Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Отработка методических приемов рентгеноконтрастирования и микро-КТ визуализации сосудистой системы внеэмбриональных тканей (хориоаллантоисной оболочки куриного эмбриона показала высокую эффективность окраски фосфорно-вольфрамовой кислотой (1% ФВК в 70% этаноле, экспозиция 24 ч, при комнатной температуре). Определены оптимальные параметры микро-КТ анализа. Метод был применен для изучения биосовместимости и сосудистых эффектов новых матриц на основе бактериальной целлюлозы. Для валидации был использован комплекс патоморфологических и микроструктурных методов анализа. Определена целесообразность выбора этапов эмбриогенеза для отработки возможностей контрастирования с учетом технических возможностей используемого микро-КТ оборудования. За основу была взята гипотеза возможности контрастирования ex ovo куриных эмбрионов с 4 по 15 сутки инкубации (НН22–НН41). Рентгеноконтрастирование при помощи 3% I2KI (раствор Люголя) и 1% растворами фосфорно-молибденовой кислоты и фосфорно-вольфрамовой кислоты позволило добиться высокого уровня общей контрастности куриных эмбрионов на стадии НН25. Наилучшие и оптимальные визуальные и расчетные данные характеризующие высокий уровень диффконтрастности органов и тканей куриных эмбрионов с 4 по 8 сутки инкубации (НН22–НН34) были получены при окраске фосфорно-вольфрамовой кислотой (1% ФВК в 70% этаноле, экспозиция 24 ч, при нагреве до 40°С). Проведена идентификация органов и тканей куриных эмбрионов с 4 по 8 сутки инкубации (НН22–НН34) и рассчитаны результаты рентгенплотности и визуализируемых объемов. Определены оптимальные параметры микро-КТ анализа. В процессе роста и развития с 4-го по 8-й день инкубации (HH22–HH34) общая рентгенологическая плотность тканей куриного эмбриона, контрастированных предлагаемым способом, снижается. Это связано как с увеличением размеров и снижением проницаемости контрастного вещества, так и с изменением соотношения стромы и паренхимы в органах. Отработана методика окраски и микро-КТ анализа органов и тканей куриного эмбриона с 9 по 12 сутки инкубации (HH35–HH38). Полученные результаты свидетельствуют о высоком уровне визуализации органов и тканей эмбриона на всех исследуемых стадиях при применении методики окрашивания 1% раствором фосфорно-вольфрамовой кислотой при нагреве 40°С и экспозиции 96 часов. Определены оптимальные параметры микро-КТ анализа. Визуализируемый объем эмбрионов на исследуемых эмбриональных стадиях НН36, НН37 и НН38 увеличивается по отношению к стадии НН35 на 24,7%, 66,5% и 175,8%, соответственно. При этом общая рентгенплотность по шкале Хаунсфильда снижается не выраженно и по сравнению с 9 сутками (НН35) уменьшается к 12 суткам только на 9,14%. Контрастирование 1% раствором фосфорно-вольфрамовой кислотой при нагреве 40°С и экспозиции 96 часов органов и тканей эмбриона с 13 по 15 сутки инкубации (HH39–HH41) подтверждает высокие визуализационные качества разработанной методики. Использована методика контрастирования % раствором фосфорно-вольфрамовой кислотой при нагреве 40°С и экспозиции 24 часа и изучены микротомограммы сердечно-сосудистой системы на эмбриональных стадиях HH22-HH41. Локализация сердца на всех исследуемых стадиях эмбрионального развития соответствует нормативным показателям. Сердце располагается в грудобрюшной полости, верхушка сердца расположена между долями печени справа и желудком слева, основание сердца обращено вверх назад и направо формируясь из предсердий и входящих и исходящих сосудов. На 4-8 сутки инкубации (HH22-HH34) хорошо визуализируются основные части сердца и окружающие сосуды зародыша, полученные результаты совпадают с данными ученых, использовавших другие методы исследований. На 4 сутки эмбриогенеза (HH22-HH24) между левым и правым предсердием визуализируется межпредсердная перегородка, не изолирующая два условных предсердия образующих единую предсердную камеру. Желудочек сердца не имеет даже зачатка перегородки, верхушка сердца сглажена и имеет округлую форму. Между желудочком и единой предсердной