Виявлено зміни, які вказують на наявність і роль порушень гуморального імунітету в патогенезі даних дерматозів. Розроблено методику оцінювання ефективності впливу ін'єкційних медичних препаратів на стан місцевого імунітету шкіри за рахунок змін її поверхневої та глибокої аутомікрофлори, за допомогою якої доведено, що імуномезотерапія препаратами поліоксидоній та лонгідаза достовірно стимулює місцевий імунітет шкіри. Встановлено, що ультразвукове діагностичне сканування шкіри може застосовуватись для оцінювання ефективності лікування вугрової хвороби, зокрема, рубцевих постакне. Розроблено методи комплексної етапної специфічної патогенетичної та реабілітаційної терапії хворих на тяжкі форми вугрової хвороби та розацеа.

  Скачати повний текст

Досліджено роль порушень інтерферонового та імунного статусів у патогенезі рецидивуючого простого герпесу, рівень яких відповідав частоті рецидивів інфекції. На підставі отриманих даних та за урахуванням клінічної характеристики захворювання розроблено комплексні методи лікування, що поєднують призначення супресивної тривалої терапії ацикловіром (або терапевтичного використання герпетичної вакцини) та індукторів інтерферону (лікарського засобу "Циклоферон" та оральної поліомієлітної вакцини як вірусного стимулятора продукції інтерферону). Розглянуто ефективність індивідуального підбору імуномодуляторів (за результатами дослідження чутливості лімфоцитів до препаратів, що коригують імунний статус). Протирецидивний ефект індукторів інтерферону може бути обумовлений посиленням здатності лейкоцитів продукувати alpha-інтерферон та, водночас, балансувати ЕТ-клітинний імунітет.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення якості діагностики та ефективності лікування інсектної алергії (ІА), досліджено її поширеність серед населення. Викладено новий підхід до ранньої специфічної діагностики гіперчутливості до отрути комах за допомогою прик-тесту та методу імунотермістометрії з вітчизняними інсектними алергенами з метою покращення діагностики ІА. Доведено, що розроблена методика шкірного тестування у порівнянні зі скарифікаційними пробами з алергенами більш специфічна, доступна та уніфікована. Відзначено, що специфічна імунотерапія вітчизняними інсектними алергенами ефективний та безпечний метод лікування, яка допомагає досягти позитивного клінічного ефекту в 85,18 % хворих і знижує інтенсивність клінічних проявів та реакцію шкіри під час проведення прик-тесту з відповідними алергенами. Визначено частоту побічних ефектів у процесі проведення специфічної імунотерапії інсектними алергенами на основі парентеральних методів, яка складає 11,1 %.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми інформаційного моделювання та вивчення характеру впливу різноманітних груп екологічних чинників на стан шкіри та підшкірної клітковини у населення територій промислового регіону. Досліджено вплив забруднення атмосферного повітря, електромагнітного забруднення та радіаційного фону на захворюваність шкіри. Оцінено даний вплив на захворюваність шкіри дітей і дорослих. Запропоновано методику оцінки очікуваного рівня захворюваності населення залежно до прогнозованого рівня екологічного забруднення району проживання. Зазначено, що дана методика може бути застосована під час планування економічного та соціального розвитку промислових мегаполісів. Увагу приділено проблемам розробки методики профілактики для груп ризику та хворих із хронічними захворюваннями шкіри, що піддаються впливу навколишнього середовища. Розроблено медичний модуль автоматизованого робочого місця лікаря.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено створенню інформаційної технології обробки відео з широко розповсюджених веб- та інших відеокамер для безконтактного дистанційного вимірювання варіабельності серцевого ритму, яка дасть можливість людині без зміни розпорядку та стилю її життя, забезпечити належний рівень здоров'я серця. Дана задача є надзвичайно актуальною у парадигмі персоналізованої, прогностичної та профілактичної медицини, що передбачає постійне спостереження за станом серця людини ще до виникнення будь-яких проявів хвороби. У дисертації при створенні ІТ вирішено такі основні задачі: стабільне знаходження облич у відеопотоці; розробка ймовірнісного детектора пікселів шкіри; отримання сигналу зміни відтінку шкіри у часі; програмне подавлення шумів у сигналі амплітудно диференційною корекцією та подальшою частотною фільтрацією кінцевоімпульсним фільтром; розмітка моментів скорочення серця на сигналі віддаленої фотоплетизмограми та їх валідація. Запропоновано новий критерій оцінювання подібності двох різновимірних послідовностей подій, і відповідний метод обчислення їх схожості на підставі розбиття подій у цих послідовностях на класи еквівалентності. На базі ІТ реалізовано систему дистанційного безконтактного знаходження ВСР та спроектовано сервіс страхової медицини. Основний результат роботи використаний у рамках виконання Європейського проекту FP7 NIMSPPS.