CC BY
24
МЕТОДИ I МЕТОДИКИ
УДК: 616.288.71-089.85:546.82:549.28:549.261:543.427.4 Бондаренко О. В.
РЕНТГЕН-ФЛУОРЕСЦЕНТНИЙ СПЕКТРАЛЬНИЙ АНАЛ1З СУЧАСНИХ
ВИРОБ1В ДЛЯ П1РСИНГУ
Харкiвський нацiональний медичний унiверситет (м. Хармв)
ol.b84@mail.ru
Робота виконана в рамках плану наукових до-слiджень Харювського нацiонального медичного унiверситету та е фрагментом комплексно! науко-во! роботи кафедри оториноларингологи «Вивчення та моделювання гострих та хронiчних патологiчних процеЫв ЛОР органiв для пiдвищення ефективност !х лiкування», № державно! реестраци 0116U004985.
Вступ. Рентген-флуоресцентний метод анал^ зу (РФА) вiдiграе велику роль в сучасних наукових медичних доотдженнях, завдяки тому, що вiн е не-руйнiвним методом [5], що дозволяе проводити багатоелементний аналiз, який вiдрiзняеться ви-сокою спектральною селективнютю до елементiв, що визначаються в зразках [7]. Важливою особли-вютю даного метода е те, що зразки можуть бути рiдкими, твердими, у виглядi гелей, плiвок. ^м того точнiсть й експреснiсть визначень, простота подготовки зразкiв, а також можливють одночасно-го визначення широкого кола елемен^в, доступ-нiсть в^^зняють даний метод вiд iнших [6]. РФА широко використовуеться практично у вЫх галузях науки i технки, в тому числi в медицин та бiологii' [3]. Його застосовують при аналiзi сталей i сплавiв [1]. Завдяки наявностi портативних спектрометрiв даний метод особливо незамiнний при аналiзi рiз-них матерiалiв in situ. Метод РФА заснований на реестраци характерного флуоресцентного випром^ нювання елеменпв, що виникае пiсля опромЫення дослiджуваного зразка за допомогою зовншнього джерела рентгенiвського випромiнювання. 1денти-фка^я хiмiчних елементiв проводиться по поло-женню лiнiй флуоресцентного випромiнювання на шкалi енергiй характерних для кожного елемента. 1нтенсивнють цих лiнiй пропорцмна його вмiсту, що забезпечуе можливють юльюсного аналiзу. В даний час РФА, завдяки сво!м перевагам, таким як: швид-кiсть вимiрювань, простота подготовки зразкiв для дослiджень, що не вимагае розкладання проби, ши-рокi дiапазони елементiв, можливiсть визначення вЫх елементiв в однiй проб^ е перспективним при аналiзi зразюв i знаходить широке застосування в медицин. РФА дозволяе вирiшувати широкий ряд аналiтичних завдань, що стоять перед сучасною медициною, а саме: визначення мiкроелементiв, при вивченн !х ролi в рiзних захворюваннях; вивчення впливу забрудненост навколишнього середовища на здоров'я людини; визначення токсичних металiв для розробки профiлактики захворювань.
Отже, актуальним завданням представляеться визначення комплексу основних елеменпв, влас-тивих виробам для трсингу, а саме титану, залiза, свинцю, мiдi тощо, що дозволить робити бiльш об-фунтован висновки про !х вплив на дисбюз шкiри зони трсингу та тривалiсть загоення рани внаслщок манiпуляцi! пiрсингу.
Визначення якiсного та юльюсного складу мета-лiв, з яких вироблен сережки для трсингу, може в сукупностi з Ышими лабораторними методами до-слiдження сприяти запоб^анню гнiйно-запального процесу у зон пiрсингу та вiдновлення мiкробiоце-нозу шюри вушно! раковини.
Метою роботи е визначення яюсного та юльюсного складу металiв, з яких вироблен сережки для пiрсингу.
