УДК 548.5

 

МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА

 

Кристаллография в онкологии

 

Ю.М.Смирнов, Л.А.Курбатова, М.И.Никулина

Тверской государственный университет

Тверская медицинская академия

 

 

Аннотация: кристалломорфологический метод диагностики заболеваний разрабатывается в Тверском государственном университете с 1985 года. Метод основан на исследовании кристаллографических форм диагностического вещества, кристаллизующегося в жидкостях человеческого организма. Этим веществом является нингидрин – трикетогидринденгидрат. В последние годы разработки сосредоточены на диагностике опухолевых заболеваний, и  прежде всего, - злокачественных опухолей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Кристалломорфологический метод диагностики заболеваний создан в Тверском государственном университете еще в 1985 году на основе исследований кристаллизации в водных растворах. Было известно, что если к растворителю (которым обычно являлась вода) кроме кристаллизуемого вещества добавить еще какую то примесь, формы растущих из растворов кристаллов искажаются. Вместо гранных форм и антискилетов появляются вискеры, дендриты, сферолиты, пойкилиты и даже аморфизированные текстуры. Эту особенность растворов мы решили использовать для исследования жидкостей человеческого организма. Было сделано предположение, что кристаллизующийся в такой жидкости реагент будет испытывать морфологические изменения в зависимости от состава жидкости, от наличия в ней коагулятов, легко адсорбируемых поверхностями веществ, и других вполне возможных изменений жидкостей человеческого организма.

       Наши первые исследования проводились совместно с опытными врачами-клиницистами тверских больниц и поликлиник. Особенно активно шли работы в области диагностики заболеваний головного мозга с профессором Гордиенко И.А. Из литературного поиска удалось выяснить, что подобные исследования ранее проводились с применением в качестве диагностического вещества медного купороса (CuSO4*9H2O). Оказалось, что применение этого вещества как диагностического влечет за собой ряд неудобств. Сложные формы кристаллов получались нечетко оформленными, а результат под влиянием влаги воздуха быстро деградировал. Наш поиск привел к другому веществу – нингидрину – трикетогидринденгидрату. Это вещество оказалось удобным во многих отношениях: его кристаллы не деградировали в воздушной срtде, а формы кристаллов весьма существенно изменялись в зависимости от состава исследуемой жидкости. Было проведено несколько достаточно точных анализов с целью определения видов заболевания. Получено авторское свидетельство на изобретение [1].

       В 2012 году эти исследования были включены в качестве проекта Программы стратегического развития тверского государственного университета по направления «Медицинская физика». Было решено сконцентрировать усилия на разработке метода кристалломорфологической диагностики опухолевых заболеваний. Это обусловлено двумя причинами:  1) статистика злокачественных опухолевых образований свидетельствует о постоянном возрастании их количества; 2) злокачественные заболевание на начальных периодах развития крайне трудно диагностируются; 3) хотя диагностика онкологических заболеваний достаточно отработана, в то же время для слоев населения с низкими доходами зачастую не может быть оплачена. Например, срочная диагностика в некоторых онкологических учреждениях стоит от 30 до 40 тысяч рублей, а биопсия опухоли в НИИ им. Бурденко стоит 90 тысяч рублей ( газета «Завтра» 2012 год, № 37, стр. 5).

        При использовании методики для ранней диагностики заболевания могут использоваться практически все биологические жидкости. Метод отработан на ликворе, моче, плазме, крови, слюне. Биологические жидкости, входящие в состав органов и тканей живых организмов, являются полидисперсными водными системами со взвешенными частицами размерами от 10 нм до 10 мкм. Изменения химического состава, дисперсности, вязкости влияют на кинетику процесса кристаллизации и другие характеристики кристаллической субструктуры. Исследования, проводимые в основном за рубежом, свидетельствуют о том, что слюна в полной мере может охарактеризовать состояние организма. Эта жидкость представляет собой выделения слюнных желез. В полости рта к ней добавляются незначительные количества лейкоцитов из десен, микрофлоры и других составляющих. Слюна оказалась чувствительной средой для роста кристаллов. Одни и те же по молекулярному составу компоненты слюны могут образовывать разные формы кристаллов, что объясняется их физико-химическими свойствами. Изменение химического состава и концентрации ротовой жидкости является показателем различных патологий и реагирует не только на болезни ротовой полости, но и на болезни других органов.

        Метод реализуется следующим образом. Из полости рта собирается ротовая жидкость. Отбор слюны проводится через 10-15 минут после полоскания ротовой полости 50% раствором сахарозы. При необходимости контрольного уточняющего отбора второй отбор проводится через неделю с полосканием ротовой полости раствором карбамида (8% концентрации). 2мл пробы биологической жидкости смешиваются со спиртовым раствором нингидрина. Иногда добавляется 3-5 капель спиртового экстракта растений, активизирующих иммунную систему. Кристаллизация проводится в чашках Петри при комнатной температуре в течение 12 часов. За это время водная составляющая испаряется, на дне чашки Петри образуется кристаллический осадок – субстрат. Далее проводится качественное и количественное исследование субстрата.

