Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфо-механическая характеристика биологических тканей и синтетических медицинских материалов по данным акустической микроскопии

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Морфо-механическая характеристика биологических тканей и синтетических медицинских материалов по данным акустической микроскопии"

На правах рукописи

ДЕНИСОВА ЛЮДМИЛА АЛЕКСАНДРОВНА

УДК 577.34+534.64:681.88

МОРФО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ И СИНТЕТИЧЕСКИХ МЕДИЦИНСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПО ДАННЫМ АКУСТИЧЕСКОЙ МИКРОСКОПИИ

03.00.02 - биофизика 03.00.25 - гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

МОСКВА- 2003

Работа выполнена в Институте биохимической физики им.Н.М.Эмануэля Российской Академии наук и Межведомственном научно-исследовательском и учебно-методическом центре биомедицинских технологий

Научные консультанты:

1. Доктор физико-математических наук Маев Р.Г.

2. Доктор биологических наук, профессор Матвейчук И.В.

Официальные оппоненты:

Акопян В.Б. - профессор, доктор биологических наук Омельяненко Н.П. - профессор, доктор медицинских наук Петренко Ю.М. - профессор, доктор биологических наук

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт физико-химической медицины МЗ РФ

Защита состоится « 31 » октября 2003г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.039.01 при Институте биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН по адресу: 119991, Москва, ул. Косыгина, д.4.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ИБХФ РАН (г.Москва, ул. Косыгина, д.4)

Автореферат разослан « 25 » сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук _

М.А.Смотряева

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1.Актуальность проблемы. Разработка научно-методических основ комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических заменителей, создание новых эффективных методов диагностики состояния живых систем являются актуальными задачами современной биологии и медицины [Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев, 2001; А.И.Воложин и др., 1999; Ю.И.Денисов-Никольский и др., 2003; С.П.Миронов и др., 2001; В.Н.Павлова и др., 1988;

B.И.Савельев, 1996; P.Ammann, R.Rizzoli, 2003; G.Boivin, P.J.Meunier, 2003; R.G.Craig, J.M.Powers, 2001; P.Laugier et al., 2000, 2002]. В существующих приборах, предназначенных для исследования микроструктуры, формирование контраста изображений имеет различную физическую природу и может быть обусловлено вариациями: диэлектрических свойств вещества (оптическая и трансмиссионная электронная микроскопия), микрорельефа поверхности (сканирующая электронная микроскопия), физической плотности (рентгенография, денситометрия, компьютерная томография) и др. Появление акустической микроскопии открыло возможности для изучения пространственного распределения механических характеристик биологических тканей с одновременным анализом их микроструктуры. Контраст изображений, получаемых в акустическом микроскопе, определяется особенностями взаимодействия с объектом акустической (упруго-механической) волны, сфокусированной в тонкий ультразвуковой пучок диаметром от нескольких сотен до долей микрона. Это позволяет получать сведения не только о закономерностях распределения физико-механических свойств на поверхности и в толще образца в виде растровых (точечных) изображений, но и осуществлять количественную оценку локальных значений акустических параметров (скорость звука, акустический импеданс, поглощение) на микроскопически малых участках ткани или материала [С.И.Березина, 1979; М.А.Кулаков, А.И.Морозов, 1983; Р.Г.Маев, 1988, 2002; G.A.D.Briggs, 1992; М.Норре, 1985; R.A.Lemons,

C.F.Quate, 1974, 1975; R.D.Weglein, 1979, 1980 и др.]. При этом ведущее значение приобретает тесная связь акустических параметров с механическими свойствами вещества исследуемого образца, благодаря чему изучение в акустическом микроскопе дает возможность на одном и том же образце сопоставить особенности его микроструктуры с локальными значениями механических показателей (модуль упругости, модуль сдвига, коэффициент Пуассона) [Y.Bar-Cohen, 1996; R.E.Green, 1973; J.A.Hildebrand, D.Rugar., 1984; D.A.Sinclair et al., 1984 и др.].

Важным и перспективным представляется применение акустомикроскопических методов для комплексного исследования микроструктуры и механических |"р"мгтп fannnrumi-pny т^шой

1 РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ 1 ] БИБЛИОТЕКА [

I с.пет«р#»г;гв в ! \ оэ юдЗ \

\ 4 557

выполняющих опорную функцию: костной ткани, хряща, эмали и дентина зубов. Углубленное исследование морфо-механических взаимосвязей в этих тканях имеет большое значение для решения ряда практических вопросов экспериментальной биологии, медицинской диагностики, поскольку нарушение соответствия структуры и функционального состояния ткани, обеспечивающего адаптивные возможности организма в условиях воздействия разнообразных факторов среды, является решающим в распознавании стадии перехода от нормальных процессов к патологическим [П.К.Анохин, 1980; А.И.Воложин, Ю.К.Субботин, 1987; Ю.И.Денисов-Никольский, 1996; А.Г.Кочетков и др., 1997; Д.С.Саркисов, 1994].

В настоящее время акустические микроскопы применяются, главным образом, для исследования микроструктуры и механических свойств металлов, сплавов, современных промышленных материалов [Р.Г.Маев, 2000; G.B.Chapman, 2000; G.M.Crean et al., 1995; G.C.Knollman, R.C.Yee, 1988; J.Krautkramer, H.Krautkramer, 1983; A.J.Miller, 1985 и др.]. Разработаны специализированные акустомикроскопические методы для некоторых видов мягких тканей - кожи, тканей глаза, а также для исследования живых клеток в культуре [T.Agner, J.Serup, 1989, 1990; P.Altmeyer et al., 1992; J.Bereiter-Hahn et al., 1992, 2002; F.S.Foster et al., 1990, 1993; J.A.Hildebrand, D.Rugar, 1984; C.J.Pavlin, F.S.Foster, 1994,1995; J.Serup et al., 1984; R.H.Silverman et al., 1995, 1997]. Применению акустического микроскопа для исследования минерализованных тканей и хряща посвящены лишь единичные работы. Содержащиеся в них сведения являются отрывочными и не дают детального представления об акустических свойствах этих биологических тканей на микроскопическом уровне. Существенным фактором, тормозящим развитие микроскопических ультразвуковых исследований, является отсутствие научно обоснованных методов изучения тканей и их синтетических заменителей с учетом биологических аспектов. Важность углубленного изучения взаимосвязи структуры и биофизических свойств на уровне тканей не вызывает сомнений. Выяснение структурно-функциональных связей в тканях является не только фундаментальной, но и прикладной проблемой, решение которой позволяет раскрыть механизмы возникновения и развития многих распространенных заболеваний, научно обосновать разработку эффективных методов их лечения [Д.С.Саркисов, 1994]. Этим и определяется актуальность разработки научно-методических основ применения акустической микроскопии для неповреждающего комплексного исследования структуры и механических свойств биологических тканей и их синтетических заменителей.

1.2. Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлась разработка научно-методических основ применения акустической микроскопии для комплексного анализа структуры и физических свойств биологических тканей и синтетических материалов медицинского назначения. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать методологию комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических аналогов с использованием теоретических и экспериментальных подходов акустической микроскопии.

2. Исследовать акустические свойства тканей, выполняющих опорную функцию (минерализованные ткани и суставной хрящ), в норме и при некоторых патологических состояниях.

3. Изучить закономерности структуры минерализованных (костная ткань, эмаль и дентин зуба) и неминерализованных (хрящ) тканей в норме, при патологических и моделируемых в условиях эксперимента состояниях на основе анализа акустических изображений.

4. Установить структурно-функциональные взаимосвязи в биологических тканях с учетом их композиционного состава по данным акустической микроскопии.

5. Оценить возможности применения методов акустической микроскопии для исследования стоматологических пломбировочных материалов.

6. Провести экспериментальный анализ возможностей неинвазивной оценки состояния минерализованных биологических тканей с применением акустической микроскопии.

1.3. Научная новизна результатов. Разработана методология исследования биофизических свойств различных тканей и их синтетических заменителей с учетом их реального состояния, позволившая впервые:

-выявить взаимосвязи между акустическими и механическими параметрами, необходимые для интерпретации результатов неразрушающего количественного анализа физико-механических свойств минерализованных тканей и хряща;

-на основе изображений, получаемых с помощью акустического микроскопа, провести комплексный анализ морфо-функциональных характеристик биологических тканей и их искусственных аналогов (костная ткань, дентин и эмаль зуба, хрящ, стоматологические пломбировочные материалы, медицинские композиты);

-осуществить комплексное исследование костной ткани в норме и в процессе воздействия различных физико-химических факторов, приводящих к изменениям ее композиционного состава;

-сформулировать основные принципы использования акустических микроскопов для неразрушающих исследований синтетических материалов медицинского назначения на основе установленных в работе закономерностей связи микроструктуры, акустических и механических параметров;

-показать эффективность использования методов акустической микроскопии для выявления дефектов, возникающих при затвердевании стоматологических пломбировочных цементов, а также для контроля формирования структуры и механических свойств в зависимости от исходного состава;

-провести детальное исследование микроструктуры и акустических свойств тканей зуба млекопитающих в норме и установить характер их изменений при возникновении некоторых патологических состояний;

-определить скорость звука и акустический импеданс хряща в норме и при патологических изменениях и на основе выявленных структурно-функциональных взаимосвязей разработать новый метод измерения толщины суставного хряща, а также оценки состояния поверхности субхондральной кости без изготовления специальных препаратов.

1.4. Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты позволили создать теоретические и практические основы для широкого внедрения сравнительно нового научного метода -акустической микроскопии, - в медико-биологические исследования и медицинское материаловедение. Разработаны научно-методические подходы к практическому применению акустической микроскопии для решения разнообразных задач экспериментальной биологии и медицины, в том числе для оценки морфо-функционального состояния минерализованных тканей и хряща в норме, при различных неблагоприятных воздействиях или наличии патологических изменений.

Полученные новые данные об особенностях микроструктуры и акустических свойствах эмали, дентина, костной ткани и хряща расширяют представление о структурно-функциональных взаимоотношениях в тканях в норме и патологии, при выборе адекватных методов лечения, подборе искусственных материалов или биоимплантатов для замещения дефектов пораженных тканей.

Результаты диссертации имеют фундаментальное и прикладное значение и могут найти применение как в научно-экспериментальных исследованиях в области биофизики, биоматериаловедения, морфологии, общей патологии, так и при создании новых медицинских диагностических приборов.

Научно-практические положения, отражающие особенности взаимосвязи между структурной организацией ткани и ее механическими

свойствами, вносят вклад в развитие нового научного направления -акустической гистологии.

1.5. Реализация результатов исследований. Новые сведения о структурно-функциональных взаимосвязях в минерализованных тканях, а также предложенный комплексный метод исследования минерализованных тканей, внедрены в практику работы Международного Центра по исследованию современных материалов Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН. Результаты диссертационной работы используются в практике научных исследований в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии, в Межведомственном научно-исследовательском и учебно-методическом центре биомедицинских технологий, в Московском государственном медико-стоматологическом университете, в МГУ им. М.В.Ломоносова, ЗАО «Стомадент», МГАВМиБ им. К.И.Скрябина.

1.6. Рекомендации по использованию научных положений.

Результаты диссертации необходимо учитывать в практике работы кафедр гистологии, морфологии человека и животных, биофизики, биоматериаловедения, травматологии и ортопедии. Полученные данные могут быть использованы при составлении учебных пособий по биологии, биофизике, функциональной и видовой морфологии, биомеханике и медицинскому материаловедению, их целесообразно включать в учебный процесс биологических, медицинских и ветеринарных ВУЗов.

Результаты диссертации представляют интерес для фундаментальных исследований, связанных с изучением механизмов изменения структуры и механических свойств биологических тканей, а также их синтетических заменителей в условиях воздействия биохимических, физико-химических, механических факторов и экологических стрессоров.

Установленные акустические параметры минерализованных тканей в норме и в условиях патологии следует использовать при разработке новых диагностических приборов в челтостно-лицевой хирургии, стоматологии, травматологии и ортопедии, для оценки состояния биоимплантатов в процессе консервации и хранения.

Разработанные методы акустомикроскопического анализа тканей могут быть использованы в патоморфологических исследованиях как в комплексе с классическими методами, так и самостоятельно.

Уточненные данные локальных значений скорости ультразвука и акустического импеданса биологических тканей необходимо учитывать в практике медицинской ультразвуковой диагностики.

1.7. Апробация работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Ученом совете ИБХФ им.Н.М.Эмануэля РАН, 1999; И-м Съезде биофизиков России, Москва, 1999; на семинарах Школы физики

Виндзорского университета, (Канада), 1999, 2000, 2001, 2003 гг.; на международном конгрессе «World Congress on Medical Physics and Bioengineering», Чикаго (США), 2000; на международном конгрессе «Medical Imaging» 2000, Калифорния (США), 2000; на 25-м, 26-м и 27-м международных симпозиумах «Acoustical Imaging», Бристоль (Великобритания), 2000; Виндзор (Канада), 2001; Саарбрюкен, (Германия), 2003; на научной конференции «Костная пластика в современной травматологии и ортопедии», Москва, 2001; на IV Украинской конференции «Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение», Харьков, 2001; на 1-м Евразийском конгрессе "Медицинская физика", 2001; на семинаре по биомеханике Института механики МГУ, 2001; на семинаре кафедры биофизики биологического факультета МГУ, 2001; на 29 совещании Института механики МГУ «Биомеханика-2002», Москва, 2002; на научных конференциях НИЦ БМТ, Москва, 2000, 2002; на биофизическом семинаре ИБХФ им.Н.М.Эмануэля РАН, 2003; на 5-м Международном конгрессе по морфологии, Уфа, 2002; на 6-й Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеханика-2002", Нижний Новгород, 2002; на заседании Проблемной комиссии «Репродукция клеток, тканей и биопротезирование» Межведомственного научного Совета РАМН и МЗ РФ, Москва, 2003; на 5-й научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья», Шарм-Эль-Шейх, Египет, 2003.

1.8. Объем н структура работы. Диссертация изложена на 290 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания использованной аппаратуры, объектов исследования, и 6 глав собственных исследований, включающих собственные методические разработки, полученные результаты, их обсуждение и выводы. Библиографический список литературы включает 130 отечественных и 375 зарубежных источников. Текст содержит 34 таблицы и 106 иллюстраций.

1.9. Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Разработанная методология комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических аналогов с применением акустической микроскопии, представляющая собой совокупность высокоинформативных методов изучения структуры и физико-механических свойств на одном и том же объекте с учетом его реального состояния, расширяет возможности гистоморфометрических и биомеханических исследований, повышает их точность, эффективность, обеспечивает воспроизводимость получаемых данных.

2. Скорость звука и акустический импеданс, являясь интегральным отражением особенностей микроструктуры, химического состава, плотности и локальных упруго-механических характеристик, могут служить критериями оценки нарушений композиционного состава (изменение гидратации, соотношений минерального и органического компонентов) костной ткани, возникающих при патологических процессах или моделируемых в условиях эксперимента. Изменения акустических показателей имеют большую выраженность по сравнению со значениями физической плотности и находятся в прямой взаимосвязи с характеристиками механической прочности.

3. Для зубов человека в норме характерна широкая вариабельность величин скорости звука в эмали (от 5450 до 6200 м/с) и дентине (от 3360 до 4500 м/с), обусловленная индивидуальными особенностями и состоянием организма (возраст, характер питания и т.д.); различия скорости звука в пределах одного зуба в норме не превышают 4,5% для эмали и 5,5% для дентина. При патологических изменениях (кариес) скорость звука в эмали и дентине по сравнению с аналогичными показателями здоровых тканей того же зуба снижается на 8-18%; относительная величина интенсивности отраженного ультразвукового сигнала в области кариозного поражения на 10-30% ниже, чем в области здоровой эмали того же зуба.

4. Наружный, средний и поверхностно-глубокий слои суставного хряща характеризуются специфическими морфологическими особенностями и закономерным распределением региональных акустических свойств: акустический импеданс межклеточного вещества в наружном и поверхностно-глубоком слоях выше, чем в среднем слое. Наблюдаемое с возрастом уплотнение межклеточного вещества сопровождается увеличением скорости звука в хряще (от 1670м/с у молодых до 1710 м/с у старых животных), а нарушение структурной организации (появление трещин, деформация лакун хондроциюв, разволокнение и т.п.) - снижением скорости звука (до 1590 м/с); сочетанное проявление этих двух состояний обусловливает индивидуальную вариабельность величины скорости звука в суставном хряще в широких пределах.

5. В твердых минерализованных тканях размеры зон патологических нарушений, регистрируемые на акустических изображениях, превышают таковые, полученные в световом микроскопе. Это свидетельствует о возможности выявления реальных размеров областей функциональных изменений посредством измерения акустических характеристик, что не позволяют другие методы, базирующиеся на измерении минеральной плотности (оптическая микроскопия, денситометрия и др.).

6. Разработанный и экспериментально апробированный акусто-микроскопический метод, позволяющий осуществлять комплексный количественный неразрушающий морфо-механический анализ биоимплантатов и искусственных медицинских композитов в условиях их ограниченного (несколько мм3) количества, является эффективным инструментом для осуществления адекватного индивидуального подбора материалов в соответствии со структурой и механическими свойствами замещаемых тканей в челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, травматологии и ортопедии.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Аппаратура и объекты исследования. Исследования выполнены с использованием акустических микроскопов «Эльзам» фирмы Leitz, Германия; «Соникс» фирмы Sonoscan, США и двух малогабаритных сканирующих акустических микроскопов, разработанных в Институте биохимической физики им.Н.М.Эмануэля РАН. Центральным элементом каждого из них является акустическая линза, представляющая собой сферическое углубление на торце звукопровода, на противоположном конце которого находится генерирующий акустические сигналы пьезопреобразователь. Акустическая волна, преломляясь на вогнутой поверхности линзы, фокусируется в иммерсионной жидкости и падает на поверхность объекта в виде сжатого ультразвукового пучка диаметром от нескольких сотен до долей микрона. При этом часть энергии звукового сигнала отражается от поверхности, часть проходит внутрь объекта, последовательно отражаясь от внутренних неоднородностей и включений, и затем от противоположной границы объекта. Чем глубже в толще объекта расположена структура, тем позже приходит отраженный от нее импульс. Осциллограмма, передающая последовательность отражения акустического сигнала от поверхности и внутренних неоднородностей объекта, называется А-сканом. Растровые акустические изображения формируются путем построчного механического сканирования линзы параллельно ее фокальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях [Р.Г.Маев, 1987; К.И.Маслов, 1992; C.F.Quate et al., 1979; М.Норре, 1985]. При этом изображения внутренней структуры, соответствующие картине среза, выполненного перпендикулярно поверхности объекта по линии сканирования, называются Б-сканами, а изображения, получаемые в плоскости, перпендикулярной оси акустической линзы, - С-сканами. Сразу же после возбуждения зондирующего сигнала линза переключается и начинает работать как приемное устройство. Все отраженные сигналы принимаются линзой, передаются на усилитель, преобразуются пьезопреобразователем в радиоимпульсы. Каждый радиоимпульс усиливается, обрабатывается и

подается на модулятор яркости дисплея. Вариации амплитуды сигнала от точки к точке определяют контраст акустического изображения. Эти вариации связаны с локальными величинами плотности, упругости, вязкости. Таким образом осуществляется связь локальных механических свойств зондируемой точки объекта с яркостью точки экрана дисплея.

К важнейшим характеристикам тканей в акустической микроскопии относятся скорость звука (С) и акустический импеданс (Z, волновое сопротивление) [B.Auld, 1973; Л.В.Осипов, 1999; В.А.Шутилов, 1980 и др.]. Скорости продольной (О) и поперечной (Cs ) ультразвуковых волн, при условии, что затухание достаточно мало, можно рассчитать по формулам [Y.Bar-Cohen, 1996; В. Hartmann, 1996; G.M. Swallow, 1999]:

Cl = [К'+ (3G')/4J— L'/p и CsJ=G'p, a динамический коэффициент Пуассона:

v = (V -2G')/2(L'— G'MCl1-2 CS2)/2(CL2-Cs2),

где К' — условный динамический модуль всестороннего сжатия; G' - условный динамический модуль сдвига; р - плотность среды; L'- условный динамический модуль упругости, или эффективный модуль продольной волны.

Акустический импеданс является интегральным показателем плотности и упругости среды и равен произведению плотности среды р на скорость звука С в ней: Z - рС. Различие акустических сопротивлений определяет характер отражения на границе сред в тканях: интенсивность отраженного сигнала в каждой точке поверхности определяется формулой:

Ir=l(ZrZÔ/(Z2+Zùfh

где I¡ = интенсивность падающего сигнала; 1Г = интенсивность отраженного сигнала; Z¡ = акустический импеданс иммерсионной жидкости; Z2 = акустический импеданс исследуемого образца. Следовательно, интенсивность отраженного сигнала в каждой точке акустического изображения определяется локальным значением акустического импеданса, то есть, комбинацией плотности и упругих свойств.

Для исследования были взяты костная ткань, хрящ, ткани зуба, а также синтетические материалы медицинского назначения. Характеристика изученного материала и объем исследований отражены в таблице 1. Изучение образцов различных биологических тканей с применением акустической микроскопии осуществляли in vitro, а в отдельных случаях -in vivo. В основу разработки методологии анализа минерализованных тканей и хряща были положены научно-методические подходы,

обеспечивающие изучение объектов в состоянии, наиболее приближенном к реальному. Они включали: экспериментальную оценку влияния на исследуемые ткани различных способов хранения и физико-химической обработки материала; идентификацию структурных элементов, выявляемых при анализе акустических и оптических изображений; выбор параметров линзовой системы акустического микроскопа; отработку оптимальной последовательности проведения исследований в акустическом микроскопе.

Таблица 1

Характеристика образцов и объем проведенных исследований

Характеристика исследуемой ткани (материала) Акустическая микроскопия Оптическая микроскопия Гисто-морфо-метрический анализ Физико-механический анализ

Исследование структуры Измерение акустических параметров

Количество исследованных образцов

Образцы компактного вещества бедренной и нижнечелюстной костей человека 36 2 25 12 -

Образцы компактного вещества бедренной кости быка 41 82 21 25 60

Кости животных на ранних стадиях онтогенеза(травяная лягушка, японская перепелка, белая крыса) 12 - - 38 -

Эмаль и дентин зубов человека 203 223 101 71 52

Эмаль и дентин зубов собаки 36 28 36 36 _

Медицинские композиты и пломбировочные материалы 47 36 47 14 28

Суставной хрящ собак и кошек 32 24 14 18 -

Для выяснения степени влияния на акустические свойства минерализованных тканей режима хранения и различных сред, оценивали продольную скорость звука в образцах компактной костной ткани или твердых тканей зуба в процессе их пребывания в различных условиях. Учитывая, что в организме все ткани и их синтетические заменители находятся во влажной среде, аналогичной по осмотическим свойствам физиологическому раствору, а также необходимость помещения образцов в водно-иммерсионную среду в процессе проведения измерений и получения изображений в акустическом микроскопе, исследовали влияние на образцы дистиллированной воды, физиологического раствора и наиболее часто используемых гистологических фиксаторов - формалина и этанола.

Установлено (табл.2), что пребывание образцов компактной костной ткани, эмали и дентина в дистиллированной воде или физиологическом растворе от 1 до 5 дней не вызывает существенных изменений продольной скорости ультразвука в этих тканях.