Об'ект i методи дослiдження. Для встанов-лення основного металевого складу виробiв для пiрсингу використовувався рентген-флуоресцентний спектральний метод. Об'ектами дослiдження були вироби для трсингу. Металiзацiю виробiв для пiрсингу дослiджували методом рентген-флуоресцентного спектрального аналiзу у державнм на-уковiй установi «Науково-технологiчний комплекс «1нститут монокристалiв» НАН Укра!ни», вщд^ ана-лiтично! хiмi! та об'екпв навколишнього середовища лабораторп контролю безпеки хiмiчно! продукцп. Прилад призначений для експресного яюсного та юльюсного аналiзу складу металевих сплавiв в широкому дiапазонi концентрацiй. Точнiсть визначення масових часток металiв 0,1%. Межi виявлення дом^ шок важких металiв у легкiй матрицi 1 ppm.
Статистична обробка включала розрахунок пер-винних статистичних показникiв [2,4].
Результати дослщження та Ух обговорення. Було дослiджено 93 зразка виробiв для трсингу кгм-нiчно! групи пащен^в, якi використовувалися пiсля проколу вушно! раковини. З них: 37 виробiв iз сплаву, з них: 22 зразка з залiзного сплаву та 15 з мщно-го; 10 виробiв з титану, де 7 виробiв з вмiстом Ti-93% та 3 зразка, де вмют Ti складав 100%; 25 зразюв ви-робiв з золота, з них 20 з медичного та 5 з ювелiрно-го золота та 21 вироб iз срiбла.
Порiвняльний аналiз отриманих результатiв i подальша математична обробка дала достовiрну iнформацiю про наявнiсть хiмiчних елемен^в у до-слiджуваних виробах для трсингу. Як показують результати проведеного спектрального рентген-флуоресцентного аналiзу, елементний склад зраз-
юв виробiв з ювелiрного золота (п=5) був майже щентичним й представлений: Аи - 59,7±0,08%, Си - 35,8±0,08% - 36,6±0,08%, Ад - 3,2±0,02% -4,1±0,03%, Zn - 0,3±0,008% - 0,5±0,01%; склад зраз-кiв виробiв для пiрсингу з медичного золота (п=20) був представлений однаковим вмютом елементiв: Ре - 41,5±0,11%, N - 32,7±0,1%, Сг - 13,5±0,08%, Аи - 8,2±0,05% (рис. 1). Вироби iз срiбла мали невели-
Рис. 1. Спектральний аналiз концентрацГГ металiв у зразках виробiв для пiрсингу з ювелiрного та медичного золота (%).
кi розбiжностi у елементному склада а саме: одинад-цять виробiв мали Ад - 89,2±0,06% - 89,8±0,03%, Си - 7,3±0,03% — 9,8±0,06%, Zn - 1,1 ±0,01% — 2,9±0,02%, десять шших зразкiв мали такий склад: Ад - 93,9±0,03% — 94,9±0,03%, Си - 3,3±0,025% -3,9±0,03%, Zn - 1,7±0,02% — 2,2±0,02% (рис. 2).
Рис. 2. Спектральний аналiз концентрацГГ металiв у зразках виробiв для пiрсингу iз срiбла (%).
Що стосуеться зразкiв виробiв для пiрсингу, якi мiстили титан, то 1х можна подiлити на такi групи: група виробiв, що мютила тiльки цей елемент (п=3 - 100%), та вироби (п=7), де концентрацiя вмiсту Тi -93,4±0,04%, А1 - 1,7±0,03%, V - 4,9±0,04% (рис. 3).
Вироби зi сплавiв (37 зразкiв) за результатами РФА були подтеы на 2 групи: 1 група - вироби з мщного сплаву (15 зразюв) та 2 група - вироби з
Рис. 3. Спектральний аналiз концентрацГГ металiв у зразках виробiв для шрсингу з концентращею Тi 93,4%.
Рис. 4. Спектральний аналiз концентрацГГ металiв у зразках виробiв для пiрсингу з мщного сплаву.
залiзного сплаву (22 зразка). Поглиблений спектро-фотометричний аналiз зразкiв сплавiв показав, що з 15 зразюв виробiв з мщного сплаву 5 мютили: Си - 50,9±0,06%, Ре - 23,7±0,05%, Zn - 13,3±0,04%, N11 - 11,5±0,04%; 4 зразка складалися з елемен^в: Си - 75±0,05% та РЬ - 25±0,05%; 6 зразкiв мали у своему елементному склада Си - 75,2±0,06%, Zn -13,4±0,04%, Аи - 11,4±0,05% (рис. 4).