        Для большей точности диагностики мы прибегли к методам фрактального анализа. По существу, почти все образования в субстрате могут быть отнесены к фракталам. Нами введен параметр, названный условно фрактальным масштабом. Параметр не зависит от масштабов получаемых изображений.

         Фракталы являются самоподобными частями одного объекта, но при определенном сходстве объектов можно считать сами фрактальные объекты самоподобными другим фрактальным объектам. Фрактальная картина представилась нам при определении динамики развития болезненных состояниях при злокачественных или раковых опухолях в остальных частях человеческого организма. Так как изучаемые нами объекты являются кристалломорфологическими формами и кристаллизуются в субстрате в виде двумерных образований, то мы пришли к необходимости оценки именно двумерных фигур. Известно, что двумерная фигура определяется не только изломанностью очертаний, но и двумя численными параметрами – периметром и площадью фигуры.

         Опухоли начинаются с небольшой группы клеток, подвергшихся какому-то изменению, т.е. болезни начинаются с местного изменения. По сути дела, нет человека без опухоли. Собственная ткань опухоли – паренхима, строма – результат изменения под влиянием опухоли окружающей ее соединительной ткани. Сосуды и нервы в опухолях значительно изменяются. Иногда они просто не обнаруживаются. Принцип разделения опухолей на доброкачественные и злокачественные – их экспансивный или инфильтративный рост. Опухоли постоянно действуют на организм. Опухолевая ткань может распадаться, что наиболее характерно для злокачественных опухолей. Например, моча при патологических условиях изменяется – увеличивается количество различных белковых соединений, появляются составные части, отсутствующие в нормальной моче, часто возрастает количество азотистых соединений, увеличивается содержание мочевой кислоты, ряда органических кислот. Но эти изменения биохимического состава в целом не являются основанием для диагностики опухолевых процессов, особенно на ранних стадиях их развития. В то же время из практики кристаллизации из растворов, а также выращивания легированных примесями кристаллов из расплавов хорошо  известно, что небольшие количества примесей существенно изменяют морфологию кристаллов. Вероятно, то же происходит при добавке в биологическую жидкость нингидрина с примесью тинктур из некоторых растений. По результатам можно судить о состоянии организма.

         В процессе исследований были созданы тинктуры на основе некоторых растений, которые применялись и применяются в практике фитотерапии в течении многих десятилетий и даже более. В некоторых случаях оказалось, что применение этих тинктур нарушает достаточно строго организованную картину субстрата. Субстрат представляется состоящим из ряда бесформенных разорванных небольших образований. Создается общее представление, что какое-то неожиданное воздействие существенно искажает достаточно точно организованную структуру.  Это подсказало дальнейшее развитие методики исследований. Возникла идея о том, что некоторые достаточно долго применяемые в практике фитотерапии, в том числе народной, растения могут воздействовать на опухоли, приводя их к определенной деградации. Поэтому в практику кристалломорфологических исследований при наличии уже установленного диагноза было решено ввести взаимодействие реагирующих веществ с определенными тинктурами. Некоторые тинктуры оказались достаточно надежными и были включены в патент на изобретение и два «know-how».[2]

        Приведем некоторые примеры исследований.

1.     Пациент Г. В течении нескольких лет отмечается доброкачественная опухоль (киста) правой почки. Опухоль не проявляет себя в организме, анализы нормальные. Изменение размеров не отмечаются. При очередном кристалломорфологическом анализе отмечено некоторое увеличение фрактального параметра – с 4 до 4,8. проверено воздействие активно действующих на состояние почек тинктур барвинка и бузины травяной. Они показали наличие определенных реакций, свидетельствующих о признаках деградации опухоли. Рекомендована фитотерапия. После цикла фитотерапии проведено узи и повторено кристалломорфологическое исследование. Результат – отмечается улучшение всех показателей.

2.      Пациент М. Доброкачественная опухоль почки по данным УЗИ и рентгеноскопического исследования. Результат кристалломорфологического анализа: опухоль не инвазирующая. Деградация незначительная. Рекомендована фитотерапия. После курса фитотерапии – провести кристалломорфологический анализ.

 

Разрабатываемая методика позволила в ряде случаев разделить опухоли на доброкачественные и злокачественные. Применение некоторых тинктур для анализа мочи предполагает возможность определения их воздействия на опухоли на  ранних стадиях развития.

 

Литература

1.     А.св. № 1412738 «Способ диагностики заболеваний центральной нервной системы». Авторы: Смирнов Ю.М., Курбатова Л.А. и др. Приор. 29.05.1987г.

2.     Патент на изобретение № 2441241 «Способ диагностики опухолевых заболеваний и заболеваний центральной нервной системы». Авторы: Смирнов Ю.М., Курбатова Л.А. Приор. 21.05.2010г.