Таблица 2

Значения продольной скорости ультразвука при различных условиях хранения образцов

Исследуемые ткани Количество образцов Скорость ультразвука в образцах, м/с

Продолжительность хранения

Контроль | 1 сутки | 5 суток

Физиологический раствор (0,9% ГСаС!) с добавлением тимола

Компактное вещество бедренной кости быка (поперечный срез) 12 4020±110 4040±120 4040±140

Эмаль зуба человека (продольный срез) 12 5900±170 5920±170 5910-1-180

Дентин зуба человека (продольный срез) 12 3980±130 400±120 4000±160

Нейтральный 10% формалин (рН=7,2)

Компактное вещество бедренной кости быка (поперечный срез) 12 4130±170 4330±260 4390±220

Эмаль зуба человека (продольный срез) 12 5960±190 6150±280 6160±240

Дентин зуба человека (продольный срез) 12 4350±190 4550±280 4590±320

* средние значения и стандартные отклонения

При помещении образцов твердых тканей в раствор нейтрального формалина скорость продольной волны увеличивается уже в первые сутки на 3-4%, а за 5 дней - на 5-6%. Повышение скорости ультразвука в образцах минерализованных тканей в растворе этанола было выражено в меньшей степени, чем в формалине. На основании полученных результатов было определено, что в условиях кратковременного (до 5 суток) хранения в предшествующий исследованию в акустическом микроскопе период для наименьшего искажения их акустических свойств целесообразно хранить образцы в физиологическом растворе с добавлением тимола при температуре +4°С. Применяя в качестве фиксаторов спирты, формалин или другие растворы, необходимо учитывать происходящие при этом изменения акустических параметров исследуемой ткани.

Измерения акустических параметров и исследования микроструктуры проводили на плоско-параллельных срезах образцов, не подвергавшихся фиксации, дегидратации, деминерализации, окраске, контрастированию, пропитке смолами, парафином или травлению поверхности. Оптимальные размеры образцов (толщина, характерный параметр поперечного сечения — диаметр, ширина) устанавливали с учетом линейных параметров структурных элементов ткани, длины волны и поглощения при используемой частоте ультразвукового сигнала. Для большинства исследованных тканей и материалов оптимальная толщина образцов составляет около 1 мм при величине площади поперечного сечения от IО до 25 мм2. Для проведения измерений скорости звука в костной ткани, средний поперечный размер остеонов которой составляет в среднем 120 мкм, использовали линзы с частотой 15 и 25 МГц; скорость звука в тканях зуба измеряли при частоте 50 МГц, в хряще (с учетом среднего поперечного размера лакун хондроцитов около 40 мкм) — 25 и 50 МГц.

Для микроанатомического исследования гистологических структур размерами от 100 до 500 мкм (измерение толщины слоев тканей, анализ формы и размеров внутренних полостей и неоднородностей) использовали акустический сигнал с частотой 25-50 МГц.

Для исследования распределения клеточных лакун в костной ткани или выявления структуры дентинных канальцев и эмалевых призм использовали ультразвуковой сигнал с частотой свыше 400 МГц.

В промышленном материаловедении большая часть ультразвуковых исследований проводится на специально изготовленных плоскопараллельных образцах, и поэтому вопросы влияния геометрии поверхности объекта не имеют решающего значения. Поверхность биологических объектов в большинстве случаев является неровной. В этой связи представляет интерес оценка степени искажения акустических изображений и влияния на результаты измерения акустических

параметров характера поверхности объектов, изучение возможности исследования объектов с естественной или обработанной в соответствии с требованиями биомеханического анализа поверхностью.

Экспериментальным путем установлено, что неровности поверхности, образующиеся при получении фрагментов костной ткани с применением дисковых алмазных фрез по методу И.В.Матвейчука [1998], не препятствуют проведению корректного измерения скорости ультразвука при использовании частот 25-50 МГц. Возникающие при этом артефакты акустических изображений не являются существенной помехой для морфологического анализа костной или хрящевой тканей, благодаря чему поверхность образцов может быть исследована непосредственно после распила без дополнительного шлифования.

Установлено, что небольшое вертикальное смещение образца из фокальной области линзы не оказывает существенного влияния на измеряемую разницу во времени отражения сигнала от верхней и нижней поверхности образца. Обусловленное вариациями рельефа поверхности уменьшение локальных значений интенсивности отраженного сигнала в пределах, превышающих длину волны ультразвука на используемой частоте, ведет к искажению структуры на акустических изображениях.

При работе с объектами in vivo или с образцами, имеющими неровную поверхность, на начальном этапе фокусировали ультразвуковой сигнал микроскопа в области наиболее выступающего участка поверхности. Затем в этой области получали Б-скан, по которому с учетом длины волны ультразвука на используемой частоте сигнала определяли наиболее ровный участок для проведения измерений.

2.2. Исследование микроструктуры и физико-механических свойств костной ткани

На образцах костной ткани, не подвергавшихся предварительной специальной обработке, впервые проведено комплексное изучение их структуры и физико-механических свойств при различных режимах работы акустического микроскопа. На основе всестороннего сравнительного анализа акустических и оптических изображений, а также учета возможных искажений выработаны единые подходы к интерпретации выявляемых элементов тканей или компонентов неоднородных материалов, получаемых с помощью данного метода.

Показано, что по сравнению с изображениями, полученными в оптическом или электронном микроскопе и передающими лишь очертания основных структурных элементов костной ткани, акустические изображения дают представление не только о форме и характере распределения гистологических структур, но и о пространственном распределении областей, отличающихся по физико-механическим

свойствам и характеризующихся разной величиной акустического импеданса (рис. 1).

Рис.1. Акустическое (слева, частота ультразвука 200 МГц) и оптическое (справа, об.хЮ, ок.х40) изображения нефиксированной, недеминерализо-ваииой, неокрашенной компактной костной ткани человека после механических испытаний на сжатие; размер изображений 510x650 мкм. На акустическом изображении более светлые участки соответствуют областям с более высоким акустическим импедансом и, следовательно, более высокими значениями плотности и упругости.

Применение акустической микроскопии позволяет выявлять закономерности изменений акустических параметров в зависимости от особенностей композиционного состава исследуемых биологических тканей и синтетических медицинских материалов.

Для выяснения взаимосвязи акустических параметров костной ткани с содержанием в ней минеральных веществ было проведено экспериментальное исследование, в котором скорость звука и акустический импеданс определяли на образцах костной ткани в процессе деминерализации при использовании 0,2н раствора HCl. Показано, что уменьшение минеральной плотности сопровождается снижением скорости ультразвука и акустического импеданса, причём изменения акустических параметров имеют большую выраженность, чем изменения плотности ткани: при снижении плотности на 5 и 40% продольная скорость звука снижается в среднем, соответственно, на 13 и 50%.

Наряду с изучением роли минерального компонента костной ткани в изменении ее акустических свойств, представляла интерес оценка роли ее органической фазы. Моделирование изменения содержания органической фазы в кости осуществляли путем деорганификации с использованием 5%-ного раствора гипохлорита натрия (табл.3). Отсутствие нарушений сплошности и непрерывности минеральной фазы в процессе такой обработки обеспечило сохранение формы и размеров

Таблица 3

Скорость ультразвука в образцах в процессе деорганификации

Образцы Образцы

Стадии поперечной радиальной

исследований ориентации ориентации

Продольная скорость распространения звука С| , м/с

До деорганификации 4060 ± 90 (37) 3710 ± 110(45)

1 день деорганификации 4040 ± 100 (27) 3710 ± 110(26)

5 дней деорганификации 3340±150 (27) 3150±100(24)

10 дней деорганификации 3020 ±90 (27) 2670 ± 170 (27)

Продольный импеданс, 10" кг/м^с

До деорганификации 8,0 7,0

5 дней деорганификации 6,1 5,8

10 дней деорганификации 5,1 4,6

Поперечная скорость распространения звука Сч, м/с

До деорганификации 2250 ± 190 (36) 2020 ± 130 (39)

10 дней деорганификации 1850 ±80 (20) 1620 ± 180(12)

Поперечный импеданс, 10" кг/м"с

До деорганификации 4,5 3,8

10 дней деорганификации 3,1 2,8 '

Эффективный модуль продольной волны Ь' = С^р

До деорганификации 32 26

5 дней деорганификации 20 18

10 дней деорганификации 15 12

Сдвиговый модуль С = Сз^р

До деорганификации 10 7,8

10 дней деорганификации 5,7 4,6

Модуль всестороннего сжатия 1<У = Ь' - 4/ЗС

До деорганификации 18,7 15,6

10 дней деорганификации 7,4 5,9

Объемный модуль упругости, Е = (9С Кь')/(3 Ку+С)

До деорганификации 25,5 2,1

10 дней деорганификации 13,6 11

Коэффициент Пуассона

До деорганификации 0,28 0,29

10 дней деорганификации 0,22 0,21

'среднее значение и стандартное отклонение, в скобках - количество измерений.

исходных образцов. Полученные данные показали, что нарушение композиционного состава ткани, не являющееся результатом изменения минеральной плотности, тем не менее, ведет к снижению скорости

ультразвука и акустического импеданса, коррелирующему с количеством удаленного из образцов органического вещества. Например, за 5 дней деорганификации плотность образцов снизилась в среднем на 6%, а за 10 - на 12%. Это сопровождалось уменьшением скорости ультразвука в среднем на 17 и 27% соответственно.

Для оценки роли выявленных изменений акустических показателей костной ткани при изменении ее композиционного состава измеренные акустические параметры сравнивали с величинами модулей упругости, полученными расчетным методом, и некоторыми механическими характеристиками - показателем микротвердости и пределом прочности на сжатие для аналогичных экспериментальных условий [И.В.Матвейчук, 1998]. Выяснилось, что как расчетные, так и экспериментально установленные механические параметры костной ткани при деминерализации в растворе соляной кислоты снижаются за 5 и 10 дней, соответственно, на 30 и 85%, а при деорганификации в те же сроки, - на 35 и 55% соответственно.

▼ (1) ▼(г)

(а) (б) (в)

Рис.2. А-сканы (а, в) и Б-скан (б) образца компактной костной ткани на 5-й день деорганификации. Длина Б-скана 12 мм. Частота ультразвука 25 МГц. Стрелками указаны участки, на которых были получены представленные А-сканы: в области полной деорганификации (1) и в области, частично сохранившей органическое вещество (2).

В эксперименте с дегидратацией в 100% ацетоне установлено, что акустические параметры чувствительны к изменениям состояния органического компонента не только количественного, но и качественного характера. В процессе замещения воды ацетоном при неизменном соотношении содержания органических и минеральных веществ плотность образцов снижается в среднем на 5%, скорость звука возрастает в среднем на 10%, а повышение расчетных значений условного динамического модуля упругости и условного модуля сдвига составляет

около 15%. Увеличение значений микротвердости и предела прочности при сжатии, зарегистрированное при проведении механических испытаний в аналогичных экспериментальных условиях, достигает 15% [И.В.Матвейчук, 1998].

Изучение в динамике морфологических особенностей одних и тех же образцов в ходе деминерализации или деорганификации по акустическим изображениям их внутренней структуры позволяет установить соотношение между изменениями микроструктуры, плотности, акустических и прочностных параметров. На рис. 2 приведен пример Б-скана образца компактной костной ткани на 5-й день деорганификации, на котором можно видеть положение фронта деорганификации и оценить размеры зон, утративших и сохранивших органическое вещество.

Возможность оценки роли изменений композиционного состава и их связи с локальными акустическими параметрами создает предпосылки для разработки неразрушающих методов диагностики с целью выявления ранних функциональных и патологических нарушений тканей опорно-двигательного аппарата.

Метод акустической микроскопии позволяет осуществлять не только исследование образцов различных тканей in vitro, но и в ряде случаев -прижизненную неинвазивную оценку состояния отдельных элементов скелета мелких животных и эмбрионов. В качестве примера приведены результаты исследования эмбриона перепелки Coturnix japónica. На рис.3 представлены С-сканы, передающие внутреннюю анатомическую структуру минерализованных частей эмбрионального скелета.

• ..»л.

.4 г

1 2 3

Рис.3. Продольные С-сканы туловища эмбриона перепелки (11-й день развития), полученные при последовательном смещении временных ворот от поверхности вглубь тканей;. Размер С-сканов 15 х 15 мм. Частота 50 МГц. В верхней части С-скана 1, полученного на глубине 1 мм (толщина акустического «среза» 0,9 мм) в толще крыла видны локгевая и лучевая кости, а в средней части — поверхность бедренной кости. На С-скане 2 (глубина 1,8 мм, толщина 1,4 мм) - фрагменты ребер и центры окостенения позвонков, а на С-скане 3 (глубина 2,8 мм, толщина 1,8 мм) -болынеберцовая кость.

2.3. Исследование поверхности медицинских композитных материалов методами акустической микроскопии

Изучение закономерностей структуры и характера распределения армирующих элементов в матрице композитного материала является важным для прогнозирования биосовместимости и механического поведения материала. Существенным недостатком полимеров и создаваемых на их основе композитных материалов, широко используемых в медицинском материаловедении, является то, что они не обладают достаточным оптическим контрастом. В этой связи их микроструктуру можно исследовать лишь после специальной обработки (например, химического травления), ведущей к необратимым изменениям поверхности [О.У.М1сЫег, 1991; А.Е.'\УоосЫ'агс1, 1989].

Рис.4. Акустическое (слева, 200 МГц) и оптическое (справа, об.хЮ, ок.х40) изображения одного и того же участка поверхности необработанною неокрашенного образца медицинского композита (полиамид, армированный углеродными волокнами); размер изображений - 600x720 мкм.

Результаты проведенных в настоящей работе исследований показали, что различие физико-механических свойств компонентов, входящих в состав медицинских полимерных композитов, обеспечивает хороший контраст изображений, получаемых с помощью акустического микроскопа. Благодаря этому можно быстро и эффективно исследовать микроструктуру материала, оценить соотношение связующего вещества и армирующих элементов (рис.4).

В разработанном варианте метод акустомикроскопического анализа морфологических особенностей полимерных композитов медицинского назначения может применяться для исследования образцов малого размера. Благодаря неразрушающему характеру метода можно проводить повторные исследования структуры композита в динамике при воздействии физико-химических и/или биологических факторов.

2.4. Морфо-механические и акустические особенности тканей зуба. Экспериментальная оценка возможностей применения акустической микроскопии в стоматологии

При анализе акустических изображений зубов млекопитающих выявлена неоднородность акустических свойств дентина: плащевой дентин и слой дентина вокруг пульпы при исследовании на частоте 50 МГц имеют меньшие значения акустического импеданса, чем дентин в среднем слое (рис.5).

Рис.5. Коллаж из 8 акустических изображений (400 МГц) поверхности продольного спила моляра человека. Размер поля изображения 1,6x4,3 мм. 1-диазоны эмали, 2-паразоиа эмали, 3-дентино-эмалевое соединение, 4-плащевой дентин, 5 -дентин среднего слоя, 6-околопульпарный дентин, 7-полость пульпы.

Измерение локальных значений скорости звука в этих областях позволило оценить выявленные различия количественно: скорость звука в плащевом и околопульпарном дентине оказалась соответственно на 8 и 15% ниже, чем в его срединном слое. Более низкие значения скорости звука соответствуют меньшим значениям плотности и упругости минерализованной ткани. Детальное морфологическое исследование акустических изображений при частоте ультразвукового сигнала 200 и 400 МГц показало, что плащевой дентин имеет такое же строение, как и дентин в среднем слое, но отличается от последнего меньшими значениями акустического импеданса межклеточного вещества. Акустический импеданс дентина в околопульпарной области также ниже, чем в толще дентина. Кроме того, этот слой содержит большее количество крупных пор.

Получено убедительное подтверждение того, что полосы Гюнтера-Шрегера в эмали не являются артефактом или оптическим эффектом, а проявляются благодаря структурным особенностям, обусловливающим меньшую прочность эмали в диазонах (рис.5).

Сравнительный анализ изображений, полученных в оптическом и акустическом микроскопах, показал (рис.6), что на акустических изображениях очаги патологического изменения тканей зуба имеют большие размеры, чем на оптических. Это обусловлено различием механизмов формирования контраста: оптические изображения строятся на основе вариаций оптической плотности вещества, а акустические - на основе различий физической плотности и упруго-механических свойств отдельных участков. Выявленная закономерность имеет принципиальное значение для диагностики заболеваний зубов, сопровождающихся изменением их прочности, в частности, при кариесе.

Рис.6. Оптическое (В) и акустическое (А) изображения поверхности спила зуба человека в области кариозной полости в одном масштабе. Сравнение размера и очертаний кариозного очага при наложении онп'ческого изображения на акустическое (В).

Впервые на большом объеме материала исследованы акустические параметры эмали и дентина в норме и при различных патологических состояниях. Для здоровых зубов человека харак1ерна широкая вариабельность величин скорости звука в эмали (от 5450 до 6200 м/сек) и дентине (от 3360 до 4500 м/сек), обусловленная индивидуальными особенностями и состоянием организма (возраст, характер питания и т.д.). При этом различия скорости звука в пределах одного зуба в норме не превышают 4,5% для эмали и 5,5% для дентина. При кариесе на стадии мелового пятна продольная скорость звука в зоне поражения составляет в среднем 4900±500 м/с, на стадии коричневого пятна может быть несколько выше: 5500±120 м/с. В разрушающемся дентине скорость звука ниже - 3570±200 м/с, а в склерозированном (прозрачном) дентине -

4400±400 м/с. На основе значений скорости ультразвука получены расчетные значения модулей упругости и коэффициента Пуассона для эмали и дентина (табл.4).

Таблица 4

Акустические и механические параметры тканей зуба человека в норме (14 = 24) _

А Акустические параметры Эмаль Дентин

м/с Ст, м/с Тл, 106 г/см2 с с„ м/с Ст, м/с г,, 106 г/смг с

6000 ± 190 3360 ± 180 1,7 ±0.2 4500 ± 170 2270 ± 110 0,95±0,2

Б Механические параметры Эмаль Дентин

Ь' ГПа С ГПа V V ГПа С ГПа V

102 43 0,27 45 18 0,33

*Ы-количество исследованных зубов

В норме у одной и той же особи величины скорости звука в эмали и дентине зубов различных типов (резцы, клыки, премоляры, моляры) различаются незначительно, что показано на примере сравнительного анализа зубов собаки (табл.5).

Таблица 5

Продольная скорость ультразвука (м/с) в тканях зубов различного типа у собаки

Исследуемые ткани Резцы N=8 Клыки N=4 Премоляры N=8 Моляры N=8

Поперечные срезы Эмаль 4750±220 4920±190 4630±240 4900±200

Дентин в толще 3200±240 3440±200 3300±170 3600±190

Околопульп. дентин 2740±170 2890±230 2680±180 2900±220

Продольные срезы Эмаль 4720±170 4900±280 4580±280 4820±210

Дентин в толще 3120±260 3460±220 3280±250 3500±190

Околопульп, дентин 2580±220 2780±260 2800±260 2890±250

*Ы-количество исследованных зубов

Можно предположить, что в норме прочность отдельного зуба в большей степени определяется размерами и формой, а не различиями

механических свойств образующих его тканей. Сравнение величин скорости ультразвука в тканях зуба в двух взаимно-перпендикулярных направлениях (на продольных и поперечных по отношению к длинной оси зуба срезах) не выявило достоверных различий между сравниваемыми группами (табл.5). Полученные результаты свидетельствуют о том, что ткани зуба не обладают выраженной анизотропией физико-механических свойств.

Изучены принципиальные возможности использования методов акустической микроскопии для оценки состояния целых зубов человека. С этой целью разработаны методические основы для

Рис.7. Акустические изображения цилиндрического канала диаметром 1,5 мм, просверленного в дентине зуба. Частота 50 МГц. Вверху: слева Б-скан (длина 4 мм), справа А-сканы с указанием глубины и толщины С-сканов (акустических «срезов»). Внизу: С-сканы, полученные на глубине 590 и 680 мкм от поверхности образца. Размер С-сканов 2x4 мм.

выявления внутренних полостей и неоднородностей в тканях зуба, оценки размеров полостей и каналов, определения толщины эмали, толщины композитных коронок. На рис.7 представлены акустические изображения (А-, Б- и С-сканы, позволившие определить глубину залегания и размеры канала, просверленного в дентине.

При исследовании зубов, удаленных по различным показаниям, установлено, что величина амплитуды отраженного от поверхности зуба ультразвукового сигнала снижается в случае развития кариозного поражения в среднем на 28±4%. Предложенный и апробированный в эксперименте сравнительный метод оценки величины отраженного сигнала позволил обосновать требования к разработке новых неинвазивных методов диагностики состояния зуба в клинической практике.

2.5. Применение акустомикроскопических методов для исследования структуры пломбировочных материалов

Методы акустической микроскопии доказали свою эффективность при проведении микродефектоскопии материалов промышленного назначения. Несмотря на то, что при испытаниях стоматологических пломбировочных материалов решаются сходные задачи (выявление различных дефектов пломбирования, обусловленных усадкой материалов - нарушения краевого прилегания, отслоений, развития микротрещин, образования микропор и формирования неоднородностей), методы акустической микроскопии для исследования пломбировочных материалов до сих пор не применялись.

В настоящем исследовании впервые проведено изучение границы «дентин-цемент» на спилах запломбированных зубов без предварительной обработки - деминерализации, окрашивания или пропитывания полимерными смолами. Исследование образцов в акустическом микроскопе без специальных воздействий позволяет выявить тонкое строение области контакта тканей зуба и пломбировочных материалов в состоянии, близком к реальному, а также оценить сходство структуры и свойств пломбировочного материала с тканями зуба по показателям акустического импеданса. В ходе морфологического исследования поверхности продольных спилов зубов выявлено, что нарушение соотношения порошка и воды при замешивании цемента проявляется не только в повышенной пористости и снижении акустического импеданса затвердевшего цемента, но и в нарушении краевого прилегания.

Исследование возможностей применения акустической микроскопии для неразрушающей оценки медицинских материалов на образцах малого (несколько мм3) размера проведено на примере стеклополиалкенатного цемента «Дентис», ЗАО «Стомадент», Москва). Получены новые данные о влиянии исходного количественного соотношения цемента и воды, использованных при замешивании пломбировочной пасты, на морфо-механические и акустические характеристики затвердевшего цемента. Эти результаты, имеющие большое практическое значение, свидетельствуют о том, что увеличение содержания воды при замешивании цемента приводит к незначительному уменьшению плотности материала после его затвердевания, при этом существенно снижаются акустические параметры материала (табл.6). Установлено, что увеличение количества воды в смеси цемента оказывает значительное влияние на его механические свойства, определенные при помощи стандартных испытаний: чем больше воды взято при замешивании цемента, тем ниже значения прочности и модулей упругости затвердевшего материала (табл.7). Образцам с наибольшей прочностью соответствуют наиболее высокие показатели скорости звука и акустического импеданса.