Спектральний аналiз Ре у зразках виробiв для пiрсингу з залiзного сплаву показав, що концен-тра^я його коливалась у межах: вщ 64,5±0,1% до 72,6±0,04%. В уЫх представлених зразках мюти-лися таю мiкроелементи: Сг (вiд 10,5±0,04% до 17,5±0,9%), N (вiд 1, 1 ±0,02% до 12,6±0,04%), Мп (вiд 1,04±0,01% до 14,9±0,05%), Си (вщ 0,09±0,003% до 2,4±0,02%). З доотджуваних зразкiв виробiв з залiзного сплаву 53,8% мiстив Мо (вщ 0,2±0,004% до 1,7±0,007%), 12,8% зразюв мютили таю елемен-ти: Аи (7,2±0,05%), Тi (2,7±0,03%), Со (0,8±0,02%) (табл. 1).
Що стосуеться штенсивност флуоресценцiI ви-робiв з Т (3 зразка), то слiд вiдмiтити досить високий II показник (вщ 660178 ум. од. до 1421558 ум. од), аналопчний показник Ытенсивност було визначено при РФА дослщжены виробiв для пiрсингу з Т 93,4% (7 зразкiв), який складав 641608 ум. од. (табл. 2).
Визначення ступеня Ытенсивност флуоресценцiI Си дозволило встановити, що цей показник е макси-мальним у виробах для трсингу з мщного сплаву та складае вщ 12345950 ум. од. до 3360923 ум. од, що достовiрно перевищуе фоновi значення у виробах iз золота, срiбла та сплаву з мiдi.
Подальший аналiз отриманих результатiв довiв, що ступень штенсивност флюоресценцiI Zn у дослщ-них зразках була найменшою у виробах iз залiзного сплаву та максимальною у виробах з мщного сплаву.
Звертае на себе увагу досить високий ступень Ытенсивност флюоресценцп Аи не ттьки у виробах для трсингу з ювелiрного золота (вiд 692056 ум. од. до 693815 ум. од.), а й у виробах з мщного сплаву (143466 ум. од.), медичного золота (87343 ум. од) та залiзного сплаву (72640 ум. од.).
Висновки
1. Результати проведеного спектрального рентген-флуоресцентного аналiзу показали, що най-бтыший вмют мiкроелементiв з високим ступенем флуоресценцп спостерiгаеться у виробах з залiзного сплаву.
Таблиця 1.
Аналiз вмюту мiкроелементiв у зразках виробiв
для пiрсингу з залiзного сплаву (п=22 %)
№ зраз-к1в п Мкроелементи (%)
Ре Сг 1\П Мо Мп Си Аи И Со
1 4 71,2+0,07 10,5+0,04 1,2+0,02 0 14,9+0,05 2,2+0,03 0 0 0
2 2 64,5±0,1 17,5+0,9 7,2+0,7 0,7+0,006 2,1+0,04 0,3+0,01 7,2+0,05 0 0,8+0,02
3 2 70,8+0,06 12,5+0,04 1,1+0,02 0 13,2+0,04 2,4+0,02 0 0 0
4 3 72,6+0,04 15,3+0,03 1,2+0,01 0 10,1+0,03 0,9+0,01 0 0 0
5 2 69,2+0,07 13,2+0,05 1,5+0,02 0 11,2+0,05 2,1+0,02 0 2,7+0,03 0
6 1 72,3+0,1 17,1+0,09 8,4+0,09 0,3+0,005 1,4+0,03 0,5+0,02 0 0 0
7 2 72,3+0,1 17,2+0,1 8,3+0,1 0,2+0,004 1,5+0,03 0,5+0,02 0 0 0
8 1 70,2+0,06 15,6+0,04 10,9+0,05 1,7+0,007 1,4+0,01 0,2+0,02 0 0 0
9 1 70,6+0,06 15,4+0,04 10,6+0,04 1,6+0,02 1,04+0,01 0,73+0,01 0 0 0
10 3 68,8+0,06 15,4+0,04 12,6+0,04 1,6+0,006 1,49+0,02 0,09+0,003 0 0 0
11 1 68,3+0,1 16,3+0,05 11,7+0,05 1,6+0,007 1,83+0,018 0,33+0,009 0 0 0
Таблиця 2.
lнтенсивнiсть флуоресценцГГ елементного складу у зразках виробiв для шрсингу (ум. од.)
