Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55017 10.29039/rusjbpc.2022.0517 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR STUDYING THE PULMONARY SURFACTANT SYSTEM USING ELECTRIC GENERATION OF CAPILLARY WAVES (EXPRESS METHOD) Разработка технологии исследования легочной сурфактантной системы с помощью электрической генерации капиллярных волн (экспресс метод) Казаринов К. Д. Kazarinov K. D. kazarinov@ms.ire.rssi.ru Малинин В. С. Malinin V. S. Щелконогов В. А. Shchelkonogov V. A. vasiliy9999@yandex.ru Чеканов А. В. Chekanov A. V. Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, RAS Fryazino Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation МИРЭА - Российский технологический университет Москва Россия MIREA - Russian Technological University Moscow Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России Москва Россия Pirogov Russian National Research Medical University Moscow Russian Federation Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Фрязино Россия Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RAS Fryazino Russian Federation 25 06 2022 25 06 2022 7 2 293 296 20 06 2022 20 06 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55017/view

На основе использования новой конструкции генератора капиллярных волн предлагается метод исследования сурфактантной системы человека для диагностики больных, страдающих легочными заболеваниями, в том числе, после заражения COVID-19. Изучение сурфактантной системы легких (ССЛ) в здоровом организме и при патологии стоит в ряду важных задач современной пульманоглогии. Предлагаемый нами способ контроля конденсата выдыхаемого воздуха человека заключается в нанесении пробы конденсата на поверхность водного раствора, на которой создаются за счет явления электрострикции капиллярные волны, изменение амплитуды и фазы которых позволяет определить поверхностное натяжение жидкости и параметры сурфактантного слоя. Для этого нами была разработана конструкция и получен патент на изобретение измерителя параметров жидкости, содержащий кювету для жидкости, генератор, связанный с системой создания на поверхности жидкости капиллярных волн и системой регистрации характеристик колебаний жидкости. Cовершенствование технологии процесса контроля ССЛ преследует решение задач сокращения времени измерения ССЛ и снижения стоимости метода.

Based on the use of a new design of a capillary wave generator, a method is proposed for studying the human surfactant system for diagnosing patients suffering from pulmonary diseases, including after infection with COVID-19. The study of the surfactant system of the lungs (SSL) in a healthy organism and in pathology is one of the important tasks of modern pulmonology. The proposed method for monitoring human exhaled air condensate consists in applying a condensate sample to the surface of an aqueous solution, on which capillary waves are created due to the phenomenon of electrostriction, the change in the amplitude and phase of which makes it possible to determine the surface tension of the liquid and the parameters of the surfactant layer. To this end, we have developed a design and received a patent for the invention of a liquid parameter meter containing a liquid cuvette, a generator associated with a system for creating capillary waves on the liquid surface and a system for recording the characteristics of liquid vibrations. Improving the technology of the CCL control process is aimed at solving the problems of reducing the time of measuring the CCL and reducing the cost of the method.

 метод генерации капиллярных волн поверхностные свойства липидных монослоев легочный сурфактант поверхностное натяжение на границе двух сред поверхностно активные вещества длина волны и затухание поверхностных волн capillary wave generation method surface properties of lipid monolayers pulmonary surfactant surface tension at the interface between two media surfactants wavelength and attenuation of surface waves Работа выполнялась в рамках госзадания ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, а также в соответствии с госзаказом Министерства здравоохранения РФ.

Parra E., Perez-Gil J. Composition, structure and mechanical properties define performance of pulmonary surfactant membranes and films. Chem Phys Lipids., 2015, vol. 185, pp. 153-175, doi: 10.1016/j.chemphyslip.2014.09.002. Parra E., Perez-Gil J. Composition, structure and mechanical properties define performance of pulmonary surfactant membranes and films. Chem Phys Lipids., 2015, vol. 185, pp. 153-175, doi: 10.1016/j.chemphyslip.2014.09.002. Lewis J.E., Brackenbury A. Role of exogenous surgactant in actue lung injury. Crit. Care Med., 2003, suppl. 4, pp. 324-328. Lewis J.E., Brackenbury A. Role of exogenous surgactant in actue lung injury. Crit. Care Med., 2003, suppl. 4, pp. 324-328. Львов Д.К., Колобухина Л.В., Дерябин П.Г. Короновирусная инфекция. Тяжелый острый респираторный синдром. Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение, 2015, № 3, c. 35-42. Lvov D.K., Kolobukhina L.V., Deryabin P.G. Coronavirus infection. Severe acute respiratory syndrome. Infectious diseases: news, opinions, training, 2015, no. 3, pp. 35-42. (In Russ.) Junqiang L. et al. CT Imaging of the 2019 Novel Coronavirus (2019-nCoV) Pneumonia. Radiology, 2020, vol. 295, no. 1, p. 18, doi: 10.1148/radiol.2020200236. Junqiang L. et al. CT Imaging of the 2019 Novel Coronavirus (2019-nCoV) Pneumonia. Radiology, 2020, vol. 295, no. 1, p. 18, doi: 10.1148/radiol.2020200236. Розенберг О.А. Препараты легочного сурфактанта и сурфактантотерапия ОРДС в условиях хирургической реанимации (обзор литературы). Креативная хирургия и онкология, 2019, т. 9, № 1. Rozenberg O.A. Pulmonary surfactant preparations and surfactant therapy for ARDS in surgical intensive care (literature review). Creative surgery and oncology, 2019, vol. 9, no. 1, doi: 10.24060/2076-3093-2019-9-1-50-65. (In Russ.) Пилипчук Н.С. и др. Способ исследования состояния сурфактанта при туберкулезе легких. 1413528 SU. Pilipchuk N.S. et al. A method for studying the state of surfactant in pulmonary tuberculosis. 1413528 SU. (In Russ.) Мизев А.И. и др. Способ оценки состояния легочного сурфактанта. 2500347 RU. 2013. Mizev A.I. et al. Method for assessing the state of pulmonary surfactant. 2500347 RU. 2013. (In Russ.) Казаринов К.Д., Полников И.Г. Патент на изобретение № 2735315. Измеритель параметров поверхности жидкости. Дата гос. регистрации в Гос. Реестре изобретений РФ 29 октября 2020. Приоритет изобретения 03 марта 2020 г. Kazarinov K.D., Polnikov I.G. Patent for invention no. 2735315. Meter of liquid surface parameters. State date registration in the State Register of Inventions of the Russian Federation October 29, 2020. Invention priority March 03, 2020. (In Russ.)