Таблица 6

Массовое соотношение, плотность и акустические характеристики образцов пломбировочного цемента

Номер группы образцов Массовый состав, Порошок :вода, г/г Плотность, г/см3 Продольная скорость звука, м/с Поперечная скорость звука, м/с Акустический импеданс, 106кг/м2с

1 0,18/1,3 2,05 ± 0,02 3670±200 1930±200 7,50 ±0.50

2 0,23/1,3 2,02 ±0,01 3240±140 1620±100 6,56 ± 0,35

3 0,27/1,3 2,00 ± 0,01 3000±120 1480±100 6,00 ± 0,25

Таблица 7

Экспериментально установленные значения механических параметров пломбировочных цементов

Номер группы образцов Модуль упругости, Е„ условно-мгновенный, МПа Модуль высоко-эластичности Egis, МПа Прочность на сжатие, МПа Количество микропор на 1 мм поверхности образца

1 44500 9500 190 354 ± 65

2 24300 7900 142 197 ± 86

3 29700 5800 85 90 ±28

Приняв ряд допущений и используя формулы расчета механических характеристик полимерных материалов [В. Hartmann, 1996; G.M. Swallow, 1999] можно, исходя из значений скорости распространения звука в материале, рассчитать некоторые параметры, характеризующие упругие свойства образцов пломбировочного цемента: (табл. 8). Сравнивая установленные при механических испытаниях показатели упругих свойств образцов пломбировочных цементов с аналогичными величинами, вычисленными с использованием акустических параметров, можно видеть, что расчеты дают значения, сходные с таковыми, полученными при использовании стандартных методов. Полученные расчетным способом показатели модуля сдвига и упругости, также как и параметры, зарегистрированные при проведении механических испытаний, уменьшаются с повышением исходного содержания воды в цементной массе.

Таблица 8

Расчетные значения механических параметров

Номер группы образцов Модуль сдвига с, 103МПа Модуль продольной волны Ь\ 103МПа Модуль всестороннего сжатия К'8, 103МПа Объемный модуль упругости Е, 103МПА Коэффициент Пуассона N

1 7,64 27,61 17,4 20,0 0,32

2 5,30 21,21 14,1 14,3 0,39

3 4,42 18,00 12,1 11,8 0,41

Анализ микроструктуры образцов цемента с использованием акустических изображений свидетельствует о том, что снижение прочности при сжатии образцов пломбировочного цемента при увеличении содержания воды в смеси, по-видимому, связано с уменьшением числа мелких и возрастанием доли крупных пор в массе затвердевшего цемента. Это приводит к концентрации напряжений и, следовательно, повышению вероятности разрушения материала.

2.6. Анализ структурно-функционального состояния хряща по данным акустической микроскопии

Акустические параметры и микроструктуру хряща исследовали на целых головках тазобедренного сустава кошек и собак. Установлено, что в наивысшей области сферы суставной головки имеются плоские участки, на которых отклонения точек рельефа поверхности не превышают длины ультразвуковой волны при частоте сигнала 50 МГц. Предположение о том, что в этих участках возможно корректное измерение времени прохождения ультразвукового сигнала, было подтверждено экспериментально методом повторных контрольных измерений полученных параметров на плоско-параллельных препаратах, изготовленных из этих же суставных головок в конце исследования. Результаты измерения скорости ультразвука в хряще и толщины хрящевого слоя представлены в таблице 9.

Основными показателями состояния суставного хряща являются его толщина, морфология его поверхности, а также состояние расположенной под ним области перехода в минерализованный хрящ и субхондральную костную ткань. Установлено, что Б-сканы, полученные в наивысшей точке

сферической поверхности целой суставной головки дают возможность оценить эти три параметра (рис.8). При выраженном остеоартрите

Рис.8. В верхней части представлены Б-сканы целой суставной головки кошек в возрасте 18-20 лет. Под каждым из Б-сканов приведены С-сканы, полученные: 1) на уровне поверхности суставной головки; 2) под хрящом на уровне поверхности минерализованного вещества; 3) на уровне спонгиозной кости в толще сустава. Частота 50 МГц. Длина Б- и С-сканов 4 мм.

толщина хряща снижена, его поверхность становится неровной, граница между неминерализованным хрящом и минерализованной тканью -бугристая, с многочисленными глубокими трещинами. Структурные особенности хряща, проявляющиеся на акустических изображениях целой суставной головки, дополняются данными количественной оценки величины скорости звука (табл.9), а также морфологическими данными, полученными методами световой и акустической микроскопии при исследовании поверхности продольных срезов, проведенных по линии Б-сканирования.

В норме скорость звука в хряще у здоровых животных старшей возрастной группы больше, чем у молодых животных (табл.9). Толщина хряща с возрастом увеличивается. При развитии остеоартрита толщина

хряща снижается в значительной степени, при этом наблюдаются и более низкие значения скорости ультразвука в хряще (1590-1620 м/с).

Таблица 9

Продольная скорость звука в суставном хряще кошек различного возраста в норме и при остеоартрите

Возраст Состояние Масса Коли- Толщина Продольная

живот- исслед. тела, чество хряща, скорость

ных, хряща кг образцов мкм ультразвука,

годы м/с

1-6 норма 5,0±0,6 6 341±20 1660±20

8-12 норма 4,6±1,2 7 521±45 1690±20

остеоартрит 5,3±1,5 5 458±85 1600±40

16-20 норма 7,1±1,3 3 523±70 1720±40

остеоартрит 7,2±0,7 3 175±30 1610±60

Детальное исследование микроструктуры поверхности продольных срезов суставов на акустических изображениях позволило установить, что в норме поверхностный слой хряща характеризуется более высоким акустическим импедансом. Волокна коллагена выявляются в виде тангенциально расположенных пучков более светлого оттенка. Вокруг клеточных лакун обнаруживаются зоны с пониженным акустическим импедансом. В областях, прилегающих к минерализованному хрящу, акустический импеданс неминерализованной ткани выше, чем в промежуточном слое (рис.9).

1 2 3

Рис.9 Акустические изображения поверхности продольных срезов нефиксированного, необезвоженного, неокрашенного хряща в области поверхности (1) и в базальной зоне (2) у молодых животных. Частота ультразвука 200 МГц. Изображение, полученное с этого же образца в оптическом микроскопе в отраженном свете (3), об. х10, ок.х40. Размер изображений по высоте 800 мкм.

Согласно данным биофизических исследований, выявленные вариации акустического импеданса совпадают с распределением плотности ткани [Е.В.Ншшкег, 1992]. С возрастом расположенная на границе с минерализованной тканью область, характеризующаяся более высоким акустическим импедансом, распространяется на бблыпую часть хрящевого слоя, с чем может быть связано и повышение скорости звука в хряще. При остеоартрите нарушается зональное распределение клеток, возникают глубокие поверхностные и внутренние трещины, разволокнение ткани, деформация лакун. Структурные нарушения такого рода приводят к снижению скорости ультразвука, поэтому, несмотря на отмеченное увеличение плотности межклеточного вещества, скорость звука в хряще животных старшего возраста, больных остеоартритом ниже, даже по сравнению со здоровыми молодыми особями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодаря специфической природе формирования акустического контраста образцы твердых минерализованных тканей и хряща можно исследовать в акустическом микроскопе без фиксации, обезвоживания, деминерализации, окраски или контрастирования. Это не только экономит время, необходимое для приготовления препаратов, но и позволяет исследовать ткани в состоянии, максимально приближенном к реальному. Выполненный в работе анализ возможного влияния на биологические объекты условий хранения, типа иммерсионной жидкости, обработки поверхности и других методических факторов позволил разработать конкретные, научно обоснованные методические подходы к исследованию твердых тканей и хряща в акустическом микроскопе, позволяющие снизить искажения их микроструктуры и механических параметров, учесть возможные артефакты.

Применение разработанной методологии позволило провести комплексный гистоморфологический анализ широкого круга образцов минерализованных тканей, стоматологических материалов и медицинских композитов. На основе всесторонней оценки акустических изображений, сравнения их с оптическими изображениями аналогичных структур и учета возможных искажений выработаны единые подходы к интерпретации получаемых с помощью акустического микроскопа изображений биологических тканей. Таким образом, разработанные научно-методические основы являются базой для дальнейшего развития нового научного направления - акустической гистологии.

Использование разработанной в диссертации совокупности новых методов позволило впервые провести комплексное сравнительное количественное исследование акустических свойств кости, хряща, эмали и дентина зуба на уровне ткани в норме, при патологических состояниях и

экспериментальных воздействиях. При этом, с одной стороны, сопоставление измеряемых акустических параметров с особенностями микроструктуры, выявляемыми на акустических изображениях, дало возможность в каждом отдельном случае оценить вклад структурных изменений в формирование акустических и механических свойств на микроскопическом уровне. С другой стороны, значения локальных величин скорости звука и акустического импеданса тканей были использованы для уточнения данных морфологических исследований.

На основе величин скорости ультразвука можно вычислить важнейшие механические параметры. Для биомедицинских исследований важным аспектом является то, что механические характеристики, вычисляемые на основе локальных значений скорости звука, могут быть установлены при использовании образцов объемом в несколько мм3. Сравнение значений упругих модулей, полученных на основе измерений скорости ультразвука, с величинами микротвердости и прочности на сжатие для костной ткани и пломбировочных цементов выявило положительную взаимосвязь между расчетными и измеренными величинами.

На сегодня не существует точных методов измерения локальных значений плотности или упругости тканей. Поэтому возможность сравнения изменений акустических импедансов, являющихся комбинацией плотности и упругости, дает ценную информацию для анализа и понимания особенностей состояния ткани. Для биомедицинских исследований акустический импеданс и скорость звука пока еще не стали широко распространенными параметрами. В научной литературе неоднократно поднимался вопрос о самостоятельном значении акустических показателей, как одних из важнейших биофизических характеристик биологических объектов [П.О.Липовко-Половинец, 1994; Л.В.Осипов, 1999; О.Ваиш е(а1., 1968; 1.ВегеИег-На1т е1 а1.,1992, 2002; Б.Ьеез, 1968 и др.]. Как показатели локальных физико-механических свойств биообъектов акустический импеданс и скорость звука . приобретают большое значение и для анализа акустических изображений, и для объяснения количественных различий параметров, определяемых с помощью фокусированного ультразвука.

ВЫВОДЫ

1 .Разработанная методология комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических аналогов с применением акустической микроскопии, представляющая собой совокупность высокоинформативных методов изучения структуры и физико-механических свойств на одном и том же объекте с учетом его реального состояния, расширяет возможности гистоморфометрических и

биомеханических исследований, повышает их точность, эффективность, обеспечивает воспроизводимость получаемых данных.

2.Скорость звука и акустический импеданс, являясь интегральным отражением особенностей микроструктуры, химического состава, плотности и локальных упруго-механических характеристик, могут служить критериями оценки нарушений композиционного состава (соотношения минерального, органического компонентов и воды) костной ткани, возникающих при патологических процессах или моделируемых в условиях эксперимента. Изменения акустических показателей имеют большую выраженность по сравнению со значениями физической плотности и находятся в прямой взаимосвязи с характеристиками механической прочности.

3.Для зубов человека в норме характерна широкая вариабельность величин скорости звука в эмали (от 5450 до 6200 м/сек) и дентине (от 3360 до 4500 м/сек), обусловленная индивидуальными особенностями и состоянием организма (возраст, характер питания и т.д.); различия скорости звука в пределах одного зуба не превышают 4,5% для эмали и 5,5% для дентина. При патологических изменениях (кариес) скорость звука в эмали и дентине по сравнению с аналогичными показателями здоровых тканей того же зуба снижается на 8-18%; относительная величина интенсивности отраженного ультразвукового сигнала в области кариозного поражения на 10-30% ниже, чем в области здоровой эмали того же зуба.

4.Эмаль и дентин характеризуются неоднородностью акустических параметров (скорость звука и акустический импеданс), выявляемой на полученных с помощью акустического микроскопа изображениях и проявляющейся в области плащевого и перипульпарного дентина, полос Гюнтера-Шрегера в эмали.

5.Наружный, средний и поверхностно-глубокий слои суставного хряша характеризуются специфическими морфологическими особенностями и закономерным распределением региональных акустических свойств: акустический импеданс межклеточного вещества в наружном и поверхностно-глубоком слоях выше, чем в среднем слое. Наблюдаемое с возрастом уплотнение межклеточного вещества сопровождается увеличением скорости звука в хряще (от 1670м/с у молодых до 1710 м/с у старых животных), а нарушение структурной организации (появление трещин, деформация лакун хондроцитов, разволокнение и т.п.) -снижением скорости звука (до 1590 м/с); сочетанное проявление этих двух состояний обусловливает индивидуальную вариабельность величины скорости звука в суставном хряще в широких пределах.

6.Между акустическими показателями тканей, измеряемыми неразрушающим способом с помощью акустического микроскопа, и

механическими параметрами, определяемыми в стандартных механических испытаниях, существует прямая зависимость, благодаря которой методы акустической микроскопии могут быть использованы для количественной оценки механических свойств биологических объектов неповреждающим способом.

7.В твердых минерализованных тканях размеры зон патологических нарушений, регистрируемые на акустических изображениях, превышают таковые, полученные в световом микроскопе. Это свидетельствует о возможности выявления реальных размеров областей функциональных изменений посредством измерения акустических характеристик, что не позволяют другие методы, базирующиеся на измерении минеральной плотности (оптическая микроскопия, денситометрия и др.).

8.3акономерности изменения акустических свойств пломбировочных цементов обусловлены различными исходными соотношениями входящих в них компонентов: наибольшие значения скорости звука и акустического импеданса соответствуют образцам, имеющим максимальные показатели механической прочности. Значения модулей упругости, рассчитанные на основе акустических параметров, согласуются с величинами модулей упругости, полученными при механических испытаниях.

9.Разработанный и экспериментально апробированный акустомикроскопический метод, позволяющий осуществлять комплексный количественный неразрушающий морфо-механический анализ биоимплантатов и искусственных медицинских композитов в условиях их ограниченного (несколько мм3) количества, является эффективным инструментом для осуществления адекватного индивидуального подбора материалов в соответствии со структурой и механическими свойствами замещаемых тканей в челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, травматологии и ортопедии.

10.Научно обоснован и разработан неразрушающий акустомикроскопический метод исследования биологических объектов (целый зуб, мелкие лабораторные животные и их эмбрионы), позволяющий учитывать особенности естественного рельефа поверхности, обеспечивающий достоверность и воспроизводимость экспериментальных данных при изучении твердых тканей в динамике возрастных процессов в норме и при патологических состояниях.

Практические рекомендации

1 .Разработанную совокупность неразрушающего количественного комплексного анализа минерализованных тканей целесообразно использовать в научно-практической деятельности кафедр гистологии, биофизики и экспериментальной морфологии.

2.Новые данные о морфологических и биофизических особенностях минерализованных тканей необходимо использовать в качестве базисных при разработке технических условий для создания новых материалов медицинского назначения, а также при разработке новых современных диагностических методов и приборов для практической остеоартрологии, реконструктивно-восстановительной хирургии, стоматологии.

4.Разработанные научно-методические основы исследования биологических тканей и синтетических материалов медицинского назначения с применением акустической микроскопии необходимо использовать при создании новых специализированных моделей акустических микроскопов и совершенствовании существующих ультразвуковых приборов, предназначенных для экспериментальной биологии и медицины.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Денисова JI.A. Влияние измененной силы тяжести на развитие скелета у плодов крыс // Актуальные вопросы космической биологии и медицины.-М., 1986.-С.45-47.

2. Денисова JI.A. Влияние невесомости на развитие скелета плода крысы // Косм. биол. и авиакосм. мед.-1986.-Т.20,- №4.-С.60-64.

3. Денисова JI.A. Лаврова Е.А., Наточин Ю.В., Серова Л.В. Содержание воды и электролитов в органах и тканях у самцов крыс после полета на биоспутнике «Космос-1667» // Косм. биол. и авиакосм. мед.-1988.-Т.22.-№2.-С,33-37.

4. Денисова Л.А., Лаврова Е.А., Наточин Ю.В., Серова Л.В. Сравнительный анализ минерального состава тканей опорно-двигательного аппарата и внутренних органов крыс после полета на биоспутнике «Космос-1887» // Результаты исследований на биоспутниках. -М.:Наука, 1994.-С.239-241.

5. Денисов A.A., Маева Е.Ю., Денисова Л.А., Маев Р.Г. Ультразвуковая визуализация тканей зуба человека при помощи сканирующего акустического микроскопа // Тез. II Съезда биофизиков России,- М., 1999.-Т.2.-С.668-669.

6. Маев Р.Г., Макашовский Ю.М., Денисова Л.А., Маева Е.Ю., Денисов A.A., Чиркова Т.Д., Домышев Д.А. Акустическая микроскопия - новый метод исследования тканей зуба // Стоматология.-2000.-Т.79.-№5.-С.14-20.

7. Маев Р.Г., Денисова Л.А., Маева Е.Ю., Денисов A.A., Пчелинцев A.A. Исследование микроструктуры и количественная оценка биомеханических свойств дентина с помощью методов акустической микроскопии // Биомедицинские технологии / Сб. научн. тр. НИЦ БМТ.-М.-2000.-Вып. 14.-С.75-85.

8. Денисова JI.A., Маева Е.Ю., Денисов А.Ф., Маев Р.Г. Использование методов акустической микроскопии для исследования структуры и физиологического состояния минерализованных тканей // Патофизиология и современная медицина / Матер, научно-практ. конф,-М.: РУДН.-2000.-С.78-80.

9. Maev R.G., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Denisov A.A. New data on histology and physico-mechanical properties of human tooth tissue, obtained with acoustic microscopy // Proc. of the World Congress on Medical Physics and Bioengineering.-Chicago (USA).-2000.-№3982.-P.81.

10.Maev R.G., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Denisov A.A., Ptchelintsev A.A. Quantitative evaluation of human tooth microstructure in acoustic images // Abstr. of the Medical Imaging 2000,-California (USA).-P.14.

11.Maev R.G., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Denisov A.F. Mineralized tooth tissue study using scanning of acoustic microscopy // Abstr. of the 25-th International Acoustical Imaging Symp.- Bristol (UK).-2000.-P.79.

12.Маев Р.Г., Денисова Л.А., Маева Е.Ю., Денисов А.А., Пчелинцев A.A. Количественная характеристика упруго-механических свойств эмали и дентина зубов человека с использованием методов акустической микроскопии // Новое в стоматологии,- 2001.-№7.-С.84-88.

13.Maev R.G., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Denisov A.F. Mineralized tooth tissue study using scanning of acoustic microscopy // Proc. of the 25-th Int. Acoustical Imaging Symp.- Bristol (UK).-2001.-V.25.-P.501-506.

14.Денисов А.А., Денисова Л.А. Количественная оценка механических свойств минерализованной ткани методами акустической микроскопии // Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение / Тез. IV Украинской конференции.-Харьков.-2001.-С.15-18.

15.Денисова Л.А., Снеткова Е.В. Акустическая микроскопия - новый метод исследования в биологии и медицине // Медицинская физика / Тез. I Евразийского конгресса.-Медицинская физика.-2001.-№1.-С.18-19.

16.Денисова Л.А., Матвейчук И.В., Денисов-Никольский Ю.И., Маев Р.Г., Денисов А.А., Маева Е.Ю. Применение акустической микроскопии для , исследования микроструктуры и механических свойств компактного вещества кости // Медицинская физика / Тез. I Евразийского конгресса.-Медицинская физика.-2001 .-№ 1 .-С. 19-20.

17.Денисова Л.А., Насырова Н.В., Маев Р.Г., Григорян А.С., Григорьянц Л.А., Гринева Т.В., Маева Е.Ю., Денисов А.А. Применение методов акустической. микроскопии для исследования микроструктуры пломбировочных материалов, используемых для ретроградного пломбирования корней зубов // Медицинская физика / Тез. I Евразийского конгресса.-Медицинская физика.-2001 .-№ 1 .-С.20-21.

18.Денисов А.Ф., Воложин А.И., Маев Р.Г., Денисова Л.А., Краснов А.П., Маева Е.Ю., Бакулин Е.Ю., Свирко Е.В., Песин Р.С., Мазур К.С.

РОС. НАЦИОНАЛЬНА* j БИБЛИОТЕКА 1 С.ПетвцЛу?г <

{ ОЭ 100 »кг 5

Исследование методами акустической микроскопии структуры медицинских гидроксиапатитсодержащих композитов // Медицинская физика / Тез. I Евразийского конгресса.-Медицинская физика.-2001.-№1.-С.18.

19.Maev R.G., Denisov A.F., Volozhin A.I., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Krasnov A.P., Popov V.K., Popova A.B., Bakulin E.Yu. Investigation of Polymaide-Hydroxyapatite Bone Implant Surface Microstruture with Acoustic Microscopy Methods // Abstr. 26-th Int. Acoustical Imaging Symp.-Windsor (Canada).-2001.-P.25.

20.Denisova L.A., Maev R.G., Matveichuk I.V., Denisov-Nikolsky Yu.I., Denisov A.A., Maeva E.Yu. Investigating Compact Bone Microstructure and Mechanical Properties Using Acoustic Microscope // Abstr.26-th Int. Acoustical Imaging Symp., Windsor (Canada).-2001.-P.l 1.

21.Маев Р.Г., Попов A.A., Денисов А.Ф., Денисова JI.A., Ливанова Н.М., Маева Е.Ю., Северин Ф.М., Бакулин Е.Ю. Исследование микроструктуры поверхности полимерных материалов методами акустической микроскопии //Механика композитных материалов и конструкций.-2001.-Т.8.-№2.-С.214-227.

22.Денисова JI.A., Маев Р.Г., Денисов-Никольский Ю.И., Матвейчук И.В., Денисов A.A. Основы применения акустической микроскопии в медико-биологических исследованиях // Учебное пособие.-М.: НИЦ БМТ.-2002.-64 с.

23.Денисова JI.A., Насырова Н.В., Маев Р.Г., Григорян A.C., Григорьянц Л.А., Денисов A.A., Гринева Т.В., Маева Е.Ю., Северин Ф.М. Исследование микроструктуры пломбировочных материалов, используемых для ретроградного пломбирования корней зубов, при помощи методов акустической микроскопии // Стоматология.-2002.- Т.81.-№1.-С.26-31.

24.Денисова Л.А., Матвейчук И.В., Маев Р.Г., Денисов A.A., Закономерности изменения акустических свойств костной ткани при нарушении ее композиционного состава. Сообщение I. Деминерализация // Биомедицинские технологии / Сб. научн. тр. НИЦ БМТ.-М.-2002,-Вып.18.-С.95-104.

25.Денисова Л.А., Матвейчук И.В., Маев Р.Г., Денисов A.A., Закономерности изменения акустических свойств костной ткани при нарушении ее композиционного состава. Сообщение II. Деорганификация // Биомедицинские технологии / Сб. научн. тр. НИЦ БМТ.-М.-2002,-Вып.18.-С.105-110.

26.Денисова Л.А., Матвейчук И.В., Маев Р.Г., Денисов A.A. Закономерности изменения акустических свойств костной ткани при нарушении ее композиционного состава. Сообщение III. Деорганификация

// Биомедицинские технологии / Сб. научн. тр. НИЦ БМТ.-М.-2002,-Вып.18.-С. 111-116.

27.Денисова JI.A., Масленникова Т.В., Слесаренко Н.А., Матвейчук И.В. Морфологическое исследование хряща головки бедренной кости млекопитающих с помощью акустической микроскопии. Деорганификация // Биомедицинские технологии / Сб. научн. тр. НИЦ БМТ.-М.-2002.-Вып. 18.-С. 132-140.

28.Maev R.G., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Denisov A.A. New data on Histology and Physico-Mechanical properties of human tooth tissue obtained with acoustic microscopy // Ultrasound in Med.and Biol.-2002.- V.28.-№1.-P.131-136.

