Differentsial'naya orientatsionnaya otsenka strukturnykh biomimeticheskikh svoystv poristykh tkaneinzhenernykh konstruktsiy s ispol'zovaniem sistem korrelyatsionnospektral'nogo analiza real'nogo vremeni i matematicheskogo apparata teorii morfizmov i (ili) teorii kategoriy

Abstract

Full Text

Известно, что кальций-фосфатные соединения и композиты с природными и синтетическими полимерами являются превалирующими компонентами для создания биомиметических костных имплантатов клинического назначения с активными свойствами: каль-ций-фосфатные соединения индуцируют многие реакции, аналогичные протекающим в процессе остеогенеза. Развиваемые в работе коллектива (PMID: 28617405 / 24757850) подходы к биомиметической остеорегенерации (замещающей структурную биоминерализацию) связаны с использованием механо-акустического и ультразвукового диспергирования, а также реакций по синтезу кальций-фосфатных соединений непосредственно в полимерных суспензиях для построения биомимети-ческих пористых тканеинженерных конструкций с оптимальной микроструктурой. Для выбора оптимальных условий синтеза и контроля необходимы данные исследований методами, обеспечивающими сопоставление с биологическими структурами. Для характеризации гидроксиапатитных матриц медицинского назначения применяются волюметрические (PMID: 22733619), гранулометрические (PMID: 21942921), гистометри-ческие (PMID: 22324006) критерии; то есть предметом изменения должны быть как свойства матрицы, так и свойства прекурсора, а также свойства формирующихся на ней ткани. В связи с этим, ЦКП мультипараметри-ческой микроскопии (с. н. с. О.В. Градов) внедрены (в том числе - в реальном времени) следующие методы оценивания продуктов биоминерализации и биомиметиков: оценивание по интегральным частотным характеристикам и интегральным пространственным характеристикам (как в DOI: 10.26641/1997-9665.2018.2.7-21) данных низковольтной сканирующей электронной микроскопии (в том числе - in situ, что перспективно для ESEM-техник); установление корреляции указанных характеристик в режиме блинк-компаратора (с постоянной времени от 0.44 сек.) для разных композитов или Гены & Клетки XIV, Приложение, 2019 МОСКВА, 20-23 НОЯБРЯ 2019 г. 69 референсной биологической структуры и композита - для сопоставления их в рамках теории с применением теории морфизмов - вплоть до изоморфизма для идентичных структур. В качестве опорного программного продукта был принят QAVIS (на базе FFTW-библиотеки для режима реального времени), а также KSAImage (для подробного пост-анализа) - разработки ТОИ дВО РАН (лаб. 8/1; В.К. Фищенко, А.А. Гончарова). Было доказано, что динамические интегральные частотн ые и интегральные пространственные характеристики у различных по биоподобию композитов (в т. ч. с желатиной и коллагеном как моделью матрикса (PMID: 24982861, 19637997, 31226642) различны, как и 2D Фурье-спектры их структур. эмерджентный топологический подход к интеграции свойств твердотельных и чдстично-упорядоченных сред в пористых