мкро-елемент золото (п=25) сплав (п=37) титан (п=10)
ювел1рне (п=5) медичне (п=20) (п=21) мщний (п=15) зал1зний (п=22) титан 100% (п=3) титан 93% (п=7)
Ре 0 321947 0 694519 375779-3054699 0 0
Сг 0 88399 0 9323 115701-895832 0 0
1\П 0 227233 0 242710 11841-232714 0 0
Мо 0 74437 0 0 10584-322330 0 0
Мп 0 5594 0 592 10243-517300 0 0
Си 524039-541237 17361 70784-161400 12349503360923 1667-46143 0 0
Аи 692056-693815 87343 0 143466 72640 0 0
Т1 0 0 0 0 28286 660178-1421558 641608
А1 0 0 0 0 0 0 16223
V 0 0 0 0 0 0 55144
ЫЬ 0 0 0 0 1438 0 0
Со 0 0 0 0 5792 0
7п 5625-8820 0 14032-88975 349680-507418 412 0
Ад 76078-94528 0 17403414252607 0 0 0
РЬ 0 0 0 864383 0 0 0
2. Найбтыш стабiльними за хiмiчним спектром е вироби з титану, хiрургiчноI сталi та медичного золота.
3. Максималыний ступiны флуоресценцi,i встанов-лено у виробiв для пiрсингу iз срiбла.
Перспективи подальших досл1джень поляга-юты у розробцi профiлактичних заходiв та особливос-тей лiкування ускладнены, якi виникаюты пiсля вико-ристання низыкоякюних виробiв для пiрсингу.
Л^ература
1. Алов Н.В. Рентгенофлуоресцентный анализ с полным внешним отражением: физические основы и аналитическое применение / Н.В. Алов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2010. — Т. 76, № 1. — С. 4 -14.
2. Колесник Н.А. Теория и практика доказательной медицины / Н.А. Колесник, В.Н. Непомнящий, Е.С. Самусев. - К.: Полиграфплюс, 2006. - 200 с.
3. Куприянова Т.А. Рентгеноспектральный анализ сварных швов живых мягких тканей / Т.А. Куприянова, А.А. Вирюс, М.Н. Филиппов [и др.] // VII Всероссийская конференция по рентгеноспектральному анализу. - 2011. — С. 149.
4. Лапач С.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием EXCEL / С.Н. Лапач, А.В. Губенко, П.Н. Бабич. — К.: Морюн, 2001. — 408 с.
5. Лосев Н.Ф. Основы рентгеноспектрального флуоресцентного анализа / Н.Ф. Лосев, А.Н. Смагунова. — М.: Химия, 1982.
- 208 с.
6. Mantouvalou I. Quantification for 3D micro X-ray fluorescence / I. Mantouvalou, W. Malzer, B. Каппд1еЯег // Spectrochimica Acta.
— 2012. — V. 77. — Р. 9-18.
7. Satovic D. Use of portable X-ray fluorescence instrument for bulk alloy analysis on low corroded indoor bronzes / D. Satovic, V. Desnica, S. Fazinik // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. — 2013. — V. 89. — P. 7-13.
УДК: 616.288.71-089.85:546.82:549.28:549.261:543.427.4
РЕНТГЕН-ФЛУОРЕСЦЕНТНИЙ СПЕКТРАЛЬНИЙ АНАЛ1З СУЧАСНИХ ВИРОБ1В ДЛЯ П1РСИНГУ Бондаренко О. В.