29.Маев Р.Г., Воложин А.И., Денисов А.Ф., Краснов А.П., Денисова JI.A., Маева Е.Ю., Попов В.К., Попова А.Б., Бакулин Е.Ю. Исследование микроструктуры медицинских полимерных композитов на основе полиамида и гидроксиапатита методами акустической микроскопии // Новое в стоматологии.-2002.- Т.101.-№1.-С.84-90.

30.Денисова JI.A., Матвейчук И.В., Маев Р.Г., Денисов-Никольский Ю.И., Чергештов Ю.И., Денисов А.Ф., Авагян А.А. Перспективы использования методов акустической микроскопии для оценки механических свойств имплантатов в челюстно-лицевой хирургии // Биомедицинские технологии / Сб. научн. тр. НИЦ БМТ.-М.-2002.-Вып.18.-С.116-126.

31.Denisova L.A., Maev R.G., Matveichuk I.V., Denisov-Nikolsky Yu.I., Denisov A.A., Maeva E.Yu. Investigating Compact Bone Microstructure and Mechanical Properties Using Acoustic Microscope // Proc. 26-th International Acoustical Imaging Symposium.-Windsor (Canada): Kluwer Academic/Plenum Publishers.-2002.- P.61-67.

32.Maev R.G., Denisov A.F., Volozhin A.I., Denisova L.A., Maeva E.Yu., Krasnov A.P., Popov V.K., Popova A.B., Bakulin E.Yu. Investigation of Polyamide-Hydroxyapatite Bone Implant Surface Microstruture with Acoustic Microscopy Methods // Proc. 26-th International Acoustical Imaging Symposium.-Windsor (Canada): Kluwer Academic/Plenum Publishers.-2002.-*P.143-152.

33.Денисова JI.A. Исследование локальных механических свойств и микроструктуры тканей методами акустической микроскопии // Биомеханика-2002 / Тез. 6-й научн. конф.-Нижний Новгород.-2002.-С.38.

34.Денисова JI.A. Акустическая микроскопия - новые подходы в исследовании 'микроструктуры и механических свойств тканей // Тез.У1 конгресса Международной Ассоциации морфологов.-Уфа.- 2002.-С.47.

35.Авагян А.А., Хандзрацян А.С.,Чергештов Ю.И., Денисова JI.A., Матвейчук И.В. Структурно-функциональные взаимосвязи костной ткани в условиях изменения ее композиционного состава // Тез.У1 конгресса Международной Ассоциации морфологов.-Уфа.-2002.-С.6.

36.Денисов-Никольский Ю.И., Матвейчук И.В., Леонов Б.И., Беняев Н.Е., Розанов В.В., Денисова Л.А. Возможности и перспективы применения высоких технологий при решении проблем в области экспериментальной морфологии и медицины // Тез.У1-го конгресса Международной Ассоциации морфологов.-Уфа.-2002.-С.46-47.

37.Denisova L.A.,. Denisov A.F., Maev R.G., Matveichuk I.V., Maslennikova T.V. Acoustic microscopy methods in morphological study of the articular cartilage and subchondral bone // Abstr. 27-th International symposium on acoustical imaging.-Saarbrucken (Germany).- 2003.-P.97-98.

38.Bakulin E.Yu., Denisov A.F., Maev R.G., Denisova L.A., Serdobolskaya O.Yu., Grineva T.V. Application of an acoustic microscope for the assessment of dental cement microstructure and properties during the cure process // Abstr. 27-th International symposium on acoustical imaging.-Saarbrucken (Germany).-2003.-P.79-80.

39.Денисова Л.А. Акустическая микроскопия твердых тканей зуба. М., 2003.-17с. Рукопись деп. в ВИНИТИ, №729-В 200.

40.Денисова Л.А., Маев Р.Г., Поюровская И.Я., Денисов А.Ф., Гринева Т.В., Маева Е.Ю. Сравнительное исследование микроструктуры и механических свойств стеклополиалкенатного цемента «Дентис» // Механика композитных материалов и конструкций.-2003.-Т.9.-№1.- С.24-33.

41.Матвейчук И.В., Розанов В.В., Денисов-Никольский Ю.И., Денисова Л.А., Матвейчук Л.А. Современные подходы к решению проблем биоматериаловедения с использованием высоких технологий // Медико-технические технологии на страже здоровья / Тез. V научно-технической конференции.-Шарм-Эль-Шейх (Египет).-2003.-С.27.

42.Денисова Л.А., Матвейчук И.В., Денисов-Никольский Ю.И., Маев Р.Г., Денисов А.А. Использование акустического микроскопа для исследования микроструктуры и механических свойств костной ткани в процессе деорганификации и дегидратации // Механика композитных материалов и конструкций.-2003.-Т.9.-№3.-С.269-276.

^оо?- Л 11557

Р 14 5 5 7

Подписано в печать 2003 г.

Формат 60x84/16 Заказ №^8Тираж^ООзкз. П л.2,25.

Отпечатано а РИИС ФИАН с оригинал-макета заказчика 119991 Москва, Ленинский проспект, 53. Тел. 13251 28

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Денисова, Людмила Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Краткая история создания акустического микроскопа.

1.2. Акустическая микроскопия в исследованиях мягких биологических тканей.

1.2.1. Акустическая гистология - исследование тонких срезов тканей.

1.2.2. Акустическая цитология.

1.2.3. Неинвазивные методы исследования микроструктуры тканей.

1.3. Применении акустических микроскопов для исследования минерализованных тканей и хряща.

1.3.1. Основные сведения о строении и механических свойствах минерализованных тканей и хряща.

1.3.1.1. Костная ткань.

1.3.1.2. Ткани зуба.

1.3.3.1. Хрящ.

1.3.2. Данные литературы об исследованиях минерализованных тканей и хряща с использованием акустических микроскопов.

1.3.2.1. Костная ткань.

1.3.2.2.Зуб.

1.3.3.1. Хрящ.

1.3.3. Искусственные заменители биологических тканей.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Морфо-механическая характеристика биологических тканей и синтетических медицинских материалов по данным акустической микроскопии"

1.1.Актуальность проблемы. Разработка научно-методических основ комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических заменителей, создание новых эффективных методов диагностики состояния живых систем являются актуальными задачами современной биологии и медицины [Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев, 2001; А.И.Воложин и др., 1999; Ю.И.Денисов-Никольский и др., 2003; С.П.Миронов и др., 2001; В.Н.Павлова и др., 1988; В.И.Савельев, 1996; Р.Ашшапп, Я-Ш^оН, 2003; в.Вомп, Р.Г.Меитег, 2003; К.О.Сгш& Ш.Рошеге, 2001; РХа^ег ег а1., 2000, 2002]. В существующих приборах, предназначенных для исследования микроструктуры, формирование контраста изображений имеет различную физическую природу и может быть обусловлено вариациями: диэлектрических свойств вещества (оптическая и трансмиссионная электронная микроскопия), микрорельефа поверхности (сканирующая электронная микроскопия), физической плотности (рентгенография, денситометрия, компьютерная томография) и др. Появление акустической микроскопии открыло возможности для изучения пространственного распределения механических характеристик биологических тканей с одновременным анализом их микроструктуры. Контраст изображений, получаемых в акустическом микроскопе, определяется особенностями взаимодействия с объектом акустической (упруго-механической) волны, сфокусированной в тонкий ультразвуковой пучок диаметром от нескольких сотен до долей микрона. Это позволяет получать сведения не только о закономерностях распределения физико-механических свойств на поверхности и в толще образца в виде растровых (точечных) изображений, но и осуществлять количественную оценку локальных значений акустических параметров (скорость звука, акустический импеданс, поглощение) на микроскопически малых участках ткани или материала [С.И.Березина, 1979; М.А.Кулаков, А.И.Морозов, 1983; Р.Г.Маев, 1988, 2002; йА-Мп^в, 1992; М.Норре, 1985; ЯАХетопв, С.Р.С>иа1е, 1974, 1975; Я-Б.^^ет, 1979, 1980 и др.]. При этом ведущее значение приобретает тесная связь акустических параметров с механическими свойствами вещества исследуемого образца, благодаря чему изучение в акустическом микроскопе дает возможность на одном и том же образце сопоставить особенности его микроструктуры с локальными значениями механических показателей (модуль упругости, модуль сдвига, коэффициент Пуассона) [У.Ваг-СоЬеп, 1996; К.Е.(Згееп, 1973; Д.А.ЬИШеЬгапё, Б-Ш^аг., 1984; Б-А-втсЫг ег а1., 1984 и др.].

Важным и перспективным представляется применение акустомикроскопических методов для комплексного исследования микроструктуры и механических свойств биологических тканей, выполняющих опорную функцию: костной ткани, хряща, эмали и дентина зубов. Углубленное исследование морфо-механических взаимосвязей в этих тканях имеет большое значение для решения ряда практических вопросов экспериментальной биологии, медицинской диагностики, поскольку нарушение соответствия структуры и функционального состояния ткани, обеспечивающего адаптивные возможности в условиях воздействия разнообразных факторов среды, является решающим в распознавании стадии перехода от нормальных процессов к патологическим [П.К.Анохин, 1980; А.Й.Воложин, Ю.К.Субботин, 1987; Ю.И.Денисов-Никольский, 1996; А.Г.Кочетков и др., 1997; Д.С.Саркисов, 1994].

В настоящее время акустические микроскопы применяются, главным образом, для исследования микроструктуры и механических свойств металлов, сплавов, современных промышленных материалов [Р.Г.Маев, 2000; О.В.СЬаршап, 2000; аМ.Сгеап ег а1., 1995; О.С.КпоИшап, Я.С.Уее,

1988; 1.Кгаи1кгатег, Н.КгаЩкгатег, 1983; АХМШег, 1985 и др.]. Разработаны специализированные акустомикроскопические методы для некоторых видов мягких тканей - кожи, тканей глаза, а также для исследования живых клеток в культуре [Т.А§пег, Д.Зегир, 1989, 1990; Р.Актеуег е1 а1., 1992; 1Вегекег-НаЬп ег а1., 1992, 2002; Р.Б.Розгег а1., 1990, 1993; 1А.НПс1еЬгапс1, Б-Ш^аг, 1984; СЛ.РауНп, Р.8.Роз1ег, 1994, 1995; 1.8егир е1 а1., 1984; 11.Н.8Пуегтап ег а1., 1995, 1997]. Применению акустического микроскопа для исследования минерализованных тканей и хряща посвящены лишь единичные работы. Содержащиеся в них сведения являются отрывочными и не дают детального представления об акустических свойствах этих биологических тканей на микроскопическом уровне. Существенным фактором, тормозящим развитие микроскопических ультразвуковых исследований, является отсутствие научно обоснованных методов изучения тканей и их синтетических заменителей с учетом биологических аспектов. Важность углубленного изучения взаимосвязи структуры и биофизических свойств на уровне тканей не вызывает сомнений. Выяснение структурно-функциональных связей в тканях является не только фундаментальной, но и прикладной проблемой, решение которой позволяет раскрыть механизмы возникновения и развития многих распространенных заболеваний, научно обосновать разработку эффективных методов их лечения [Д.С.Саркисов, 1994]. Этим и определяется актуальность разработки научно-методических основ применения акустической микроскопии для неповреждающего комплексного исследования структуры и механических свойств биологических тканей и их синтетических заменителей.

1.2. Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлась разработка научно-методических основ применения акустической микроскопии для комплексного анализа структуры и физических свойств биологических тканей и синтетических материалов медицинского назначения. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать методологию комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических аналогов с использованием теоретических и экспериментальных подходов акустической микроскопии.

2. Исследовать акустические свойства тканей, выполняющих опорную функцию (минерализованные ткани и суставной хрящ), в норме и при некоторых патологических состояниях.

3. Изучить закономерности структуры минерализованных (костная ткань, эмаль и дентин зуба) и неминерализованных (хрящ) тканей в норме, при патологических и моделируемых в условиях эксперимента состояниях на основе анализа акустических изображений.

4. Установить структурно-функциональные взаимосвязи в биологических тканях с учетом их композиционного состава по данным акустической микроскопии.

5. Оценить возможности применения методов акустической микроскопии для исследования стоматологических пломбировочных материалов.

6. Провести экспериментальный анализ возможностей неинвазивной оценки состояния минерализованных биологических тканей с применением акустической микроскопии.

1.3. Научная новизна результатов. Разработана методология исследования биофизических свойств различных тканей и их синтетических заменителей с учетом их реального состояния, позволившая впервые:

-выявить взаимосвязи между акустическими и механическими параметрами, необходимые для интерпретации результатов неразрушающего количественного анализа физико-механических свойств минерализованных тканей и хряща;

-на основе изображений, получаемых с помощью акустического микроскопа, провести комплексный анализ морфо-функциональных характеристик Биологических тканей и их искусственных аналогов (костная ткань, дентин и эмаль зуба, хрящ, стоматологические пломбировочные материалы, медицинские композиты);

-осуществить комплексное исследование костной ткани в норме и в процессе воздействия различных физико-химических факторов, приводящих к изменениям ее композиционного состава;

-сформулировать основные принципы использования акустических микроскопов для неразрушающих исследований синтетических материалов медицинского назначения на основе установленных в работе закономерностей связи микроструктуры, акустических и механических параметров;

-показать эффективность использования методов акустической микроскопии для выявления дефектов, возникающих при затвердевании стоматологических пломбировочных цементов, а также для контроля формирования структуры и механических свойств в зависимости от исходного состава;

-провести детальное исследование микроструктуры и акустических свойств тканей зуба млекопитающих в норме и установить характер их изменений при возникновении некоторых патологических состояний;

-определить скорость звука и акустический импеданс хряща в норме и при патологических изменениях и на основе выявленных структурно-функциональных взаимосвязей разработать новый метод измерения толщины суставного хряща, а также оценки состояния поверхности субхондральной кости без изготовления специальных препаратов.

1.4. Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты позволили создать теоретические и практические основы для широкого внедрения сравнительно нового научного метода — акустической микроскопии, - в медико-биологические исследования и медицинское материаловедение. Разработаны научно-методические подходы к практическому применению акустической микроскопии для решения разнообразных задач экспериментальной биологии и медицины, в том числе для неинвазивной оценки морфо-функционального состояния минерализованных тканей и хряща в норме, при различных неблагоприятных воздействиях или наличии патологических изменений.

Полученные новые данные об особенностях микроструктуры и акустических свойствах эмали, дентина, костной ткани и хряща расширяют представление о структурно-функциональных взаимоотношениях в тканях в норме и патологии, при выборе адекватных методов лечения, подборе искусственных материалов или биоимплантатов для замещения дефектов пораженных тканей.

Результаты диссертации имеют фундаментальное и прикладное значение и могут найти применение как в научно-экспериментальных исследованиях в области биофизики, биоматериаловедения, морфологии, общей патологии, так и при создании новых медицинских диагностических приборов.

Научно-практические положения, отражающие особенности взаимосвязи между структурной организацией ткани и ее механическими свойствами, вносят вклад в развитие нового научного направления - акустической гистологии.

1.5. Реализация результатов исследований. Новые сведения о структурно-функциональных взаимосвязях в минерализованных тканях, а также предложенный комплексный метод исследования минерализованных тканей, внедрены в практику работы Международного Центра по исследованию современных .материалов Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН. Результаты диссертационной работы используются в практике научных исследований в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии, в Межведомственном научно-исследовательском и учебно-методическом центре биомедицинских технологий, в Московском государственном медико-стоматологическом университете, в МГУ им. М.В.Ломоносова, ЗАО «Стомадент», МГАВМиБ им. К.И.Скрябина.

1.6. Рекомендации по использованию научных положений.

Результаты диссертации необходимо учитывать в практике работы кафедр гистологии, морфологии человека и животных, биофизики, биоматериаловедения, травматологии и ортопедии. Полученные данные могут быть использованы при составлении учебных пособий по биологии, биофизике, функциональной и видовой морфологии, биомеханике и медицинскому материаловедению, их целесообразно включать в учебный процесс биологических, медицинских и ветеринарных ВУЗов.

Результаты диссертации представляют интерес для фундаментальных исследований, связанных с изучением механизмов изменения структуры и механических свойств биологических тканей, а также их синтетических заменителей в условиях воздействия биохимических, физико-химических, механических факторов и экологических стрессоров.

Установленные акустические параметры минерализованных тканей в норме и в условиях патологии следует использовать при разработке новых диагностических приборов в челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, травматологии и ортопедии, для оценки состояния биоимплантатов в процессе консервации и хранения.

Разработанные методы акустомикроскопического анализа тканей могут быть использованы в патоморфологических исследованиях как в комплексе с классическими методами, так и самостоятельно.

Уточненные данные локальных значений скорости ультразвука и акустического импеданса биологических тканей необходимо учитывать в практике медицинской ультразвуковой диагностики.

1.7. Апробация работы. Материалы диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Ученом совете ИБХФ им.Н.М.Эмануэля РАН, 1999; И-м Съезде биофизиков России, Москва, 1999; на семинарах Школы физики Виндзорского университета, (Канада), 1999, 2000, 2001, 2003 гг.; на международном конгрессе «World Congress on Medical Physics and Bioengineering», Чикаго (США), 2000; на международном конгрессе «Medical Imaging» 2000, Калифорния (США), 2000; на 25-м, 26-м и 27-м международных симпозиумах «Acoustical Imaging», Бристоль (Великобритания), 2000; Виндзор (Канада), 2001; Саарбрюкен, (Германия), 2003; на научной конференции «Костная пластика в современной травматологии и ортопедии», Москва, 2001; на IV Украинской конференции «Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение», Харьков, 2001; на 1-м Евразийском конгрессе "Медицинская физика", 2001; на семинаре по биомеханике Института механики МГУ, 2001; на семинаре кафедры биофизики биологического факультета МГУ, 2001; на 29 совещании Института механики МГУ «Биомеханика-2002», Москва, 2002; на научных конференциях НИЦ БМТ, Москва, 2000, 2002; на биофизическом семинаре ИБХФ им.Н.М.Эмануэля РАН, 2003; на 5-м Международном конгрессе по морфологии, Уфа, 2002; на 6-й Всероссийской конференции по биомеханике, "Биомеханика-2002",

Нижний Новгород, 2002; на заседании Проблемной комиссии «Репродукция клеток, тканей и биопротезирование» Межведомственного научного Совета РАМН и МЗ РФ, Москва, 2003; на 5-й научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья, Шарм-Эль-Шейх, Египет, 2003.

1.8. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 333 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания использованной аппаратуры, объектов исследования и 6 глав описания исследований, включающих собственные методические разработки, полученные результаты и их обсуждение. Далее следуют выводы, библиографический список использованной литературы (130 отечественных и 374 зарубежных источника). Текст содержит 34 таблицы и 106 иллюстраций.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Денисова, Людмила Александровна

выводы

1. Разработанная методология комплексного структурно-функционального анализа биологических тканей и их синтетических аналогов с применением акустической микроскопии, представляющая собой совокупность высокоинформативных методов изучения структуры и физико-механических свойств на одном и том же объекте с учетом его реального состояния, расширяет возможности гистоморфометрических и биомеханических исследований, повышает их точность, эффективность, обеспечивает воспроизводимость получаемых данных.

2. Скорость звука и акустический импеданс, являясь интегральным отражением особенностей микроструктуры, химического состава, плотности и локальных упруго-механических характеристик, могут служить критериями оценки нарушений композиционного состава (соотношения минерального, органического компонентов и воды) костной ткани, возникающих при патологических процессах или моделируемых в условиях эксперимента. Изменения акустических показателей имеют большую выраженность по сравнению со значениями физической плотности и находятся в прямой взаимосвязи с характеристиками механической прочности.

3. Для зубов человека в норме характерна широкая вариабельность величин скорости звука в эмали (от 5450 до 6200 м/сек) и дентине (от 3360 до 4500 м/сек), обусловленная индивидуальными особенностями и состоянием организма (возраст, характер питания и т.д.); различия скорости звука в пределах одного зуба не превышают 4,5% для эмали и 5,5% для дентина. При патологических изменениях (кариес) скорость звука в эмали и дентине по сравнению с аналогичными показателями здоровых тканей того же зуба снижается на 8-18%; относительная величина интенсивности отраженного ультразвукового сигнала в области кариозного поражения на 10-30% ниже, чем в области здоровой эмали того же зуба.

4. Эмаль и дентин характеризуются региональной неоднородностью акустических параметров (скорость звука и акустический импеданс), выявляемой на полученных с помощью акустического микроскопа изображениях и проявляющейся в области плащевого и перипульпарного дентина, полос Гюнтера-Шрегера в эмали.

5. Наружный, средний и поверхностно-глубокий слои суставного хряща характеризуются специфическими морфологическими особенностями и закономерным распределением региональных акустических свойств: акустический импеданс межклеточного вещества в наружном и поверхностно-глубоком слоях выще, чем в среднем слое. Наблюдаемое с возрастом уплотнение межклеточного вещества сопровождается увеличением скорости звука в хряще (от 1670м/с у молодых до 1710 м/с у старых животных), а нарушение структурной организации (появление трещин, деформация лакун хондроцитов, разволокнение и т.п.) - снижением скорости звука (до 1590 м/с); сочетанное проявление этих двух состояний обусловливает индивидуальную вариабельность величины скорости звука в суставном хряще в широких пределах.

6. Между акустическими показателями тканей, измеряемыми неразрушающим способом с помощью акустического микроскопа, и механическими параметрами, определяемыми в стандартных механических испытаниях, существует прямая зависимость, благодаря которой методы акустической микроскопии могут быть использованы для количественной оценки механических свойств биологических объектов неповреждающим способом.

7. В твердых минерализованных тканях размеры зон патологических нарушений, регистрируемые на акустических изображениях, превышают таковые, полученные в световом микроскопе. Это свидетельствует о возможности выявления реальных размеров областей функциональных изменений посредством измерения акустических характеристик, что не позволяют другие методы, базирующиеся на измерении минеральной плотности (оптическая микроскопия, денситометрия и др.).

8. Закономерности изменения акустических свойств пломбировочных цементов обусловлены различными исходными соотношениями входящих в них компонентов: наибольшие значения скорости звука и акустического импеданса соответствуют образцам, имеющим максимальные показатели механической прочности. Значения модулей упругости, рассчитанные на основе акустических параметров, согласуются с величинами модулей упругости, полученными при механических испытаниях.

9. Разработанный и экспериментально апробированный акустомикроскопический метод, позволяющий осуществлять комплексный количественный неразрушающий морфо-механический анализ биоимплантатов и искусственных медицинских композитов в условиях их ограниченного (несколько мм3) количества, является эффективным инструментом для осуществления адекватного индивидуального подбора материалов в соответствии со структурой и механическими свойствами замещаемых тканей в челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, травматологии и ортопедии.

