛЬНОЕ КАРТИРОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ПОТОВЫХ ЖЕЛЕЗ МЕТОДОМ ТЕРМОГРАФИИ
Д.И. Майское, И.С. Залетов, А.В. Фомин, А.В. Скрипаль, А.А. Сагайдачный Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: dmayskov@gmail.com
Аннотация: В работе проведен анализ работы потовых желез путем построения интегральной карты времени активности потовых пор. Показано, что при термографическом анализе гемодинамических процессов следует учитывать пространственное распределение потовых пор, а также учитывать двухкомпонентность температурного сигнала, обусловленного как испарением жидкости с поверхности кожи за счет работы потовых желез, так и влиянием периферической гемодинамики. Представленные карты активности потовых желез в перспективе могут использоваться для обнаружения патологий малых нервных волокон, развивающихся при ряде болезней, например, таких как сахарный диабет.
Ключевые слова: термография, потовые поры, интегральная карта.
Интерес к изучению потовых желез обусловлен тесной взаимосвязью их активности с симпатической иннервацией периферических областей тела человека. Повышение активности потовых желез и выделение секрета происходит не только вследствие терморегуляции, но также является ответом на физиологическую и медикаментозную нагрузку [1].
Нарушение деятельности потовых желез проявляется при таких патологиях как сахарный диабет, хроническая сердечная недостаточность, гипергидроз, тиреотоксикоз и др. [2 - 4]. Поэтому количественный анализ активности потовых желез имеет фундаментальное значение для