Резюме. Проведений спектральний рентген-флуоресцентний анал1з вироб1в для п1рсингу. Встановле-но, що елементний склад з медичного золота був представлений однаковим вмютом елемент1в. Спектро-фотометричний анал1з зразюв сплав1в показав, що найбтьша юльюсть вироб1в для п1рсингу була з зал1зного сплаву. Показано, що найменший вмют м1кроелемент1в з високим ступенем флуоресценцИ спостер1гаеться в виробах з зал1зного сплаву. Найбтьш стабтьними за х1м1чним спектром е вироби з титану, х1рурпчно'| стал1 та медичного золота. Максимальний ступ1нь флуоресценцИ встановлено у виробах для п1рсингу з1 ср1бла. K^40Bi слова: рентген-флуоресцентний, м1кроелементи, п1рсинг, сплави.
УДК: 616.288.71-089.85:546.82:549.28:549.261:543.427.4
РЕНТГЕН-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ПИРСИНГА
Бондаренко О. В.
Резюме. Проведен спектральный рентген-флуоресцентный анализ изделий для пирсинга. Установлено, что элементный состав изделий из медицинского золота был представлен одинаковым содержанием элементов. Спектрофотометрический анализ образцов сплавов показал, что наибольшее количество изделий для пирсинга было из железного сплава. Показано, что наибольшее содержание микроэлементов с высокой степенью флуоресценции наблюдается в изделиях из железного сплава. Наиболее стабильными по химическому спектру являются изделия из титана, хирургической стали и медицинского золота. Максимальная степень флуоресценции установлена в изделиях для пирсинга из серебра. Ключевые слова: рентген-флуоресцентный, микроэлементы, пирсинг, сплавы.
UDC: 616.288.71-089.85:546.82:549.28:549.261:543.427.4
X-RAY FLUORESCENCE SPECTROSCOPY OF MODERN PRODUCTS FOR PIERCING Bondarenko О. V.
Abstract. X-ray fluorescence spectroscopy of piercing products was carried out. It revealed that the elemental composition of product samples made of medical gold included the same content of elements. Spectrophotometry analysis of alloy samples detected that the largest number of piercing products was made of an iron alloy. It is shown that the largest content of microelements with a high degree of fluorescence is observed in products made of an iron alloy. Titanium, surgical steel and medical gold products are the most stable ones by their chemical spectrum. The maximum degree of fluorescence was found out in piercing products made of silver.
X-ray fluorescence (XRF) analytical technique plays a great part in modern medical researches because this method is not invasive, thereby making possible a multivariate analysis, which is notable for its high spectral selectivity to the elements revealed in specimens. An important feature of this technique consists in the fact that the specimens can be liquid, solid, in the form of gels and films. Besides, this method differs from others by the accuracy and rapidity of its detections, easy preparation of specimens as well as possible simultaneous detection of a wide range of elements and availability. XRF is widely used practically in all fields of science and technology, including medicine and biology. It is used in analyzing steels and alloys. Thanks to existence of portable spectrometers this technique is particularly essential for analyzing different materials in situ. The method of XRF is based on registration of the typical fluorescent radiation of elements resulting from irradiation of the tested specimen with help of an external source of X radiation. Chemical elements are identified by the position of fluorescent radiation lines on the scale of energies, typical for each element. The line strength is proportional to the element content, thereby making possible qualitative analysis. At present, owing to such its advantages as rapid detections, easy preparation of specimens for testing that does not require any sample spreading, wide ranges of elements and possible detection of all elements in one sample XRF is promising in specimen analyses and widely used in medicine. XRF makes
possible solution of a wide range of analytical problems, which the modern medicine faces, namely: detection of microelements, when their role in different diseases is examined; study of the effect of environmental contamination on human health; detection of toxic metals for preventing diseases.
Hence, an important task consists in detection of the complex of basic elements, typical for piercing products, namely titanium, iron, lead, copper, etc., thereby making possible more reasonable conclusions concerning their effect on skin dysbiosis in the pierced region and duration of wound healing after piercing manipulations.
Revealing of the qualitative and quantitative content of metals, used for making products for piercing, can together with other laboratory methods of examination facilitate prevention of the pyoinflammatory process in the pierced region and restoration of microbiocenosis in the auricular skin.