Ю.Научно обоснован и разработан неразрушающий акустомикроскопический метод исследования биологических объектов (целый зуб, мелкие лабораторные животные и их -эмбрионы), позволяющий учитывать особенности естественного рельефа поверхности, обеспечивающий достоверность и воспроизводимость экспериментальных данных при изучении твердых тканей в динамике возрастных процессов в норме и при патологических состояниях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как следует из обзора литературы, в настоящее время в нашей стране в области биомедицинских исследований методы акустической микроскопии остаются малоизвестными, а за рубежом используются лишь для ограниченного круга биообъектов (кожа, ткани глаза, изолированные клетки в культуре). Известные из литературы данные немногочисленных исследований подтверждают высокую эффективность применения акустических микроскопов для неразрушающего неинвазивного изучения микроструктуры и механических свойств некоторых мягких тканей [Foster et al., 1993, 2000; Serup et al., 1984, 1992; Bereiter-Hahn et al., 1995, 2002 и др.]. В этой связи нам представилось особенно перспективным оценить возможности акустической микроскопии в исследованиях наименее изученных данным методом тканей опорной группы, важнейшей функцией которых является обеспечение прочности и целостности при воздействии механических деформаций (костная и хрящевая ткань, эмаль и дентин зуба). Таким образом, одной из основных задач нашей работы было на самых разнообразных видах и типах тканей данной группы апробировать акустические микроскопы для исследования самых различных аспектов их морфо-функционального состояния, заложить фундамент для перспективного широкого применения акустической микроскопии в биологических и медицинских экспериментальных исследованиях минерализованных тканей и хряща. Именно этим был обусловлен выбор большого числа разных видов и типов биологических тканей в норме и при различных экспериментально вызванных или естественных патологических состояниях. На каждом из образцов были проведены всесторонние исследования акустических свойств в сопоставлении с их морфологическими и механическими характеристиками. Благодаря сравнительному исследованию разнообразных объектов удалось установить общие закономерности в проявлении акустических свойств твердых тканей и, наряду с этим, установить специфические проявления, характерные для каждой отдельной ткани. Если для металлов, сплавов или химических полимеров параметры скорости звука и акустического импеданса являются физическими константами [Л.К.Зарембо, 1991], то для образцов одного и того же типа биологической ткани, полученных от различных особей, в норме характерна вариабильность акустических свойств, определяющаяся биологическими факторами, такими как возраст, анатомические особенности, видовая принадлежность, характер питания и двигательной активности, функциональное состояние организма в целом и отдельных его систем и т.п. При нарушениях композиционного состава минерализованных тканбм, обусловленных экспериментальным воздействием или патологическим процессом, выявляются выраженные изменения акустических свойств ткани — скорости ультразвука и акустического импеданса.

Экспериментальное изучение феноменологии путем сопоставления акустических параметров, микроструктуры и механических свойств, как показателей механической функции ткани, имеет ведущее значение для установления механизмов взаимосвязей между этими тремя характеристиками, для понимания соотношения на микроскопическом уровне биологических тканей содержания и формы в их диалектическом взаимоотношении, что имеет большое значение для решения многих фундаментальных проблем биологии и практических вопросов медицинской диагностики. Установление корреляций между акустическими параметрами, механическими свойствами и микроструктурой опорных тканей дает возможность по акустическим параметрам судить о микроструктуре и механической функции. Эта сторона проблемы имеет принципиальное значение, поскольку оценка микроструктуры на фиксированных окрашенных препаратах и измерение механических свойств разрушающими и деформирующими методами могут быть заменены неразрушающим неинвазивным исследованием акустомикроскопическими методами.

Анализируя акустические изображения и сравнивая интенсивности отраженного сигнала в двух точках, мы не можем точно сказать, чем в большей степени определяется различие интенсивности отраженного сигнала - разницей в локальной плотности или упругости. На сегодня не существует адекватных методов измерения локальных значений плотности или упругости тканей. Поэтому возможность сравнения изменений акустических импедансов, являющихся комбинацией плотности и упругости {2 = рС =л1(рЕ), р — плотность, С — скорость звука, Е - модуль упругости) дает ценную информацию для анализа и понимания особенностей функционального состояния ткани. В области исследования биомедицинских объектов акустический импеданс и скорость звука пока остаются непривычными и редко используемыми параметрами. В научной литературе неоднократно поднимался вопрос о самостоятельном значении акустических параметров, как одних из важнейших биофизических показателей упруго-механических свойств биоматериала [ВХеев, 1968; П.О.Липовко-Половинец, 1994 и др., в-Ваит е1а1., 1968: .ГВегекег-НаЬп е1 а1., 1992, 2002]. На базе измерения акустического импеданса разработан ряд методов диагностики состояния поверхности биологических тканей [П.О.Липовко-Половинец, 1994]. Полученные в работе данные убедительно подтверждают, что, как показатели локальных физико-механических свойств биологических объектов, акустический импеданс и скорость звука приобретают ведущее значение и для анализа морфологических данных, и для количественной оценки функционального состояния объектов биомедицинских исследований. * *

Созданная на основе полученных в данном исследовании результатов методология акусто-микроскопического анализа морфо-механического состояния биологических тканей, экспериментально апробирована на самых различных типах биологических объектов. Всесторонний сравнительный анализ микроструктуры и свойств на уровне тканей подтвердил, что совокупность предложенных методов в разработанных вариантах может использоваться для решения различных проблем биологии и медицины как в качестве дополнения к существующим классическим методам морфологии и биомеханики, так и самостоятельно. Таким образом, заложены основы для широкого применения акустомикроскопических методов для исследования биомедицинских объектов. К сожалению, в рамках одной работы невозможно было охватить все аспекты интересующей нас проблемы. Более того, новые сведения об акустических свойствах биологических тканей, новые методические возможности их исследования позволили нам продвинуться на несколько шагов глубже в понимании морфо-механической организации (морфологических особенностей и микробиомеханики) тканей и, благодаря этому, наметить новый круг проблем, представляющихся, по нашему мнению, перспективными.

Среди первоочередных задач, стоящих перед акустической микроскопией в области биомедицинских исследований, следует, на наш взгляд, выделить:

- дальнейшее углубленное исследование акустических свойств биологических тканей с учетом видовых, возрастных и прочих биологических различий в норме и при патологических процессах;

- изучение динамических явлений, связанных с изменением функционального состояния тканей, вызванного влиянием различных биологических, механических, химических, физических факторов;

- разработку на основе полученных результатов специализированных акустомикроскопических приборов и методов для клинической диагностики состояния твердых тканей зуба человека;

- разработку специализированных методов контроля состояния биологического материала, используемого в имплантологии;

- углубленный корреляционный анализ акустических и механических свойств пломбировочных материалов и полимерных композитов медицинского назначения с целью создания новых стандартных методов неразрушающего контроля прочностных свойств искусственных заменителей биологических тканей.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Денисова, Людмила Александровна, Москва

1. Акопян В.Б. Физические основы ультразвуковой терапии // Медицинская физика.-2001.- №1.-С.9-10.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем.-М.: Медицина.- 1975.- 448 с.

3. Анохин П.К. Теория функциональных систем. Принцип системных организаций функций-М.-1973.-С.5-61.

4. Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональной системы. М., 1980.- 197 с.

5. Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика. СПб.: Политехника.- 2000.463 с.

6. Березина С.И. Акустический микроскоп и его применение // Электронная промышленность.-1979.-Вып. 1(73)- 2(74).-С.125-132.

7. Березина С.И. Об измерении свойств микрообъектов при акустической микроскопии // Акустический журнал.-1980.-№24.-С.587-589.

8. Березина С.И., Лямов В.Е., Солодов И.Ю. Акустическая микроскопия // Вестник МГУ (серия «Физика, астрономия»).-1977.-Т.18.-№1.-С.З-18.

9. Боровский Е.В. Кариес зубов : Учебное пособие.-М.: ММСИ.-1983.-190 с.

10. Боровский Е.В., Леонтьев В.К. Биология полости рта.-М.: Медицинская книга.-2-e изд.-2001.-300 с.

11. Булычев С.И., Алехин В.П. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора.-М.: Машиностроение.-1990.-224с.

12. Вильямс Д.Ф., Роуф Р. Имплантаты в хирургии.-М.: Медицина.-1978.-552 с.

13. Воложин А.И., Ступаков Г.П. Костная система и невесомость. (Проблемы космической биологии).-М.: Наука.-1989.-Т.63.-214 с.

14. Воложин А.И., Субботин Ю.К. Адаптация и компенсация -универсальный биологический механизм приспособления. М.: Медицина.-1987.-356 с.

15. Галюкова A.B. Изучение ультраструктуры эмали в норме и при кариесе в стадии пятна: Автореф. . дисс.канд.мед.наук.-М.-1972.-20 с.

16. Гарнер М.И., Батовский В.Н., Шарчилев В.И. Основы материаловедения по стоматологии.-М.: Медицина.-1999.- 148 с.

17. Глазер Р. Очерк основ биомеханики.-М.: Мир.-1988.-128 с.23 .Григорьев А.И., Воложин А.И., Ступаков Г.П. Минеральный обмен у человека в условиях измененной гравитации. (Проблемы космической биологии).-М.: Наука.-Т.74.-1994.-214 с.

18. Григорьянц J1.A., Насырова Н.В., Бадалян В.А. Использование стеклоиономерных цементов для ретроградного пломбирования корней зубов // Клиническая стоматология.-2000.-№3.-С.54-57.

19. Дабагян H.B., Слепцова JI.А. Травяная лягушка Rana temporaria // Объекты биологии развития.-М.: Наука.-1975.-С.442-463.

20. Дадашева О.А., Гурьева Т.С. (Dadasheva О.А., Guryeva T.S. Bone and muscular tissue development in embryos and newly hatched quail incubated in weightlessness // Acta Vet. Brno.-1993.-V.62.-Suppl.6.-P.51-59).

21. Дедух H.B. Структурно-функциональная организация суставного хряща // Морфология.- 1996.-Т.109.-№.2.-С.47-52.

22. Денисова Л.А. Влияние измененной силы тяжести на развитие скелета у плодов крыс // Актуальные вопросы космической биологии и медицины.-М.:ИМБП.-1986.-С.45-47.

23. Денисова Л.А. Влияние невесомости на развитие скелета плода крысы // Косм. биол. и авиакосм. мед.-1986.-Т.20.-№4.-С.60-64.

24. Денисов-Никольский Ю.И. Структура и функция костной ткани в норме // Труды III Российского симп. по остеопорозу.-СПб.-2000.-С.36.

25. Денисов-Никольский Ю.И. Современные аспекты функциональной морфологии кости в связи с проблемой биопротезирования // Биомедицинские технологии.-М.-1997.-Вып.6.-С.5-8.

26. Денисов-Никольский Ю.И. Физическая нагрузка и кость проблема гомеостаза и адаптационные механизмы // Морфология.-1996.-№2.-С.48-52.

27. Денисов-Никольский Ю.И., Докторов A.A., Матвейчук И.В. Структура и функция костной ткани в норме // Руководство по остеопорозу. Под ред. Л.И.Беневоленской.-М.: Бином. Лаборатория знаний.-2003.-С.56-77.

28. Денисов-Никольский Ю.И., Матвейчук И.В., Докторов A.A., Смольков Ю.А. Роль минерального компонента в обеспечении механической функции и композитности кости как материала // Медицинская биомеханика.-Рига: Зинатне.-1986.-Т.1 .-С.497-502.

29. Дерффель К. Статистика в аналитической химии.-М.: Мир.-1994.-280 с.

30. Дойников А.И., Синицын В.Д. Зуботехническое материаловедение. М.: Медицина.-1986.-3 87.

31. Докторов A.A., Денисов-Никольский Ю.И., Жилкин Б.А. Структурная организация костного материала // Бюлл.эксп.биол. и мед.-1996.-№12.-С.687-691.

32. Елисеев В.Г., Афанасьев Ю.И., Копаев Ю.Н., Юрина H.A. (ред.) Гистология. М.: Медицина, 1972.-615 с.

33. Ениколопов Н.С., Колосов О.В., Лагутенкова (Маева) Е.Ю., Маев Р.Г., Новиков Д.Д. Изучение гетерогенности полимерных смесей методами сканирующей акустической микроскопии // Докл. АН СССР.-1987.-Т.292.-№6.-С. 1418-1422.

34. Жилкин Б.А., Докторов A.A., Денисов-Никольский Ю.И. Гиалиновый хрящ и процесс его минерализации // Биомедицинские технологии. М.-2001.-Вып. 17.-С. 107-118.43.3арембо Л.К. Акустика// Физические величины.-М.: Энергоатомиздат.-1991.-С.133-166.

35. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука.-1973.-496 с.

36. Йоффе Е. Кариозное поражение дентина и бондинг // Новое в стоматологии.-2001 .-№7 (97).-С. 19-22.

37. Каневский И.Н. Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. М.: Наука.-1977.-336 с.

38. Касавина Б.С., Торбенко В.П. Жизнь костной ткани. М.: Наука.-1979.-176 с.

39. Кнетс И.В. Механика биологических тканей // Механика полимеров.-1977.-№3 .-С. 510-518

40. Кнетс И.В., Пфафрод Г.О., Саулгозис Ю.Ж. Деформирование и разрушение твердых биологических тканей. Рига: Зинатне, 1980.-319 с.

41. Колосов О.В., Левин В.М., Маев Р.Г., Сенюшкина Т.А. Акустическая микроскопия коллагеновых тканей // Медицинская биомеханика.-1986.-Т.1.-С.200-205.

42. Колосов О.В., Левин В.М., Маев Р.Г., Сенюшкина Т.А. (Kolosov O.V., Levin V.V., Maev R.G., Senjushkina Т.А. The use of acoustic microscopy for biological tissue characterization // Ultrasound in Med. and Biol.-1987.-V.13.-№8.-P.477-483).

43. Копейкин B.H., Демнер Л.М. Зубопротезная техника. М.: Триада-Х, 1998.-400 с.

44. Копьева Т.Н., Астапенко М.Г., Вельская О.Б. и др. Морфология суставного хряща при остеоартрозе // Арх.патол.-1986.-№12.-С.40-46.

45. Кочетков А.Г., Колесников Л.Л., Сорокин А.П., Аникин Ю.М., Стельникова И.Г. Опорные структуры человеческого организма.-Нижний Новгород: Изд-во НГМА.-1997.-147 с.

46. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1985.-479 с.

47. Крауткрамер Й., Крауткрамер Г. Ультразвуковой контроль материалов. Справочник. М.: Металлургия.-1991.-752 с.

48. Кристенсен Р. Введение в механику композитов.-М.: Мир.-1982.-334 с.

49. Кулаков М.А., Морозов А.И. Акустический микроскоп с высокимразрешением // Электронная промышленность.-1983.-№6.-С.36-37.

50. Кулаков М.А., Морозов А.И. (Kulakov М.А., Morozov A.I. Acoustical Image of microobjects // Acoustical imaging.-London.-Ash E. ed.-1982.-V.12.-P.287-290.).

51. Левин B.M., Лобкис О.И., Маев Р.Г. Исследование структуры поля фокусированного сферического преобразователя // Акустический журнал.-1987.-Т.ЗЗ .-№1 .-С.87-90.

52. Лепендин Л.Ф. Акустика.-М.: Высшая школа.-1978.-598 с.

53. Лиепа И. Биометрия.-Рига: 3инатне.-1974.~336 с.

54. Лийв Е.Х., Машегиров А.Д. Метод определения физико-механических свойств полимерных композитов с помощью конического индентора.-Таллин.-1983.-64 с.

55. Липовко-Половинец П.О. Теория и применение акустической рефлектоимпедансометрии в биологии и медицине.: Автореф. !.дисс. док. физ.-мат.наук.-М.-1994.-48 с.

56. Маев Р.Г. Акустическая микроскопия. Состояние и перспективы // Вестник АН СССР.-1988.-№2.-С.74-84.

57. Маев Р.Г. Методы акустической микроскопии в исследовании микроструктуры и физико-химических свойств материалов.: Автореф. . дисс. док. физ.-мат. наук.-М.-2002.- 50 с.

58. Маев Р.Г. (Maev R.G. New developments in materials characterization and vehicle quality control //Physical sciences and advanced vehicle technologies. Proceed, of the symp.-Toronto-New York.-2000.-P.67-81).

59. Маев P.Г., Маслов К.И. Температурные эффекты в фокальной области акустического микроскопа. // Акуст. журнал.-1989.-Т.35.-№1.-С.50-53.

60. Маев Р.Г., Маслов К.И. (Maev R.G., Maslov K.I. Temperature effects in the focus of an acoustic microscope // Proceed. IEEE Trans. Ultrason., Ferroelectr., Freq. Contr.-1991.-V.38.-№3.-P.166-171).

61. Маев Р.Г., Шао X., Маева Е.Ю. (Maev R.G., Shao H., Maeva E.Yu., Measurement using ultrasonic pulse-echo method of a curved multilayered polymer system//Journ. of Mater. Charact.-1998.-V. 1 .-№ 2-3.-P.243-256).

62. Маева Е.Ю. Исследование микроструктуры и свойств полимерных смесей методами акустической микроскопии: Автореф. . дисс. канд. хим. наук.-М.-1997.- 24 с.

63. Маслов К.И. (Maslov K.I. Acoustic Scanning microscope for investigation of subsurface defects // Acoustical Imaging, N.Y.-London: Plenum Press.-1992.-V. 19.-P.645-649).

64. Матвейчук И.В. Структурно-функциональная адаптация костной ткани как композита с учетом видовых, возрастных и функциональных особенностей: Автореф. .дисс. док. биол. Наук.-М.-1998.-49 с.

65. Матвейчук И.В., Денисов-Никольский Ю.И., Слесаренко Н.А. Особенности построения костей как элементов биомеханической системы // Морфология.-1998.-№3.-С.78-82.

66. Меерсон Ф.З. Пластическое обеспечение функций организма.-М.: Наука.-1967.-318 с.

67. Механика заменителей биологических тканей // Современные проблемы биомеханики.-1987.-Вып.4.-199 с.

68. Микроскопическая техника: Руководство / Под ред. Д.С.Саркисова и Ю.Л.Перова.-М.:Медицина.-1996.-544 с.

69. Миронов С.П., Омельяненко Н.П., Орлецкий А.К. Остеоартроз: современное состояние проблемы // Вестник травматологии и ортопедии.-2001.-№2.-С.96-100.

70. Новик И.О. Болезни зубов и слизистой оболочки полости рта у детей.-М.: Медицина.-1971.-500 с.

71. Осипов Л.В. Ультразвуковые диагностические приборы. М.: «Видар», 1999.-235 с.

72. Павлова В.Н. Компоненты внутренней среды суставов и их функциональное взаимодействие // Усп. совр. биол.-1989.-Т.107.-Вып.2.-С.23 8-242.

73. Павлова В.Н. Некоторые морфофункциональные аспекты современной артрологии // Морфология.-1989.-Т.97.-Вып.7.-С.5-11.

74. Павлова В.Н. Синовиальная среда суставов.-М.: Медицина-1980.-295 с.

75. Павлова В.Н., Копьева Т.Н., Слуцкий Л.И., Павлов Г.Г. Хрящ. М.: Медицина, 1988.- 320 с.

76. Пахомов Г.И. Кариес зубов и его профилактика.-Рига: Зинатне.-1976.-128 с.

77. Пахомов И.А. Морфология зуба.-СПб.: Бимед.-1998.-400 с.

78. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров.-М.: Химия.-1973 .-250 с.

79. Подрушняк Е.П. Возрастные изменения и заболевания опорно-двигательного аппарата человека.-Киев: Здоров'я.-1987.-293 с.

80. Поляков А.Н. Возрастная характеристика минерального компонента костной ткани человека по данным рентгенографического анализа и количественной микрорентгенографии: Автореф. .дисс. канд. мед. наук М.-1971.-21 с.

81. Поюровская И.Я. Композитные восстановительные материалы отечественного производства // Современное стоматологическое материаловедение и использование его достижений в клинической практике.-М.: ЦНИИС.-1994.-С. 12-17.

82. Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных // Морфология.-1997.-№1.-С.1-4.

83. Прохончуков A.A., Жижина H.A., Тигранян P.A. Гомеостаз костной ткани в норме и при экстремальном воздействии. (Проблемы космической биологии).-М.: Наука.-Т.49.-1984.-200 с.

84. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений.-Москва.-1968.-288 с.

85. Пфафрод Г.О., Саулгозис Ю.Ж., Кнетс И.В., Янсон Х.А. Экспериментальное определение модулей сдвига компактной костной ткани // Механика полимеров.-1972.-№4.-С.697-705.

86. ЮЗ.Регирер С.А. Лекции по биологической механике.-М.: Изд-во МГУ.-1980.-144 с.

87. Ремизов С.М. Микротвердость эмали, дентина и цемента зубов человека в норме, при кариесе и альвеолярной пиорее: Автореф. .дисс. канд. мед. наук.-М.-1965.-38 с.

88. Ремизов С.М. Определение микротвердости для сравнительной оценки здоровых и больных зубов человека // Стоматология.-1965.-№3.-С.33-36.

89. Савельев В.И. Деминерализованные костные трансплантаты и их использование в восстановительной хирургии // Сб.трудов РНИИТОим.Р.Р.Вредена.-С-Пб.-1996.-С.З-12.

90. Саркисов Д.С. Проблема взаимоотношения структуры и функции в ее историческом аспекте. Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций.-М.: Медицина.-1987.-С.9-20.

91. Саркисов Д.С. Структурные основы надежности биологических систем // Материалы чтений им.А.Д.Сперанского.-М.-1984.-С. 16-34.

92. Саулгозис Ю.Ж., Пфафрод Г.О., Кнетс И.В., Янсон Х.А. Определение упругих характеристик компактной костной ткани методом исследования частоты собственных колебаний // Механика полимеров.-1971 .-№ 1 .-С. 167172.

93. Северцов А.Н. Морфобиологическая теория эволюции и теория филэмбриогенеза. Собрание сочинений.-М.-Л.-1945.-Т.З.- 520 с.

94. Сенюшкина Т.А. Исследование физико-механических свойств и микроструктуры биологических тканей и коллагеновых систем методами акустической микроскопии: Автореф. .дисс. канд. физ.-мат. наук.-М.-1988.-22 с.1. Т'

95. Серов В .В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань (функциональная морфология и общая патология).-М.: Медицина.-1981.-312 с.

96. Синицын Р.Г., Зайцева А.П., Панов В.П. Исследование кариеса эмали в проходящем, поляризованном свете и в мягких рентгеновских лучах // Стоматология.-1968.-№4.-С. 11-15.

97. Слесаренко H.A., Денисов-Никольский Ю.И., Матвейчук И.В. Проведение морфомеханических исследований в остеологии:' Методические рекомендации.-М.-1998.-22 с.

98. Соколов С.Я. Авторское свидетельство № 49426, кл.42, 31.08. 1936 г.

99. Соколов С.Я. Патент Великобритании № 477139,1939 г.

100. Соколов С.Я. Патент США № 2164, 185, 1937 г.

101. Соколов С.Я. Ультразвуковой микроскоп // ДАН СССР.-1949.-Т.64.-№3.-C.333-335.

102. Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний.-М.-1972.-232 с.

103. Татаринов А.М. Топографическая неоднородность и изменчивость акустических характеристик компактной костной ткани трубчатых костей человека // Современные проблемы биомеханики.-1988.-Вып.5.-С.135-159.

104. Техвер Ю.Т. Гистология локомоторной системы домашних животных.-Таллин: Валгус.-1988.гС.З0-38.

105. Тимошенко С.П., Гере Д.Ж. Механика материалов.-М.:Мир.-1976.-669 с.

106. Тургунов К., Беньяминов Л.Б. Ультразвуковая оценка заживления переломов нижней челюсти // Основные стоматологические заболевания.-Ташкент.-1981 .-С.63-66.

107. Утенькин A.A. Исследование механических свойств компактного вещества кости как анизотропного материала: Автореф. .дисс. канд.техн.наук.-Рига.-1974.-22 с.

108. Фон-Верзен Р. Деминерализованный костный трансплантат и его применение // Сб. трудов РНИИТО им.Р.Р.Вредена.-СПб.-1993.-С.4-11.

109. Хэм А., Кормак Д. Гистология.-М.: Мир.-1982-1983.-Т.1-5.