камерой хорошо видны атриовентрикулярные эндокардиальные подушки. Справа хорошо виден венозный проток, соединившихся двух желточно-брыжеечных вен, проходящий через зачаток печени и впадающий в венозный синус, частично формирующий левое предсердие. На 5 и 6 сутки инкубации (HH25-HH29) начинают формироваться и хорошо видны, но не до конца сформированы межпредсердная и межжелудочковая перегородки, однако на их основе уже хорошо можно разделить и визуализировать левое и правое предсердие и левый и правый желудочек сердца. Сердце приобретает конусовидную форму с выраженной верхушкой. На 7 и 8 сутки инкубации (HH30-HH34) Левый и правый желудочки сердца полностью разделены, и левый накачивает кровь в аорту через аортную дугу, а правый — в легочную артерию в спинную аорту, где происходит смешивание крови из обоих желудочков. Межпредсердная перегородка хорошо сформирована, но останется не полной до вылупления. Хорошо видно, как нижняя полая вена входит в правое предсердие. Рост зародыша довольно равномерно изменялся при анализе изучаемых эмбриональных стадий, так с 4 по 8 сутки длина зародыша увеличилась более чем в 4 раза, а объем более чем в 30 раз. Объем сердца при этом увеличился с 4 по 8 сутки всего в 15 раз, соотношение объемов тела зародыша и объема сердца на 4 сутки инкубации составила 4%, на 5 и 6 сутки процент объема сердца составлял выше 2%, а на 7 и 8 сутки ниже 2%. Замедление роста линейных размеров было зарегистрировано с 5 на 6 сутки инкубации где увеличение длины зародыша составило лишь 13,5%, также в этом промежутки не значительно увеличился объем зародыша на 33,1 мм3, а также объем сердца всего на 0,6 мм3. Значительное увеличение размеров, повлиявшее на общий уровень контрастности зародыша и в частности сердца регистрировалось с 6 на 7 сутки инкубации при этом объем зародыша увеличился на 163%, объем сердца на 128% при этом рентгенплотность тканей зародыша уменьшилась на 61,4%, а сердца на 62%. Увеличение линейных размеров куриного зародыша с 7 на 8 сутки инкубации, практически не повлияло на рентгенплотность тканей, это свидетельствует о достаточной проницаемости ФВК при нагреве до 40ºС для таких размеров зародыша. Проведен микро-КТ анализ локализации и выделение структур сердца и окружающих сосудов КЭ с 9 по 15 сутки инкубации (HH35-HH41). Была доказана высокая эффективность примененных методических подходов для визуализации сердечно-сосудистой системы с 9 по 15 сутки инкубации (HH35-HH41). Получены результаты микро-КТ анализа in ovo при внутрисосудистом введении эмбрионам в плодный период контраста Омнипак®. Наиболее безопасной и эффективной является концентрация 300 мг/мл в объеме 450 мкл. При этом хорошо визуализируются приносящие сосуды желточного мешка, сердце, коронарные сосуды, сосуды легких, почек и печени. Представляется возможным определить состояние, размер, форму, просвет сосудов, а также общую структуру визуализируемой сосудистой сети и провести соответствующие измерения. Такая интенсивность контрастирования соответствует средней рентгеновской плотности 250±4,6 HU. Результаты микро-КТ анализа in ovo без применения контрастирования показывают возможность визуализации и анализа костной ткани КЭ в плодный период эмбриогенеза. Определены оптимальные параметры микро-КТ анализа. Получены результаты микро-КТ анализа визуализации опорно-двигательного аппарата с 4 по 15 сутки инкубации (НН22–НН41). Использование для рентгеноконрастирования 1% ФВК при нагреве до 40°С и экспозиции 24 ч (НН22–НН34) и 96 ч (НН35–НН41) дает высококонтрастные (>5000 HU) сканы конечностей, склеротома (позвоночника). Кроме того, получен высокий уровень диффконтрастности отдельных тканей, формирующих опорно-двигательный аппарат (мышцы, кости). Определены оптимальные параметры микро-КТ анализа. Составлена первая часть атласа микротомографических изображений с обозначением различных структур куриного эмбриона, визуализацией конечностей, структур сердца и окружающих сосудов при нормальном развитии. Все запланированные в отчетном периоде научные результаты достигнуты.