ТРАНСФОРМАЦІЯ ЧАСТОТНОЇ ДИСПЕРСІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ТКАНИН ПЕЧІНКИ ЗАЛЕЖНО ВІД ТЕМПЕРАТУРИ ЗБЕРІГАННЯ

Анотація

Вступ. Метод створення схем заміщення, який активно використовується в біоімпедансних дослідженнях, незважаючи на відносну простоту використання, не дозволяє сформувати загальну характеристику процесів транспортування іонів у тканинному середовищі при використанні змінного електричну струму та за умови наявності руйнівного впливу. У пропонованій роботі здійснено спробу аналізу частотної дисперсії комплексних електричних параметрів тканин печінки під впливом температури (2–35 ℃) з метою встановлення особливостей перенесення зарядів в її електролітній підсистемі тканин за різних ступенів структурної деградації.

Методи. Комірки для досліджень виготовляли з пластикового корпусу медичного шприца об’ємом 2 мл. Торці циліндричного зразка контактували з нікелевою сіткою. Струмовідводом слугували нікелеві провідники, приварені до сітки. Циліндричні зразки висотою 1,2 см, діаметром 2 см та масою 1–1,5 г поміщались у спеціально сконструйований, герметичний термостат 1/120 СПУ під вплив температур 2 °C, 8 °C, 12 °C, 25 °C та 35 °C протягом 2-х, 5-ти, 8-ми, 10-ти та 14 год.

Результати. Розглянуто зміни провідності за постійного струму, з частотною дисперсією дійсної складової провідності та тангенсом кута діелектричних втрат у діапазоні частот 0,01 Гц – 100 кГц (діапазон β-дисперсії). Встановлено зв’язок трансформації термочасової залежності електричних параметрів від ступеня та характеру морфологічних змін у біологічній тканині.

Висновки. Показано, що локальні значення та напрямок монотонності функції часу поляризаційної релаксації у досліджуваному діапазоні частот вимірювання спектрів електричного імпедансу може слугувати критерієм ступеня та типу деструктивних змін тканин печінки при її зберіганні в атмосфері повітря за різних температур.

Посилання

Abasi, S., Aggas, J.R., Garayar-Leyva, G.G., Walther, B.K., & Guiseppi-Elie, A. (2022). Bioelectrical Impedance Spectroscopy for Monitoring Mammalian Cells and Tissues under Different Frequency Domains: A Review. ACS Measurement Science Au, 2(6), 495–516. https://doi.org/10.1021/acsmeasuresciau.2c00033

Dean, D., Ramanathan, T., Machado, D., & Sundararajan, R. (2008). Electrical impedance spectroscopy study of biological tissues. Journal of Electrostatics, 66(3–4), 165–177. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2007.11.005

Kenworthy, P., Phillips, M., Grisbrook, T.L., Gibson, W., Wood, F.M., & Edgar, D.W. (2018). An objective measure for the assessment and management of fluid shifts in acute major burns. Burns and Trauma, 6. https://doi.org/10.1186/s41038-017-01

Morgan, K., Gamal, W., Samuel, K., Morley, S.D., Hayes, P.C., Bagnaninchi, P., & Plevris, J.N. (2019). Application of Impedance-Based Techniques in Hepatology Research. Journal of Clinical Medicine, 9(1), 50. https://doi.org/10.3390/jcm9010050 05-9

Olekhnovich, N.M., Radyush, Y.V., & Pushkarev, A.V. (2012). Mechanisms of dielectric polarization in perovskite ceramics of the relaxor ferroelectrics (1 − x)(NaBi)1/2TiO3−x Bi(ZnTi)1/2O3 (x < 0.2). Physics of the Solid State, 54(11), 2236–2242. https://doi.org/10.1134/s1063783412110248

Pryimak, T., Popadynets, O., Gasiuk, I., & Kotyk, T. (2021). Electrical impedance spectrum transformation of liver tissues under the influence of temperature. International Journal of Engineering Researchand Applications, 11(12), 1–11. https://doi.org/10.9790/9622-1112010111

Schmidt, F. C., Fuentes, A., Masot, R., Alcañiz, M., Laurindo, J.B., & Barat, J.M. (2016). Assessing heat treatment of chicken breast cuts by impedance spectroscopy. Food Science and Technology International, 23(2), 110–118. https://doi.org/10.1177/1082013216659609

Tarasov, A., & Titov, K. (2013). On the use of the Cole–Cole equations in spectral induced polarization. Geophysical Journal International, 195(1), 352–356. https://doi.org/10.1093/gji/ggt251