110. Шумаков В.И., ред. Искусственные органы.-М.: Медицина.-1990.-272 с.

111. Шутилов В.А. Основы физики ультразвука.-Л.: Издательство ЛГУ.-1980.-420 с.

112. Янсон Х.А. Биомеханика нижней конечности человека.-Рига: Зинатне.-1975,- 324 с.

113. Янсон Х.А., Дзенис В.В., Татаринов Л.М. Ультразвуковые исследования трубчатых костей.-Рига: Зинатне.-1990.-224 с.

114. Abendschein W., Hyatt G.W. Ultrasonic and selected physical properties of bone // Clin Orthopaed. Related Res.-1970.-V.69.-P.294-301.

115. Agemura D.N., O'Brien W., Olerud J.E., Chun L.E., Eyre D.E. Ultrasonic propagation properties of articular cartilage at 100 MHz // J. Acoust. Soc. Amer.,- 1990.-V.87.-1786-1791.

116. Agner T., Serup J. Quantification of the DMSO-response a test for assessment of sensitive skin // Clin. Exp. Dermatol., 1989(a).-V.14.-P.214-217.

117. Agner T., Serup J.Skin reactions to irritants assessed by non-invasive bioengineering methods // Contact Dermatitis, 1989)b).-V.20.-P.352-359.

118. Agner T., Serup J. Individual and instrumental variations in irritant patchtest reactions — clinical evaluation and quantification by bioengineering metods // Clin Exp. Dermatol.-1990.-V. 15.-P.29-33.

119. Agner T., Serup J. Seasonal variation of skin resistance to irritants // Br. Journ. Dermatol., 1989(c).-V.121.-P.323-328.

120. Alexander H., Miller D.L. Determining skin thickness with pulsed ultrasound // Jurn. Invest. Dermatol.-1979.-V.72.-P.17-19.

121. Alexander J.W. Osteoarthrosis (degenerative joint disease) in the dog // Canine Pract.-1979.-V.6.-P.31-36.

122. Alfano R.R., Lam W., Zarrabi H.J., Alfano M.A., Cordero J., Tata D.B., Swenberg C.E. Human teeth with and without caries studied by laser scattering, fluorescence, and absorption spectroscopy // IEEE J. Quantum Electronics.-1984.-V.20.-P. 1512-1515.

123. Altman R.D., Tenenbaum J., Latta L., Riskin W., Blanco L.N., Howell D.S. Biomechanical and biochemical properties of dog cartilage in experimentally induced osteoarthritis// Ann. Rheum. Dis.-1984.-V.43.-P.83-90.

124. Altmeyer P., Hoffman K., Stucker M., Goetz S., el Gammal S. General phenomena of ultrasound in dermatology // Ultrasound in dermatology.-Berlin: Springer-Verlag.-1992.-P.55-79.

125. Ambardar A., Ferris C.D. Compact anisotropic bone: elastic constants in vitro // Acta Biol. Acad. Sci. Hung.-1978.-V.29.-P.81-94.

126. Ammann P., Rizzoli R. Bone strength and its determinants // Osteoporos. Int.-2003.-V.14.-Suppl.3.-P. 13-18.

127. Aristizabal O., Christofer D.A., Foster F.S., Turnbull D.H. Measuring blood flow in the mouse embryo // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1997.-V.2.-P. 1489-1492.

128. Aristizabal O., Christofer D.A., Foster F.S., Turnbull D.H. 40-MHz echocardiography scanner for cardiovascular assessment of mouse embryos // Ultrasound Med. and Biol.-1998.-V.24.-P. 1407-1417.

129. Armstrong C.G., Lai W.M., Mow V.C. An analysis of the unconfined compression of articular cartilage // J. Biomech. Eng.-1984.-V.106.-P. 165-173.

130. Ascenzi A., Bonucci E. The tensile properties of single osteon // Anat.Rec.-1967.-V.158.-P.375-386.

131. Ash E. (ed.) Scanned image microscopy.-London : Academic Press.-1980.-270 p.

132. Aslanides I.M., Libre P.E., Silverman R.H., Reinstein D.Z., Lazzaro D.R., Rondeau M.J., Harmon G.K., Coleman D.J. High frequency ultrasound imaging in papillary block glaucoma // Brit. Journ. Ophtalmol.-1995.-V.79.-P.972-976.

133. Ashman R.B., Cowin S.C., VanBuskirk W.C., Rice J.C.A. Continious wave technique for the measurement of the elastic properties of cortical bone // J. Biomechanics.-1984.-V.17.-P.349-361.

134. Ashman R.B., Rho J.I. Use of a transmission ultrasonic technique for the in vitro evaluation of bone ingrowth // J.Biomechanics.-1990.-V.23.-P.941-943.

135. Atalar A., Penetration depth of the scanning acoustic microscope // Proceed. IEEE Trans. Sonics Ultrasonics.-1985.-V.SU-32.-№2.-P. 164-167.

136. Atalar A. Material characterization in acoustic microscopy theory // J. Appl. Phys.-1979.-V.50.-№ 12.-P.8237-8239.

137. Ateshian G.A., Soslowsky L. J., Mow V.C. Quantitation of articular surface topography and cartilage thickness in knee joints using stereophotogrammetry // J. Biomechanics.-l 991 .-V.24.-P.761-776.

138. Attal J. The Acoustic microscope: a tool for non-destructive testing. In: Nondestructive evaluation of semiconductor materials and device // Zemel J.N.ed.-New York: Plenum Press.-1979.-P.631-676.

139. Attal J., Quate C.F. Investigation of some low ultrasonic absorption liquids //J. Acoustic Soc. Amer.-1976.-№l.-P.69-73.

140. Aubray J.H. et.al., Pathology of osteoarthritis // Arthritis and allied conditions.-Philadelphia: Lia and Febiger.-1989.-P.1571-1580.

141. Auld B. Acoustic fields and waves in solids.-N.Y.: J.Wiley.-1973.-V.l-2.

142. Auobiza B., Crolret J.M., Meunier A. On the mechanical characterization of compact bone structure using the homogenization theory // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№12.-P.1539-1547.

143. Avery J.K., Steele P.K. Essential of oral histology and embryology. Clinical approach.-St.Louis : Mosby.-1992.-224 p.

144. Bab I., Feuerstein O. Device and method for the ultrasonic detection of dental caries.-Patent USA N5874677, 23.02.1999.

145. Bab I., Ziv V., Gazit D., Feuerstein O., Findler M., Barak S., Torpaz E., Sharav Y. Diagnosis of approximal caries in adult patients using ultrasonic surface waves // J. Dent. Res.-1998.-V.77.-A.-Nol 197.-P.285.

146. Bamber J.C., Hill C.R., King J.A., Dunn F. Ultrasonic propagation through fixed and unfixed tissues //Ultrasound in Med. and Biol.-1979.-V.5.-P.159-165.

147. Barber F.E., Lees S., Lobene R.R. Ultrasonic pulse-echo measurements in teeth // Arch. Oral Biol.-1969.-V.14.-P.745-760.

148. Bar-Cohen Y. Nondestructive Inspection and Quality Control // In: Physical properties of Polymers / Handbook.-N.-Y.: AIP Press.-J.E.Mark ed.-1996.-P.727-734.

149. Bar-Cohen Y., Mai A.K. Ultrasonic inspection // In: ASM Handbook Material Characterization.-1996.-V.17.-9-th edition.-P.231-277.

150. Barnet C.N., Davis D.V., MacConail M.A. Synovial joints, their structure and mechanism.-London: Longmans.-1961.-378 p.

151. Baum G., Greenwood J., Slawski S., Smirnov R. Observation of internal structures of teeth by ultrasonography // Science.-1963.-V.139.-P.495-496.

152. Bereiter-Hahn J. Comparison of the appearance of cultured cells observed using scanning acoustic microscopy with that obtained by interference andfluorescence microscopy // In: Scanning Imaging.-Techn. SPIE.-1987(a).-V.809.-P.162-165.

153. Bereiter-Hahn J. Probing Biological Cells and Tissues with Acoustic Microscopy // Advances in Acoustic Microscopy.-New York-London : Plenum Press.- 1995.-V. 1 .-P.79-115.

154. Bereiter-Hahn J. Scanning acoustic microscopy visualized cytochemechanical responses to citochalasin D // J. Microscopy.-l987(b).-V.146.-P.29-39.

155. Bereiter-Hahn J., Blasé C., Kundu T., Wagner O. Cells as seen with the acoustic microscope // Acoustical Imaging.-New York-London-Moscow : Kluwer Academic/Plenum Press.-2002.-V.26.-P.83-90.

156. Bereiter-Hahn J., Fox C.H., Thorell B. Quantitative reflection contrast microscopy of living cells // J. Cell Biol.-1979.-V.82.-P.767-779.

157. Bereiter-Hahn, Karl I., Luers H. Voth M. Mechanical basis of cell shape: Investigation with the scanning acoustic microscope // Biochem. Cell Biol.-1995.-V.73.-P.337-348.

158. Bereiter-Hahn J., Luers H. The role of elasticity in the motile behaviour of cells //NATO ASI Ser.H: Cell Biol.-1994.-V.84.-P. 181-230.

159. Berson M., Vaillant L., Patat F., Pourcelot L. High-resolution real-time ultrasonic scanner // Ultrasound in Med. and Biol.-1992.-V.18.-P.471-478.

160. Berube L.R., Harasievicz K., Foster F.S., Dobrowsky E., Sherar M.D., Rauth A.M. Use of a high-frequency ultrasound microscope to image the action of 2-nitroimidazoles in multicellular spheroids // Brit.J.Cancer.-1992.-V.65,-P.633-640.

161. Boatman E.S., Berns M.W., Walter R.J., Foster J.S. Today's microscopy // Bioscience.-1987.-V.3 7.-№6.-P.3 84-394.

162. Boivin G., Meunier P. J. The mineralization of bone tissue: a forgotten dimension in osteoporosis research // Osteoporos. Int.-2003.-V.14.-SuppI. S.P.I 9-24.

163. Bowman S.M., Zeind J., Gibson L.J., Hayes W.C., McMahon T.A. The tensile behaviour of demineralized bovine cortical bone // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№ 11 .-P. 1497-1501.

164. Briggs G.A.D. Acoustic microscopy.-Oxford: Clarendon Press.-1992.-496 P

165. Briggs G.A.D. Scanning electron microscopy and scanning acoustic microscopy: a favorable comparison // Scanning Electron microscopy.-1984.-V.3.-P.1041-1052.

166. Briggs G.A.D. Ultrasound its chemical, physical and biological effects // Interdisciplinary Sci.Rev.-Suslik K.S. ed.-1990.-V.15.-P.190-191.

167. Briggs G.A.D., Hoppe M. Acoustic microscopy // Images of Materials.-Williams D.B., Pelton A.R., Gronsky R. eds.-Oxford: University Press.-1991.-P. 154-172.

168. Briggs G.A.D., Wang J., Gundle R. Quantitative acoustic microscopy of individual living human cells // J. Microscopy.-1993.-V.172.-P.3-12.

169. Briggs G.A.D. Scanning electron microscopy and scanning acoustic microscopy: a favorable comparison // Scanning Electron Microscopy.-1984.-V.3.-P.1041-1052.

170. Broom N.D., Silyn-Roberts H. Collagen-collagen versus collagen-proteoglycan interactions in the determination of cartilage strength // Arth. Rheum.-1990.-V.33.-P. 1512-1517.

171. Brown T.D. Ferguson A.B. Mechanical property distributions in the cancellous bone of the human proximal femur // Acta Orthop.Scand.-1980.-V.51.-P.429-437.

172. Boyde A. Scanning electron microscope studies of bone // Biochemistry and Physiology of Bone.-Bourne G.H.ed.-New York : Academic Press.-1972.-V.1.-P.259-310.

173. Burstein A., Zika J., Heiple K., Klein L. Contribution of collagen and mineral to the elastic-plastic properties of bone // J. Bone Joint Surg.-1975.-V. 57-A.-№7.-P.956-961.

174. Cachon J., Cachon M., Brunton J. An ultrastructural study of the effects of very high frequency ultrasounds on a microtubular system // Biol. Cell 1981, v.40,1, 69-72.

175. Carson P.L., Chiang E.H., Rubin J.M., Meyer C.R., Andersen H.F., Marks T.I. Pre- to postnatal reduction in ultrasound attenuation coefficient of the liver // Invest. Radiol.-1991.-V.26.-P.8-12.

176. Chapman G.B. Polymer composites for improved automotive energy efficiency // In: Physical sciences and advanced vehicle technologies / Proceed, of the Symp., Toronto-New York.-2000.-P.7-49.

177. Chapman J.A., Tzaphlidou M., Meek K.M., Kadler K.E. The collagen fibril a model system for studying the staining and fixation of a protein // Electron Microscopy Rev.-1990.-V.3 .-P. 143-182.

178. Cherin E., Saied A., Laugier P., Berger G. Evaluation of acoustical parameter sensitivity to age-related and osteoarthritic changes in articaular cartilage using 50-MHz ultrasound // Ultrasound in Med. and Biol.-1998.-V.24.-P.341-354.

179. Choi K., Goldstein S.A. The fatigue properties of bone tissues on a microstructural level // Trans. 33-rd Orthop. Res. Soc.-1991.-V.12.-P.485-485.

180. Chubachi N. Developments of ultrasonic measurement technology for acoustic imaging // Proceed. Int. Symp. Acoustical Imaging 2001.-New York-London: Kluwer Acad./Plenum Publishers.-V.26.-2002.-P. 15-24.

181. Chubachi N. Mechanically scanned acoustic microscope composed of plane and concave transducers for transmission mode // Scanned image Microscopy .-Ash E.A. ed.-London : Academic Press.-1980.-P.119-126.

182. Clark G.L., ed.-The encyclopedia of microscopy.-New York : Reinhold.-1962.-544 p.

183. Cody D.D., McCubbrey D.A., Divine G.W., Gross G.J.Goldstein S.A. Predictive value of proximal femoral bone densitometry in determining local orthogonal material properties // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№6.-P.753-761.

184. Colby R. Colby, Kerr and Robinson's atlas of oral pathology: Histology and embryology developmental disturbances.-4-th ed.-Philadelphia: Lippincot.-1983.-576 p.

185. Cordey J., Schneider M., Belendez C., Ziegler W.J., Rahn B.A., Perren S.M. Effect of bone size, not density on the stiffness of the proximal part of normal and osteoporotic human femora // J. Bone Mineral Res.-1992.-V.7.-Suppl.2.-P.437-444.

186. Cowin S.C. Bone mechanics.-CRC Press : Boca Raton, FL.-1989.-280 p.

187. Craig R.G., Powers J.M., eds.-Restorative dental materials.-1! 1-th edition.-Mosby.-2001.-600 p.

188. Crean G.M., Flannery C.M., O'Mathuna S.C. Acoustic microscopy analysis of microelectronic interconnection and packaging technologies. Advances in acoustic microscopy.-Briggs G.A.D. ed.-New York : Plenum Press.-1995.-P. I -49.

189. Crolet J.M., Aoubiza B., Meunier A. Compact bone: numerical simulation of mechanical characteristics //J. Biomechanics.-1993 .-V.26.-P.677-687.

190. Currey J.D. The effect of porosity and mineral content on the Young modulus of elasticity of compact bone // J. Biomechanics.-1988.-V.21.-P.131-139.

191. Currey J. The relationship between the stiffness and the mineral content of bone // J. Biomechanics.- 1969.-V.2.-P.477-480.

192. Currey J. The mechanical consequences of variation in the mineral content of bone// J. Biomechanics.-1969.-V.2.-P. 1-11.

193. Cusak S., Miller A. Determination of the elastic constants of collagen by Brilloin light scattering // J. Molecular Biol.-1979.-V.135.-P.39-51:

194. Czaraota G.J., Kolios M.C., Vaziri H., Benchimol S., Ottensmeyer F.P., Sherar M.D., Hunt J. W. Ultrasonic biomicroscopy of viable, dead and apoptotic cells // Ultrasound in Med and Biol.-1997.-V.23.-№6.-P.961-965.

195. Daft C.M.W., Briggs G.A.D. The elastic microstructure of various tissues// J. Acoust. Soc. Amer.-1989.-V.85.-№l.-P.416-422.

196. Darling A.I. Studies of the early lesion of enamel caries with transmitted light, polarised light and radiography // British Dental Journ.-1956.-V. 101.-P.289-297, 329-341.

197. David B., Mitchell B., Friderickson R.G. Composition of cement line and its possible mechanical role as a local interface in human compact bone // J. Biomechanics.-1988.-V.21 .-P.939-945.

198. Davidson C.L., Arends J., Hoekstra L. Density changes in enamel after decalcification // J. Biomechanics.-1976.-V.9.-P.81-85.

199. Dawson A.A. Stain Technology.-1926.-V.l.-P. 123-124.

200. De Rigal J., Escoffier C., Querleux B., Agache P., Leveque J.L. Assessment of aging of the human skin in vivo. Ultrasound imaging // Journ. Invest. Dermatol.-1989.-V.93.-P.621-625.

201. De Rigal J., Leveque J.L. In vivo measurement of the stratum corneum elasticity // Bioeng. Skin.-1985.-V.l.-P.13-23.

202. Duck F.A., Baker A.C., Starritt H.C. (eds.) Ultrasound iij medicine.-Bristol, Philadelphia: Institute of physics publishing.-1999.-310 p.

203. Eckstein F., Adam C., Sittek H., Becker C., Milz S., Schulte E., Reiser M., Putz R. Non-invasive determination of cartilage thickness throughout joint surfaces using magnetic resonance imaging // J. Biomechanics.-1997.-V.30.-№3.-P.285-289.

204. Edwards C., Payne P.A. Ultrasound velocities in skin components // International society for Bioengineering and the skin : Ultrasound in dermatology.-Proc. Symp.-Liege.-1984.-P.187-189.

205. Eggleton R.C., Vinson F.S. Heart model supported in organ culture and analyzsd by acoustic microscopy // In: Acoustic holography.-V.7.-L.W Kessler ed.-New York : Plenum Press.-1997.-P.21-35.

206. El-Hammal S., Hoffinan K., Auer T., Korten M., Altmeyer P., Hoss A., Ennert H. A 50 MHz high-resolution ultrasound imaging system for dermatology // In: Ultrasound in dermatology.-Berlin : Springer-Verlag.-1992.-P.297-322.

207. Enderby M.D., Clarke A.R., Patel M., Ogden P., Jonson A.A. An automated ultrasonic immersion technique for the determination of three-dimensional elastic constants of polymer composites // Ultrasonics.-1998.-V.36.-P.245-249.

208. Escoffier C., Querleux B., De Rigal J., Leveque J.L. In vitro study of the velocity of ultrasound in the skin // Bioeng. Skin.-1986.-V.2.-P.87-94.

209. Evans F.G. Mechanical properties of bone. Illinois : Springfield.a

210. C.C.Thomas ed.-1973.-322 p.

211. Feuillard G., Berson M., Lethiecq M., Tessier L., Patat F. High resolution B-scan imaging of the skin using 50-MHz P(VDF-TrFE) transducer // European J. of Ultrasound.-1994.-V. 1.-183-189.

212. Fields S., Dunn F. Correlation of echographic vizualizability to tissue with biological cmposition and physiological state // J. Acoust. Soc. Amer.-1973.-V.54.-P.809-812.

213. Finlay A.Y., Moseley H., Duggan T.C. Ultrasound transmission time: an in vivo guide to nail thickness // Br. Journ. Dermatol.-1987.-V. 117.-P.765-770.

214. Flaitz C.M., Hicks M.J., Silverstone L.M. Radiographic, histological and electronic comparison of occlusal caries. An in vitro study // Pediatr. Dent.,-1986.-V.8.-P.24-28.

215. Ford C.M., Keaveny T.M. The dependence of shear failure properties of trabecular bone on apparent density and trabecular orientation // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№ 10.-P. 1309-1317.

216. Fornage B.D., Deshayes J.L. Ultrasound of normal skin // J. Clin. Ultrasound.-l 986.-V. 14.-P.619-622.

217. Foster F.S., Pavlin C.J., Harasiewicz K.A., Christopher D.A., Turnbull D.H. Advances in ultrasound biomicroscopy // Ultrasound in Med. and Biol.-2000.-V.26.-№l.-P.l-27.

218. Foster F.S., Pavlin C.J., Lockwood G.R., Ryan L.K., Harasiewicz K.A., Berube L., Rauth A.M. Principles and application of ultrasound backscatter microscopy //Proceed. IEEE Transaction UFFC.-1993.-V.40.-P.608-616.

219. Foster F.S., Pavlin C.J., Starkoski B., Harasiewicz K.A. Ultrasound backscatter microscopy of the eye in vivo // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1990.-P. 1481 -1484.

220. Foster F.S., Rugar D. Low-temperature acoustic microscopy // Proceed. IEEE Trans. Sonics Ultrasonics.-1985.-V.2.-P.139-151.

221. Foster F.S., Rugar D. High resolution acoustic microscopy in superfluid helium // Appl. Phys. Lett.-1983.-V.42.-P.869-871.

222. Foster F.S., Zhang M.Y., Zhou Y.Q., Liu G., Mehi J., Cherin E„ Harasiewicz K.A., Starkoski B.G., Zan L., Knapik D.A., Adamson S.L. A new ultrasound instrument for in vitro imaging of mice // Ultrasound in Med. and Biol.-2002.-V.28.-№9.-P.l 165-1172.

223. Fournier С., Bridal S.L., Berger G., Laugier P. Reproducibility of skin characterization with backscattered spectra (12-25 MHz) in Healthy subjects //

224. Ultrasound in Med. and Biol.-2001.-V.27.-№5.-P.603-610.

225. Fournier C., Bridal S.L., Berger G., Laugier P. In vivo normal human dermis characterization by 20-MHz ultrasound backscatter // Proc. ШЕЕ Ultrasonics Symp.-2000.-P. 1303 -1306.

226. Freeman M.A.R. ed. Adult Articular Cartilage.-Kenth : Pitman Medical.-1979.388 р.

227. Gertner M.R., Wilson B.C., Sherar M.D. High-frequency ultrasound properties of multicellular spheroid during heating // Ultrasound in Med. and Biol.-1998.-V.24.-№3.-P.461-468.

228. Ghoraeb S.R., Valle T. Experimental evaluation of human teeth using noninvasive ultrasound: echodentography // IEEE transaction on ultrasonics, ferroelectrics and frequency control.-2002.-V.49.-№10.-P.1437-1443.

229. Gibson L.J. The mechanical behavior of cancellous bone // J. Biomechanics.-1985 .-V.20.-P. 1055-1061.

230. Gilmore R.A., Pollack R.P., Katz J.L. Elastic properties of bovine dentine and enamel // Arch. Oral Biol.-1970.-V.l5.-787-796.

231. Gniadecka M., Serup J., Sondergaard J. Age-related diurnal changes of dermal oedema: evaluation by high-frequency ultrasound // Brit. Journ. Dermatol.-1994.-V. 131 .-P.849-855.

232. Goss S.A., O'Brien W.D. Direct ultrasonic velocity measurements of mammalian collagen threads // Acoust. Soc. Amer.-1979.-V.65.-№2.-P.507-511.

233. Gottesman Т., Hashin Z. Analysis of viscoelastic behavior of bone on the basic of microstructure // J.Biomechanics.-1980.-V.13.-P.89-96.