Keywords: X-ray fluorescence analysis, microelements, piercing, alloys.
Рецензент — проф. Почерняева В. Ф. Стаття надшшла 19.03.2017 року
УДК 616.742-073.7
*Король Д. М., *Тончева К. Д., **НКолов В. В., ***Омпко €. Л., **€фименко А. С.
ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИК1В СТАНУ М'ЯЗ1В ЗА ДОПОМОГОЮ УДОСКОНАЛЕНОГО М1ОТОНОМЕТРА
*Вищий державний навчальний заклад Укра'Гни «УкраГнська медична стоматолопчна академ1я» (м. Полтава)
**Стоматолопчна клшша ф1рми «В1тадент» (м. Запор1жжя) ***Стоматолопчна ктшка «Арт Стоматолопя» (м. Запор1жжя)
korolmd@mail.ru
Робота е фрагментом комплексно! ш^ативно! теми кафедри пропедевтики ортопедично! стоматологи Вищого державного навчального закладу Укра-!ни «Укра!нська медична стоматолопчна академiя» «Удосконалення ортопедичних методiв профтакти-ки та лкування вторинно! аденти, патолопчно! стер-тостi, уражень тканин пародонту та захворювань СНЩС у дорослих на тлi загальносоматично! патологи» (державний реестрацiйний № 011111004872).
Визначення тонусу жувальних м'язiв при рiзних станах у стоматологи необхщно для постановки дiа-гнозу та оптимального лкування пацiентiв. Вiдомi мiотонометри не задовольняють спецiалiстiв у су-часних умовах [2,3,4].
Мютонометр, що мiстить шток, з'еднаний з отр-ною площиною, який дозволяе передавати пере-мiщення опiрно! площини та щупу стосовно одне одного. Щуп iз гумовою насадкою занурюеться в товщу м'язу пiд впливом пружини, розмщено! в корпусi. Сила стиснення пружини визначаеться шкалою, яка нанесена на корпус щупа в верхнм частинк Пiд час стискання пружини виходить щуп i занурюеться в м'яз, а отрна площина залишаеть-ся на поверхнi шюри. Ця рiзниця рiвнiв передаеться штоком, що втьно перемiщуеться в прорiзi до втулки iз закртленим на нiй вимiрювальним приладом (годинниковим Ыдикатором). Пружина служить для повернення отрно! площини до вихiдного рiвня [1].
Найбiльш близьким до запропонованого е мютонометр, що мютить шток, встановлений з пружиною зусилля у корпус^ на одному юнц якого встановлений щуп з опорною площиною, на другому юнц штока встановлен годинниковий Ыдикатор та втулка, при цьому на штоц мiж нижньою кришкою корпусу та опорною площиною розмщено зворотну пружину, який вiдрiзняеться тим, що на втулц закр^
плений покажчик зусилля з можливютю руху вздовж шкали для визначення сили стиснення пружини, яка виконана у виглядi проградуйовано! пластини i за-кртлена на верхнiй кришцi корпусу [5].
Проте вiдомий мiотонометр недостатньо зруч-ний у використаннi, тому, що шкала для вимiрюван-ня сили стиснення пружини розмщуеться на корпус приладу, що не дозволяе якюно фiксувати показни-ки пiд час проведення доогмдження та накопичувати i аналiзувати одержану iнформацiю.
Нами поставлено задачу удосконалення мюто-нометра шляхом введення в його конструк^ю до-даткових елементiв, змiни розташування юнуючих та принципу дi! пристрою, що забезпечить полт-шення зручностi при його використанн для визначення показниюв стану м'язiв в динамц та перехiд з розряду мехаычних датчикiв у розряд ультрасучас-них портативних пристро!в, здатних з високою точ-нiстю збирати, накопичувати та аналiзувати одержану iнформацiю.
Поставлену задачу виршували створенням мю-тонометра (рис.), що включае корпус, шток, тактиль-
h
ч 1 4
4 1 с I 3 I! 2
Рис. Схематичне зображення загального вигляду
мютонометра, де: 1-корпус, 2-шток, 3-пружина, 4-тактильний щуп, 5-WIFI датчик перем1щення.