234. Green R.E. Ultrasonic investigation of mechanical properties.-New York : Academic press.-1973 .-460 p.

235. Guilak F.,Ratcliffe A., Lane N., Rosenwasser M.P., Mow V.C. Mechanical and biochemical changes in the superficial zone of articular cartilage in a canine model of osteoarthritis //J. Orthop. Res.-1994.-V.12.-P.474-484.

236. Gupta A.K., Turnbull D.H., Foster F.S. High frequency 40 MHz ultrasound. A possible non-invasive method for the assessment of the boundary of basal cell carcinomas//Dermatol. Surg.-1996.-V.22.-P.131-136v

237. Gustafson M.B., Martin R.B., Gibson V., Storms D.H. Stover S.M., Gibeling J., Griffin L. Calcium buffering is required to maintain bone stiffness in saline solution //J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№9.-P.l 191-1194.

238. Hadimioglu B., Foster J.S. Advances in superfluid helium acoustic microscopy II J. Applied Phys.-1984.-V.56.-№7.-P. 1976-1980.

239. Hadimioglu B., Quate C.F. Water acoustic microscopy at suboptical wavelength II Appl. Phys. Lett.-1983 .-V.43 .-P. 1006-1007.

240. Hadjoub Z., Doghmane A., Caplain R., Saurel J.M., Attal J. Acoustic microscopy investigation of non planar surfaces // Electr. Letters.-1991.-V.27.-№6.-P.537-539.

241. Haines D.J. Physical properties of human tooth enamel and enamel sheath material under load // J. Biomechanics-1968.-V.l.-№l.-P.l 17-125.

242. Hans D., Arlot M.E., Schott A.M., Roux J.P., Kotzki P.O., Meunier P.J. Do ultrasound measurements on the os calcis reflect more the bone architecture than the bone mass? A two-dimensional histomorphometric study. // Bone.-1995 .-V. 16.-P.295-3 00.

243. Harland C.C., Kale S.G., Jackson P., Mortimer P.S., Bamber J.C. Differentiation of common benign pigmented skin lesions from melanoma by high-resolution ultrasound // Brit. Journ. Dermatol.-2000.-V.143.-P.l-10.

244. Hartmann B., Ultrasonic measurements // Polymers.-Marton L., Marton C. eds.-New York-London-Toronto : Academic Press.-1980/-P.59-90.

245. Hein H.J., Czurratis P., Bernstein A. Assessment of bone structures by acoustical microscopy // Acoustical Imaging.-New York-London : Plenum Press.-1993.-V.20.-P.545-553.

246. Heiserman J.E., Rugar D., Quate C.F. Cryogenic acoustic microscopy // J. Acoust. Soc. Amer.-l 980.-V.67.-№5.-P. 1629-1637.

247. Henderson L.J. Ultrasonic investigation of dentin adhesion // J. Dental

248. Res.-1998.-V.77.-Special issue B.-№2234.-P.911.

249. Hildebrand J.A. Observation of cell-substrate attachment with the acoustic microscope // Proc. IEEE Trans. Sonics and Ultrasonics.-1985.-V.2.-P.332-340.

250. Hildebrand J A., Rugar D. Measurement cellular elastic properties by acoustic microscopy// J. Microscopy.-1984.-V.134.-P.245-260.

251. Hildebrand J.A., Rugar D., Johnston R. N., Quate C.F., Acoustic microscopy of living cells //Biophysics.-1981.-V.78.-№3.-P.1656-1660.

252. Hildebrand J.A., Rugar D., Quate C.F. Biological acoustic microscopy living cells at 37 °C and fixed cells in cryogenic liquids // Proc. Of the 40-th Annual Electron Microscopy Soc.Amer.-Washington : DC.-1982.-P.174-177.

253. Hirai T., Fumiiri M. Ultrasonic observation of the nail matrix // Dermatol. Surg.-1995.-V.21.-P. 158-161.

254. Hoffinan K., El Gammal S., Winkler K., Jung J., Pistorius K., Almeyer P. Skin tumours in high-frequency ultrasound // Ultrasound in dermatology.-Berlin: Springer-Verlag.-1992.-P. 181 -202.

255. Hoppe M. Design and performance of the Leitz Elsam high resolution acoustic microscope // Proceedings of the 1-st Joint Soviet-West Germany International symposium on microscope photometry and acoustic microscopy in science.-Moscow.-1985.-P.13-18.

256. Hoppe M., Bereiter-Hahn J. Applications of scanning acoustic microscopy survey and new aspects// IEEE Trans. SonicsUltrason.-1985.-V.2.-P.289-301.

257. Hon R.Y., Mockros L.F. Indentation tests of human articular cartilage // J. Biomechanics.-1976.-V.9.-№4.-P.259-268.

258. Houlton J.E.T. ed., Manual of small animal arthrology.-Ames : Jowa State University Press.-1994.-196 p.

259. Hunziker E.B. Articular cartilage structure in human and experimental animals // Articular cartilage and osteoarthritis.-New York : Raven Press Ltd.-1992.-P.183-199.

260. Itoh K., Gosung G., Jeno E., Kasashara K., Zhao L. Studies of the relationship between acoustic patterns produced by liver carcinoma in ultrasonography and in scanning acoustic microscoy // Asian Medical Journal.-1983.-V.26.-№9.-P.585-597.

261. Jemec G.B.E., Serup J. Ultrasound structure of the human nailplate // Arch. Dermatol.-1989.-V. 125.-P.643-646.

262. John C., Lost C. Using ultrasound energy for characterization of hard dental tissues //J. Dent. Res.-1998.-V.77.-№5-332.-P.1248.

263. Johnsson K., Buckwalter K., Helvie M., Niklason L., Martel W. Precision of hyaline cartilage thickness measurements // Acta Radiol.-1992.-V.33.-P.234-239.

264. Jurvelin J.S., Buschmann M.D., Hunziker E.B. Optical and mechanical determination of Poisson's ratio of adult bovine humeral articular cartilage // J. Biomechanics.-1997.-V.3 0 .-№3 .-P.235-241.

265. Jurvelin J., Kivirantya I., Tammi M., Helminen J.H. Softening of canine cartilage after immobilization of the knee joint // Clin. Orthop. Rel. Res.-1986.-V.207.-P.246-252.

266. Karl I., Bereiter-Hahn J. Cell contraction caused by microtubule disruption is accompanied by shape changes and an increased elasticity measured by scanning acoustic microscopy // Cell Biochem.Biophys.-1998.-V.29.-P.225-241.

267. Kasle M. Atlas of Dental Radiographic Anatomy.-Philadelphia.-1983.-238 P

268. Katz J.L. Anisotropy of Young's modulus of bone // Nature.-London.-1980(a).-V.283.-P. 106-107.

269. Katz J.L. Hard tissue as a composite material // J. Biomechanics.-1971,-V.4.-P.455-473,

270. Katz J.L. The structure and biomechanics of bone // Mechanical properties of biological materials.-Currey J.F.,Vincent J.F. eds.-Cambridge : University Press.-1980(b).-P. 137-168.

271. Katz J.L., Meunier A. The elastic anizotropy of bone // J. Biomechanics.-1987.-V.4.-P.455-473.

272. Katz J.L., Meunier A. Scanning acoustic microscope studies of the elastic properties of osteons and osteon lamellae // J. Biomechanical Eng.-1993.-V.115.-P.543-548.

273. Kempson G.E., Muir H., Pollard C., Tuke M. The tensile properties of the cartilage of humeral-femoral condyles related to the content of collagen and glycosaminoglycans //Biochim. Biophys. Acta.-1973.-V.297.-P.456-472.

274. Kessler L.W. Acoustic microscopy // ASM Handbook Materials Characterization.-9-th edition.-V. 17.-1996.-P.465-482.

275. Kessler L.W. Review of progress and application in acoustic microscopy // J. Acoust. Soc. Amer.-1974.-V.55.-P.909-918.

276. Kessler L.W., Yuhas D.E. Acoustic microscopy // Proceed, of IEEE Symp.-1979.-V.67.-№4.-P.526-536.

277. Kim H., Babyn P., Harasiewicz K., Foster F.S. Imaging of immature articular cartilage using ultrasound backscatter microscopy at 50 MHz // J. Orth. Res.-1995.-V. 13.-P.963-970.

278. Knollman G.C., Yee R.C. Ultrasonic-Image evaluation of microstructural damage accumulation in materials // Exp. Mech.-1988.-V.28.-№2.-P.l 10-116.

279. Knoop S.D.: ijht. ITo: Orban's oral histology and embryology.-St.-Luis-Toronto-London.-1980.-576 p.

280. Korpel A., Kessler L.M., Palermo P.R. Acoustic microscope operating at 100 MHz // Nature.-1971 .-V.232.-№5306.-P. 110-111.

281. Kossoff G., Sharpe CJ. Examination of the comtents of the pulp cavity in teeth // Ultrasonics.-1966.-V.4.-P.77-83.

282. Krautkramer J., Krautkramer H. Ultrasonic testing of materials.-3-rd edition.-Berlin : Springer-Verlag.-1983.-800 p.

283. Kremkau F.W.,Barnes R.W., McGraw C.P. Ultrasonic attenuation and propagation speed in normal human brain // J. Acoust. Soc. Amer.-1981.-V.70.-P.29-38.

284. Ku J.L., Goldstein S.A., Choi K.W., London M., Herzig M.A., Matthews L.S. The mechanical properties of single trabeculae // Trans. 33-rd Orthop. Res. Soc.-1991.-V.12.-P.48.

285. Kushibiki J., Chubachi N. Material haracterization by line-focus beam acoustic microscope // Proceed. IEEE Transaction.-1985.-P. 189-190.

286. Kushibiki J., Ha K.L., Kato H., Chubachi N., Dunn F. Application of acoustic microscopy to dental materials characterization // Proceed. IEEE Ultrasound Symp.-1987.-P.837-842.

287. Labouret S., Looten-Baquet I., Bruneel C., Frohly J. Ultrasound method for monitoring rheology properties evolution of cement // Ultrasonics.-1998,-V.36.-P.205-209.

288. Lacianca M., Berndt H., Zimmerman M.C., Parsons J.R. The acoustic properties of human femoral bone // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1992.-P.135-136.

289. Lai W.M., Hou J.S., Mow V.C. A triphasic theory for the swelling and deformation behaviors of articular cartilage // J. Biomech. Engineering-1991.-V.113.-P.245-258.

290. Lakes R., Yoon H.S., Katz J.L. Ultrasonic wave propagation and attenuation in wet bone // J. Biomed. Eng.-1986.-V.8.-P. 143-148.

291. Laugier P.^Laplace E., Lefaix J.L., Berger G. In vivo results with a new device for ultrasound monitoring of pig skin cryosurgery: the echographic cryoprobe // J. Invest. Dermatol.-1998(a).-V.l 11.-P. 101-106.

292. Laugier P., Lefaix J.L., Berger G. A new echographic cryoprobe for in vivo ultrasonic monitoring of skin cryosurgery // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1998(b).-P. 1337-1340.

293. Laugier P., Padilla F., Camus E., Chaffai S., Chappard C., Peyrin F., Talmant M., Berger G. Quantitative ultrasound for bone status assessment // Proceed. IEEE Ultrasonics Symposium.-2000.-P.1341-1350.

294. Laugier P., Padilla F., Talmant M. Quantitative ultrasound for bone properties // Acoustical Imaging.-New York-London-Moscow : Kluwer Academic/Plenum Press.-2002.-V.26.-P.45-52.

295. Laugier P., Droin P., Fournier B., Berger G. In vitro and in vivo assessment of ultrasound parametric images of bone // Acoustical Imaging.-New York : Plenum Press.-1996.-V.22.-P.311-318.

296. Lawson D.D., Nixon G.S., Noble H.W., Weipers W.L. Dental anatomy and histology of the dog // Res. Vet. Sci.-1960.-№1.-P.201-204.

297. Lebertre M., Ossant F., Bouyer J., Vaillant L., Diridollou S., Patat F. Ultrasound skin characterization: an in vivo study of intra and inter individual variations // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-2001.-P.1241-1244.

298. Lee S.G., Joo C.W. The crystallization and impact properties of high strength polyethylene fibre reinforced LLDPE composites // Polymers and Polymer Composites.-1999.-V.7.-№3.-P. 195-203.

299. Lees S., Specific acoustic impedance of enamel and dentine // Arch. Oral. Biol.-1968.-V. 13 .-P. 1491 -1500.

300. Lees S. Specific acoustic impedance of enamel and dentin // Abstr. of the 46-th General Meeting of the Int. Assoc. for Dent. Res.-1968.-P.606.

301. Lees S. Ultrasonics in hard tissues // Int. Dental Journ.-1971.-V.21.-№4.-P.403-418.

302. Lees S. Ultrasonic measurements of deer antler, bovine tibia and tympanic bulla //J. Biomechanics.-1983.-V.15.-№l 1.-P.867-874.

303. Lees S., Ahern J.M., Leonard M. Parameters influencing the sonic velocity in compact calcified tissues of various species // J. Acoust. Soc. Amer.-1983.-V.73.-P.28-33.

304. Lees S., Barber F.E. Looking into Teeth with Ultrasound // Science.-1968.-V. 161 .-P.477-478.

305. Lees S., Barber F.E., Lobene R.R. Dental Enamel: Detection of surface changes by ultrasound // Science.-1970.-V.169.-P. 1314-1316.

306. Lees S., Gerbard F.B., Oppenheim F.G. Ultrasonic measurement of dental enamel demineralization // Ultrasonics.-1973 .-№11.-P.269-273.

307. Lees S., Hanson D.B., Page E.A. Mapping the continuous distribution of sonic velocity and elastic modulus in a cross-section of bone // Acoustical Imaging.-New York-London : Plenum Press.-1996.-V.22.-P.319-322.

308. Lees S., Heeley J.D., Cleary P.F. A study of some properties of a sample of bovine cortical bone using ultrasound // Calcified Tiss. Int.-1979.-V.29.-P.107-117

309. Lees S., Klopholz D.Z. Sonic velocity and attenuation in wet compact cow femur for the frequency range 5 to 100 MHz // Ultrasound in Med. and Biol.-1992.-V. 18 .-№3 .-P.3 03-308.

310. Lees S., Rollins F.R. Anisotropy in hard dental tissues // J. Biomechanics.-1972.-V.5.-P.557-566.

311. Lemons R.A., Quate C.F. Acoustic microscopy; biomedical application // Science.-1974.-V. 188.-P.905-911.

312. Lemons R.A., Quate C.F. Acoustic microscope scanning version // Appl. Phys. Letters.-1974.-V.24.-№.-P. 163-165.

313. Lethiecq M., Berson M., Feuillard G., Patat F. Principles and applications of high-frequency medical imaging // Advances in Acoustic Microscopy.-New York-London : Plenum Press.- 1995.-V.2.-P.39-102.

314. Lindner A., Winkelhaus S., Hauser M. Acousti imaging of the mitotic spindle in dividing XTH2-Cells // Acoustical Imaging.-1992.-V. 19.- H.Ermert and H.Harjes eds.-New York : Plenum Press.-P.523-528.

315. Lipson S.F., Katz J.L. The relationship between elastic properties and microstructure of bovine cortical bone // J. Biomechanics.-1985.-V.17.-№4.-P.231-241.

316. Lisy F., Hiltner A., Baer E., Katz J.L., Meunier A. Application of Scanning Acoustic Microscopy to Polymeric Materials // J. Appl. Polymer Sci.-1994.-V.52.-P.329-352.

317. Litniewski J., Bereiter-Hahn J. Measurements of cells in culture by scanning acoustic microscopy // J. Microscopy.-1990.-V. 158.-P.95-107.

318. Liu A., Joyner A.L., Turnbull D.H. Alteration of limb and brain patterning in early mouse embryos by ultrasound guided injection of Shh-expressing cells // Med. Dev.-1998,-V.75 .-P. 107-115.

319. Lizzi F.L., Deng C.X., Alam S.K. Ocular tumor treatments with focused ultrasound: effects of beam geometry, tissue morphology, and adjacent tissues // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-2000(b).-P. 1299-1301.

320. Lizzi F.L., Feleppa E.J., Kalisz A., Silverman R.H., Coleman D.J. Highresolution 3-dimensional visualization and morphological assays of the in-vivo ciliary body // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-2000(a).-P. 1421-1423.

321. Lucassen G.W., van der Sluys W.L.N., van Herk J.J., Nuijs A.M., Wierenga P.E., Barel A.O., Lambrecht R. The effectiveness of massage treatment on cellulite as monitored by ultrasound imaging // Skin Res. and Technol.-1997.-V.3 .-P. 154-160.

322. Luers H., Bereiter-Hahn J., Litniewski J. SAM investigations: The structural basis of cell surface stiffiies of cultured cells // Acoustical Imaging.-1991 .-V. 19.-P.511-516.

323. Luers H., Hillmann K., Litniewski J., Bereiter-Hahn J. Acoustic microscopy of cultured cells: Distribution of forces and cytoskeletal elements // Cell Biophysics.-2002.-V. 18.-P.279-293.

324. Lussi A. Validity of diagnostic and treatment decisions of fissure caries // Caries Res.-1991.-V.25.-P.296-303.

325. Mankin H.J., Mow V.C., Buckwalter J.A., Iannotti J.P., Ratcliffe A.R. Form and function of articular cartilage // Orthopaedic Basic Science.-Simon S.R. ed.-Columbus : American Acad. Orthop. Surg.-1994.-P. 1-44.

326. Marks R. Methods for assessment of cutaneous ageing // Int. J. Cosmet. Sci.-1990.-V. 12.-P. 153-163.

327. Marmor M.F., Wickramsinghe H.K., Lemons R.A. Acoustic microscopy of the human retina and pigment epithelium // Invest. Ophtalmol. Vic. Sci.-1977.-V.16.-№7.-P.660-666.

328. Maroudas A. Physicochemical properties of articular cartilage // Adult articaular cartilage.-M.A.Freeman ed.-London : Pitman Medical Publishing.-1979.-P.215-290.

329. Marshall K.W., Mikulis D.J., Guthrie B.M. Quantificationof articular cartilage using magnetic resonance imaging and three-dimensional reconstruction // J. Orthop. Res.-1995.-V.13.-P.814-823.

330. Martin R.B. Determinants of the mechanical properties of bones // J. Biomechanics.-1991 .-V.24.-P.79-88.

331. Martin R.B., Ishida J. The relative effects of collagen fiber orientation, porosity, density and mineralization on bone strength // J. Biomechanics.-1989.-V.22.-P.419-426.

332. McCartny R.N., Jeffcott L.B., McCartny N.R. Ultarsound speed in equine cortical bone effects of orientation, density, porosity and temperature // J. Biomechanics.-1990.-V.23 .-P. 1139-1143.

333. Mehta S.S., Oz O.K., Antich P.P. Bone elasticity and ultrasound velocity are affected by subtle changes in the organic matrix // J. Bone and Mineral Res.-1998.-V. 13 .-P. 114-121.

334. Melick R.A., Miller D.R. Variations of tensile strength of human cortical bone with age // Clin. Sci.-1966.-V.30.-P.243-248.

335. Mezava S., Kawato T., Nozaki H., Saito T., Tamura K., Onozava M. Evaluation of human tooth structure with the ultrasonic imaging technique // J. Oral Sci.-1999.-V.41 .-№4.-P. 191-197.

336. Miller A.J. Application of acoustic microscopy in the semiconductor industry // Acoustical Imaging.- Ash E.A., Hill C.R. eds.-Lond9n : Plenum Press.-1982.-P.67-78.

337. Miller A.J. Scanning acoustic microscopy in electronics research // Proceed. IEEE Transaction Sonics Ultrasonics.-1985.-V.32.-№3.-P.411-421.

338. Milner S.M., Memar O.M., Gherardini G., Bennet J.D.C., Phillips L.G. The histological interpretation of high frequency cutaneous ultrasound imaging // J. Dermatol. Surg.-1997.-V.23.-P.43-45.

339. Mitchell B., Burr D.B. Stiffness of compact bone. Effect of porosity and density // J. Biomechanics.-1988.-V.21.-P. 13-16.

340. Mitchell N.S., Cruess R.L. Classification of degenerative arthritis // Canad. Med. Assoc. J.-1977.-V.117.-№7.-P.763-769.

341. Mjor I.A., Pindborg J.J. Histology of the Human Tooth.-Copenhagen: Munksgaard.-1973.-280 p.

342. Mottley J.C., Miller J.G. Anisotropy of the ultrasonic attenuation in soft tissues: measurements in vitro // J Acoust. Soc. Amer.-1990.-V.88.-P.1203-1210.

343. Mow V.C., Kuei S.C., Lai W.M., Armstrong C.G. Biphasic creep and stress relaxation of articular cartilage in compression: theory and experiments // J. Biomech. Engineering.-1980.-V.102.-P.73-84.

344. Mow V.C., Ratcliffe A., Poole A.R. Cartilage and diarthrodial joints as paradigms for hierarchical materials and structures // Biomaterials.-1992.-V.13.-P.67-97.

345. Muir H. Proteoglycans as organizers of the extracellular matrix // Biochem. Soc. Trans.-1983.-V.l 1.-P.613-622.

346. Muller R., Ruegsegger P. Analysis of mechanical properties of cancellous bone under conditions of simulated bone atrophy // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№8.-P. 1053-1060.

347. Myers S.L., Dines K., Brandt D.A., Brandt K.D., Albrecht M.I. Experimental assessment by high frequency ultrasound of articular cartilage thickness and osteoarthritic changes // J. Rheumatol.-1995.-V.22.-P. 109-116.

348. O'Brien W.D. The relationships between collagen and ultrasound attenuation and velocities in tissue // Proceed.Ultrasonics Intern.-Gruildford, GB: IPS Science and Technology Press Ltd.-1977.-P.194-205.

349. O'Brien W.D., Erdman J.W., Hebner T.B. Ultrasonic propagation properties (a 100 MHz) in excessively fatty rat liver // J. Acoust. Soc. Amer.-1988.-V.83.-P.1159-1166.

350. O'Brien W.D., Kessler L.W. Examination of mouse embryological development with an acoustic microscope // Amer. J. Zool.-1975.-V.15.-P.807-814.

351. Okawai H., Tanaka M., Dunn F., Chubachi N., Honda K. Quantitative display of acoustic properties of the biological tissue elements // Acoustical Imaging.-New York-London : Plenum Press.-1988.-V.17.-P. 193-201.

352. Olerud J.E., O'Brien W.D., Riederer-Henderson M.A., Steiger D.L., Debel J.R., Odland G.F. Correlation of tissue constituents with the acoustic properties of skin and wound// Ultrasound in Med. and Biol.-1990.-V.16/-P.55-64.

353. Pan L., Zan L., Foster F.S. In vivo frequency ultrasound Assessment of skin elasticity // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1997.-P.1088-1.091.

354. Parsons J.R., Black J. The viscoelastic shear behavior of normal rabbit articular cartilage // J. Biomechanics.-1977.-V.10.-P.21-29.

355. Passman C., Ermert H. Adaptive 150 MHz Ultrasound imaging of the skin and eye using an optimal combination of short pulse mode and pulse compression mode // Proceed. IEEE Ultrasonic Symp.-1995.-P. 1291-1294.

356. Pavlin C.J., Easterbrook M., Hurwitz J.J., Harasiewicz K.A., Foster F.S. Ultrasound biomicroscopy in the assessment of anterior scleral disease // Amer. J. Ophtalmol.-1993.-V.l 16.-P.628-635.

357. Pavlin C.J. and Foster F.S. High frequency ultrasound biomicroscopy // Ophtalmol. Clin. North. Amer.-1994.-V.7.-P.509-522.

358. Pavlin C.J. and Foster F.S. Ultrasound biomicroscopy of the eye.-New York : Springer-Verlag.-1995.-280 p.

359. Pavlin C.J., Harasiewicz R., Foster F.S. Clinical application of ultrasound biomicroscopy // Ophtalmology.-1991.-V.98.-P.287-295.

360. Pavlin C.J., Harasiewicz R., Foster F.S. Ultrasound biomicroscopy of anterior segment structures in normal and glaucomatous eyes // Amer. J. Ophtalmol.-1992(a).-V. 113 .-P.3 81 -3 89.

361. Pavlin C.J., McWhae, Foster F.S. Ultrasound biomicroscopy of anterior segment tumours // Ophtalmology.-1992(b).-V.99.-P. 1220-1228.

362. Peck S.D., Briggs G.A.D. A scanning acoustic microscope study of the small caries lesion in human enamel // Caries Res.-1986.-V.20.-P.356-360.

363. Peck S.D., Briggs G.A.D. The caries lesion under the scanning acoustic microscope // Adv. Dent. Res.-1987.-V.l.-№l.-P.50-63.

364. Peck S.D., Rowe J.M., Briggs G.A.D. Studies on Sound and carious Enamel with the quantitative acoustic microscope // J. Dent. Res.-1989.-V.68.-№2.-P. 107-112.

365. Pellaumail B., Loeuille D., Watrin A., Netter P., Berger G., Saied A. Correlation of high frequency ultrasound backscatter with cartilage matrix constituents//Proceed, of IEEE Ultrasonics symposium.-1998.-P. 1463-1466.

366. Petrtyl M., Hert J., Fiala P. Spatial organization of the haversian bone in man // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№2.-P. 161 -169.

367. Phillips R.W. Skinner's science of dental materials.-Philadelphia-London-Toronto.-8-th edition.-l982.-680 p.

368. Piekarski K. Analysis of bone as a composite material // Int. J. Engineering Science.-1973.-V. 10.-P.557-565.

369. Pilliar R. Porous-surfaced metallic implants for orthopaedic application // J. Biomed. Material Res.: Applied biomaterials.-1987.-V.21.-№l(A).-P.l-17.

370. Pollack R.P., Katz J.L., Gilmore R.S. Elastic properties of bovine dentin and enamel // Abstracts of the 46-th General Meeting of the International Association for Dental Research.-1968.-P. 102.

371. Potash S., Tello C., Liebmann J., Ritch R. Ultrasound biomicroscopy in pigment dispersion syndrome // Ophtalmology.-1994.-V.101.-P.322-329.

372. Pulgiese P.T. Use of ultrasound in evaluation of skin care products // Cosmet. Toil.-1989.-V.104.-P.61-75.

373. Quate C.F., Atalar A., Wickramasinghe H.K. Acoustic microscope with mechanical scanning a review // Proceed. IEEE.-1979.-V.67.-P.1092-1114.

374. Radovsky P., Pousek L. Determination of basic geometrical and morphological parameters of intact and arthritic hip joints // Abstr. of the Intern, conference Skelet-99.-Prague.-1999.-P.55-56.

375. Raum K., Brandt J., Klemenz A., Cobet U. Quantitative scanning acoustic microscopy investigation of cortical bone using a multi layer analysis method // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1999.-P.593-596.

376. Reich F.R., Brenden B.B., Porter N.S. Ultrasonic imaging of teeth // Report of Batelle Memorial Institute.-Pacific Northwest Laboratory.-Richland.-Washington-1967.-68 p.

377. Rho J.Y., Ashman R.B., Turner C.H. Young's modulus of trabecular and cortical bone material: ultrasonic and microtensile measurements // J. Biomechanics.-1993/-V.26.-P.l 11-119.

378. Rippon M.G., Springett K., Walmsley R., Patrick K., Millson S. Ultrasound assessment of skin and wound tissue: comparison with histology // Skin Res.Technol.-1998.-V.4.-P. 147-154.

379. Roberts S.G., Hutchinson T.M., Arnaud S.B., Kiratli B.J., Martin R.B., Steele C.R. Noninvasive determination of bone mechanical properties using vibration response: a refined model and validation in vivo // J. Biomechanics.-1996.-V.29.№l .-P.91 -98.

380. Roth V., Mow V.C. The intrinsic tensile behavior of the matrix of bovine articular cartilage and its variation with age // J. Bone Joint Surgery.-1980.-V.62(A).-P.l 102-1117.

381. Rugar D.} Heiserman J., Minden S., Quate C.F. Acoustic Microscopy of human metaphase chromosomes // J. Microscopy.-1980.-V.120.-P.193-199.

382. Saied A. Dehecq В., Savoldelli M., Briat В., Legeais J.M., Berger G. Evaluation of keratoprosthesis biointegration in situ with quantitative ultrasound backscatter microscopy // Proceed. IEEE Ultasonics Symp.-1997.-P.1093-1096.

383. Saied A., Gaucher H., Guingamp C., Laugier P., Terlain В., Gillet P., Netter P., Berger G. Detection of early bone and cartilage remodeling in a rat model of osteoarthritis by high resolution echography // Inflammatory Res.-1995.-V.44.-P.255-257.

384. Saijo Y., Sasaki H., Kataoka N., Sato M., Nitta S., Tanaka M. Morphological and acoustical changes of endothelium by fluid shear stress // Proceed. IEEE Ultrasonics.-1998(a).-P.1333-1336.

385. Saijo Y., Sasaki H., Okawai H., Nitta S., Tanaka M. Acoustic properties of atherosclerosis of human aorta obtained with high-frequency ultrasound // Ultrasound in Med. and Biol.-1998(b).-V.24.-P.1061-1064.

386. Saijo Y., Tanaka M., Okawai H., Dunn F. The ultrasonic properties of gastric cancer tissues obtained with a scanning acoustic microscope system // Ultrasound in Med. and Biol.-1991.-V.17.-P.709-714.

387. Saijo Y., Tanaka M., Okawai H., Sasaki H., Nitta S., Dunn F. Ultrasonic tissue characterization of infracted myocardium by scanning acoustic microscopy // Ultrasound in Med. and Biol.-1997.-V.23.-P.77-85.

388. Sanghive N.I., Snoddy A.M., Myers S.L., Brandt K.D., Reilly C.R., Franklin T.D. Characterzation of normal and osteoarthritic cartilage using 25 MHz ultrasound //Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-1990.-V.3.-P.1413-1416.

389. Sasaki H., Saijo Y., Tanaka M., Nitta S. Influence of fat components and tissue preparation on the high frequency acoustic properties. Acoustical Imaging Symp.-New York-London-Moscow : Kluwer Academic/Plenum Publishers.-2002.-V.26.-P. 161 -166.

390. Sasaki H., Saijo Y., Tanaka M., Nitta S., Terasawa Y., Yambe T., Taguma Y. Acoustic properties of dialysed kidney by scanning acoustic microscopy // Nephrol. Dial. Transplant.-1997.-V.12.-P.2151-2154.

391. Sawle R.F., Andlaw R.J. Has occlusal caries become more difficult to diagnose? // British Dental J.-1988.-V.164.-P.209-211.

392. Schenk R., Articular cartilage morphology // Articular cartilage biochemistry.-Kultter K., Scheyerbach R., Hascall V. eds.-New York.-1986.-P.3-22.

393. Seidenary S., Pagnoni A., Di Nardo A., Giannetti A. Echographic evaluation with image analysis of normal skin: variations according to age and sex // Skin Pharmacol.-1994.-V.7.-P.201-209.

394. Senzig D., Foster F., Olerud J. Ultrasonic attenuation in articular cartilage //J. Acoust. Soc. Amer.-1992.-V.92.-P.676-681.

395. Serpe L., Rho J.-Y. The non-linear transition period of bradband ultrasound attenuation as bone density varies // J. Biomechanics.-1996.-V.29.-№7.-P.963-966.

396. Serup J. Characrterization of contact dermatitis and atopy using bioengineering techniques a survey // Acta Dermatol. Venereol.-1992.-Suppl.-P. 177-182.

397. Serup J. Decreased skin thickness of pigmented spots appearing in localized scleroderma. Measurement of skin thickness by 15 MHz pulsed ultrasound // Arch.Dermatol.Res.-1984(c).-V.276.-P.135-137.

398. Serup J. Diameter, thickness, area and volume of skinprick histamine weals // Allergy.-1984(e).-V.39.-P.3 59-364.

399. Serup J. Localized scleroderma. Clinical, physiological, biochemical and ultrastructural studies with particular reference to quantification of scleroderma // Acta Derm.Venereol (Stockholm).-1986.-V.65.-Suppl.l22.-P.l-61.

400. Serup J. Localized scleroderma: thickness of sclerotic plaques as measured by 15 MHz pulsed ultrasound // Acta Dermatol. Venereol.-1984(b).-V.64.-P.214-219.

401. Serup J. Noninvasive quantification of psoriasis plaques. Measurement of skin thickness with 15 MHz pulsed ultrasound // Clin. Exp. Dermatol.-1984(a).-V.9.-P.502-508.

402. Serup J. Quantification of acrosclerosis: measurement of skin thickness and skin phalanx distance in females with 15 MHz pulsed ultrasound // Acta Dermatol. Venereol.-1984(d).-V.64.-№l .-P.33-40.

403. Serup J. Ten years experience with high frequency ultrasound examination of the skin: development and refinement of technique and equipment // Ultrasound in dermatology .-Berlin : Springer-Verlag.-1992.-P.41-54.

404. Serup J., Staberg B., Ultrasound for assessment of allergic and irritant patch test reactions // Contact Dermatitis.-1987.-V.17.-P.80-84.

405. Serup J., Staberg B., Klemp P., Quantification of cutaneous oedema in patch test reactions by measurement of skin thickness with high-frequency pulsed ultrasound // Contact Dermatitis.-1984.-V.10.-P.88-93.

406. Setton L.A., Mow V.C., Muller F.J., Pita J.C., Howell D.S. Mechanical properties of canine articular cartilage are significantly altered following transsection of the anterior cruciate ligament // J. Orthop. Res.-1994.-V.12.-P.451-463.

407. Sherar M.D., Starkoski B.G., Taylor W.B., Foster F.S.A. 100 MHz B-scan ultrasound backscatter microscope // Ultrasonic Imaging.-1989.-V.ll.-P.95-104.

408. Sherar M.D., Noss M.B., Foster F.S. Ultrasound backscatter microscopy images of the internal structure of living tumour spheroids // Nature.-1987.-V.330.-P.493- 495.

409. Shieh S.J., Zimmermann M.C., Parsons J.R., Cibischino M., Langrana N. Scanning acoustic microscopy for the evaluation of bone remodelling // Proceed. IEEE Ultrasonics Symposium.- 1992(a).-P.l 11-112.

410. Shieh S.J., Zimmermann M.C., Parsons J.R., Langrana N. Scanning acoustic microscopy and the structural adaptation of bone // Adv. Bioengineering.-1992(b).-V.22.-P. 127-129.

411. Silverman R.H., Reinstein D.Z., Raevsky T., Coleman D.J. Improved system for sonographic imaging and biometry of the cornea // Ultrasound in Med. and Biol.-1997.-V. 16.-P. 117-124.

412. Silverman R.H., Rondeau M.J., Lizzi F.L., Coleman D.J. Three-dimensional high-frequency ultrasonic parameter imaging of anterior segment pathology // Ophtalmology.-1995.-V. 102.-P.83 7-843.

413. Sinclair D.A., Smith I.R. Elastic constants measurements in the acoustic microscope // Proceed. Ultrasonics Symp.-San Diego.- 1982(a).-V.2.-P.644-649.

414. Sinclair D.A., Smith I.R. Scanning acoustic microscopy // Proceed, of the Royal Microscopical Society.-1979.-V.14.-№1.-P.34-39.

415. Sinclair D.A., Smith I.R. Tissue characterization using acoustic microscopy // Acoustic Imaging.-New York : Plenum Press.-1982(b).-V.12.-P.505-516.

416. Sjostrand F.S. Electron microscopy of cells and tissues.-New York-London : Academic Press.-1967.

417. Slobin J.A., Stocum D.L., O'Brien W.D. Amphibian limb "regeneration curves generated by the scanning laser acoustic microscope: J. Histochem. Cytochem.-l 986.-V.34.-№l .-P.53-56.

418. Smirnov R. Wolff M. Illumination of oral sructures by pulsed ultrasound // Med. and Biol. Engug.-Abstr. of 7-th Int. Conf. Royal Acad. Engug. Soc. Stockholm.-1967.-P.326.

419. Smitmans L., Raum K., Brandt J., Klemenz A. Variations in the microstructural acousto-mechanical properties of cortical bone revealed by a quantitative acoustic microscopy study // Proceed. IEEE Ultrasonics Symp.-2000.-P. 13 79-1382.

420. Sondergaard J., Serup J., Tikjob G. Ultrasound A- and B-scanning in clinical and experimental dermatology // Acta Dermatol.Venereol.-i985.-V.65.-Suppl. 120.-P.76-82.

421. Speer D.P., Dahners L. The collageneous architecture of articular cartilage. Correlation of scanning electron microscopy and polarized light microscopy observations //Clin. Orthop. Rel. Res.-1979.-V.139.-P.267-275.

422. Standard test method for pulse velocity through concrete. ASTMC 597-71.-1979.

423. Stijman P.W.A. Determination of the elastic constants of some composites by using ultrasonic velocity measurements // Composites.-1995.-V.26.-P.597-602.

424. Stiller M.J., Driller J., Shupak J.L., Gropper C.G., Rorke M.C., Lizzi F.L. Three-dimensional imaging for diagnostic ultrasound in dermatology // J. Amer. Acad. Dermatol.-1993.-V.29.-P. 171-175.

425. Sugavara Y., Kushibiki J., Chubachi N., Theoretical analysis on acoustic fields formed by focusing devices in acoustic microscopy // Proceed. IEEE Ultrasonics. Symp.-Williamsburg.-New York.-1986.-V.2.-P.783-788.

426. Swallow G.M. Ultrasonic techniques // Mechanical properties and testing of Polymers.-Dordrecht-London : Kluwer Acad. Publishers.-1999.-P.260-264.

427. Tavakoli M.B., Evans J.A. Dependence of the velocity and attenuation of ultrasound in bone on the mineral content // Phys. Med. Bio.-1991.-V.6.-P.1529-1537.

428. Ten-Cate A.R. Oral histology, development, structure and function. 3-rd edition.-St.Louis-Baltimore-Toronto.-1989.-576 p.

429. Tervola K.M., Foster S.G., O'Brien W.D. Ultrasonic attenuation measurement techniques at 100 MHz with the scanning laser acoustic microscope // Proceed. ШЕЕ Trans. Sonics Ultrasonics.-1985.-P.259.

430. Thaer A., Hoppe M., Patzelt W.J. The ELSAM Acoustic microscope // Leitz Mitteilungen fur Wissenschaft und Technik.-1982.-V.2.-№3/4.-P.61 -67.

431. Thompson R.B. Laboratory Nondestructive Evaluation Technology for material Characterization // J. Nondestructive Evaluation.- 1996.-V.15 .-№3-4.-P.163-176.

432. Tikjob G., Kassis V., Sondergaard J. Ultrasonic B-scanning of the human skin. An introduction of a new ultrasonic skin-scanner // Acta Dermatol. Venereol.-l 984.-V.64.-P.67-90.

433. Toyras J., Rieppo J. Characterization of enzymatically induced degradation of articular cartilage using high frequency ultrasound // Phys. Med.'Biol.-1999.-V.44.-P.2723-2733.

434. Trop G., Pavlin C., Bau A., Baumal C., Foster F.S. Malignant glaucoma: clinical and ultrasound biomicroscopic characterization // Ophtalmology-1994.-V. 101.-P. 1030-1035.

435. Turnbull D.H. In utero ultrasound backscatter microscopy of early stage mose embryos // Comput. Med. Imaging Graphics.-1999.-V.23.-P.25-31.

436. Turnbull D.H., Bloomfield T.S., Foster F.S., Joyner A.L. Ultrasound backscatter microscope analysis of early mouse embryonic brain development // Proc. National Acad. Sci.-1995.-V.92.-P.2239-2243.

437. Turnbull D.H., Ramsay J.A., Shivji G.S., Bloomfield T.S., From L., Sauder D.N., Foster F.S. Ultrasound backscatter microscope analysis of mouse melanoma progression // Ultrasound in Med and Biol.-1996.-V.22.-№7.-P. 845853.

438. Turnbull D.H., Starkoski B.G., Harasievicz K.A., Semple J.L., From L., Gupta A.K., Sauder D.N., Foster F.S. A 40-100 MHz B-scan ultrasound backscatter microscope for skin imaging // Ultrasound in Med and Biol.-1995.-V.21 .-№1 .-P.79-88.

439. Turner C., Eich M. Ultrasonic velocity as a predictor of strength in bovine cancellous bone // Calcif. Tissue Int.-1991.-V.49.-P.l 16-119.

440. Van der Steen A.F.W., Cuypers M.H.M., Thijssen J.M., deWilde P.C.M. Influence of histochemical preparation on acoustic parameters of liver tissue, a 5-MHz study //Ultrasound in Med. and Biol.-1991.-V.17.-P.879-8?l.

441. Van der Steen A.F.W., Cuypers M.H.M., Thijssen J.M., Ebben G.P.J., deWilde P.C.M. Preparation techniques in acoustical and optical microscopy of biological tissues. A study at 5MHz and 1.2 GHz // Acoustical imaging.

442. H.Ermert H., H.Harjes eds.-New York : Plenum Press.-1992(a).-V. 19.-P.529-533.

443. Van der Steen A.F.W., Thijssen J.M., Ebben G.P.J., deWilde P.C.M. Effecte of tissue-processing techniques in acoustic and light microscopy // Histochem. J.-1992(b).-V.97.-P. 195-199.

444. Van Dorp C.S.F., Exterkate R.A.M., Ten Cate J.M. The effect of dental probing on subsequent enamel demineralization // J. Dent. Child.-1988.-V.55.-P.343-347.

445. Vary A. Concepts for interrelating ultrasonic attenuation, microstructure and fracture toughness in polycrystalline solids // Materials Evaluation.-1988.-V.46.-№5.-P.638-641.

446. Vary A. Material property Characterization // Nondestructive Testing Handbook.-2-nd ed.-1991.-V.7.-Section 12.-P.3 83-432.

447. Viidik A., Lewin T. Changes in tensile strength characteristics and histology of rabbit ligaments induced by different modes of postmortal storage // Acta Orthrop. Scand.-1966.-V.37.-P. 141-155.

448. Weakley B.S. A beginner's handbook in biological electron microscopy.-Edinburg and London : Churchill-Livingstone.-1972.

449. Weglein R.D. Acoustic microscopy of curved surfaces // Appl. Phys. Lett.-1981 .-V.3 8.-№7.-P.516-518.

450. Weglein R.D. Metrology and imaging in the acoustic microscope. // Scanned Image Microscopy.-Ash E.A. ed.-London : Acad. Press.-1980.-P.127-136.

451. Weglein R.D. An acoustic gray scale for scanning acoustic microscopy and diagnostic ultrasound // Ultrasonic Imaging.-1979.-V.l.-№1.-P.89-100.

452. Weglein R.D., Wilson R.G. Image resolution of the scanning acoustic microscope //Appl. Phys. Lett.-1977.-V.31.-№12.-P.793-796.

453. Weise W., Zinin P., Bosek S. Modeling of inclined and curved surfaces in the reflection scanning acoustic microscope // J. Microscopy.-1994.-V.l76.-№3 .-P. 15-19.

454. Wichard R., Schlegel J., Haak R., Roulet J.F., Schmitt R.M. Dental diagnosis by high frequency ultrasound // Acoustical Imaging.-New York : Plenum Press. -1996.-V.22.-P.329-334.

455. Wickramasinghe H.K. Acoustic microscopy // Advances in optics and electron microscopy.-1989.-V.11.-P.153-182.

456. Wickramasinghe H.K. Acoustic microscopy: present and future // Proceed. IEEE Trans. Ultrason.- 1984.-V. 131 (A).-№4.-P.282-291.

457. Wickramasinghe H.K. Contrast and imaging performance in the scanning acoustic microscope // J. Appl. Phys.-1979.-V.50.-№2.-P.664-672.

458. Wickramasinghe H.K. Contrast in reflection acoustic microscopy // Electron. Lett.-1978.-V. 14.-№l 0.-P.305-306.

459. Wickramasinghe H.K. Mechanically scanned B-scan system for acoustic microscopy in solids//Appl. Phys. Lett.-1981.-V.39.-№4.-P.305-307.

460. Wickramasinghe H.K. Scanning acoustic microscopy. A review // J. Microscopy.-1983 .-V. 129.-№ 1 .-P.63-73.

461. Wilke H.J., Ktischak S., Claes L.E. Formalin fixation strongly influences biomechanical properties of the spine // J. Biomechanics.- 1996.-V.29.-№ 12.-P. 1629-1631.

462. Wilson A.D., McLean J.W. Glass-ionomer cements.-Chicago-London : Quintessence books Publishing.-1988.-860 p.

463. Wollina U., Berger M., Karte K. Calculation of nail plate and nail matrix parameters by 20 MHz ultrasound in healthy volunteers and patients with skin disease // Skin Res. and Technol.-2001.-V.7.-P.60-64.

464. Woo S.L.Y., Akeson W.H., Jemmott G.F. Measurements of nonhomogeneous directional mechanical properties of articular cartilage in tension // J. Biomechanics.-1976.-V.9.-P.785-791.

465. Wu T.T., Fang J.S., Liu G.Y., Kuo M.K. Determination of elastic constants of a concrete specimen using transient elastic waves // J. Acoust. Soc. Amer.-1995.-V.98.-№4.-P.2142-2148.

466. Ye S.G., Harasievicz K.A., Pavlin C.J., Foster F.S. Ultrasound characterization of ocular tissue in the frequency range from 50 MHz to 100 MHz // Proceed. IEEE Ferroelectric Frequency Control Symp.-1995.-V.42.-P.8-14.

467. Yuhas D.E., Kessler L.W. Acoustic microscopic analysis of myocardium // Ultrasonic tissue characterization.-Part.2.-Linzer M. ed.-National Bureau of Stand. Special Publication.-1979.-№525.-P.73-79.

468. Zheng Y.P., Maeva E.Yu., Denisov A.A., Maev R.G. Ultrasound Imaging of human teeth using a desktop scanning acoustic microscope // Proceed. 24-th Int. Symp. Acoustical Imaging.-Santa Barbara.-USA.-1998.-P.77-85.

469. Zielinski K.W., Strzelecki M. Quantitative bone histology mirrored in radiometry // J. Microscopy.-1999.-V. 181 .-№2.-P. 15-17.

470. Ziv V., Gazit D., Beris D., Feuerstein O., Bab L., Aharonov L., Bab I.Ultrasonic detection of approximal caries: comparison with histologic and rentgenographic scores // J. Dent. Res.-1998.-V.77(A).-№1196.-P.255.

471. Zysset P.K., Guo X.E., Hoffer C.E., Moore K.E., Goldstein S.A. Elastic modulus and hardness of cortical and trabecular bone lamellae measured by nanoindentation in the human femur // J. Biomechanics.-1999.-V.32.-P.1005-1012.