^UThe dissertation is devoted to the creation of the modern video processing information technology that uses widely distributed web- and other video cameras for contactless remote measurement of heart rate variability that might provide an adequate level of heart health without changing person's lifestyle and schedule. This task is extremely important for personalized, prognostic and preventive medicine paradigm, which is a global trend in the 21st century that stands for constant human heart monitoring before any illness has been detected.In the dissertation during the process of research and IT creation the following tasks have been solved: finding stable faces' coordinates on the frames, taken from the webcam video stream; developing probabilistic skin detectors that with the help of RBF neural networks are capable of separating facial skin pixel mask and the background of the frames; obtaining the signal of skin tint change in a form of time series that capture slight fluctuations of oxygenated blood spectral characteristics during each heartbeat cycle; applying amplitude differential correction for removing cameras frame-to-frame adaptation ripples and blind source separation methods to find a projected component of skin tint signal to luminance independent plane that corresponds to rPPG signal; resampling of unevenly sampled raw rPPG signal and its further frequency filtration with a finite impulse response filter for noise reduction; annotating R-peaks that correspond to the moments in time of heart beats on the filtered rPPG signal and validating them for obtaining RR intervals.A newly proposed similarity criterion Q is used for estimating the time series of heart contractions moments (R-peaks) annotation accuracy compared to the reference series obtained from Holter monitor device in clinical conditions. During the experimental phase people had been sitting in front of cameras with put on Holter monitoring device and as the result simultaneously two datasets were recorded: R-peaks from developed IT with corresponding high-quality video and R-peaks from Holter monitor ECG. People of different age groups and genders participated in the experiment. Experiments were repeated for calm conditions and immediately after 5 minutes of physical exercises. This setup allows to evaluate the quality and adjust the parameters of the proposed IT. The results of the final finetuned developed system show high accuracy of individual heart contractions recognition in time and thus the high quality of obtained HRV.Developed IT can be used, for example, in insurance medicine providing SaaS solution to enable early prediction and prevention of health issues and therefore greatly reduce insurance cases and losses. The essence of the service is to detect as soon as possible the (pre)illness conditions of insurance company clients via remote constant rPPG monitoring. The web-based service with thick client using the proposed information technology was designed for these insurance companies. The thick client in the developed IT is used to process video stream from widely distributed webcams on clients' devices and to perform rPPG analysis, enabling remote contactless continuous geographically distributed HRV monitoring service. The general architecture and the implementation details, including database structure, classes diagrams, communication protocols of the service for both commercial and non-commercial use are presented in the thesis. This approach allows to get additional source of information and better reevaluate risks.The experimental evaluations of the proposed system were conducted on car drivers during intercity rides where strong correlations of stress index and tiredness levels were found depending on route length. Experiments were conducted on farmers during tractor driving in the field that has also shown correlations with farmers' internal states and as the result it can be stated that in this case more specialized cameras are needed to cope with noise from tractor vibrations.Another set of experiments was conducted on students before and during exams for stress testing. It was shown that behind poker faces of students – some of them experience extraordinarily high stress while others are not stressed at all. Questionnaire of these students has proved that measurements of the system are in accordance with what students were experiencing during the experiment. It was clearly shown that an experienced professor who was conducting the exam could not distinguish internal state of some students with mere external visual observation. Also, one set of experiments was related to extracting rPPG signal from recorded videos. It was successfully shown during analysis of D. Trump and H. Clinton debates video recordings that it is possible to retrieve rPPG signals having high-quality video source.

Вперше для потреб пластичної хірургії запропоновано використовувати фізичний метод електричного зондування та формування викликаної різниці потенціалів з метою визначення товщини шкіри людини. Обгрунтовано математичну модель викликаної різниці потенціалів у вигляді лінійного випадкового процесу. Сформульовано та одержано результат розв'язку стохастичної змішаної краєвої задачі математичної фізики для визначення товщини шкіри людини. Одержано математичну залежність між товщиною шкіри та викликаною різницею потенціалів у вигляді градуювальної кривої. Обгрунтовано структурну схему та створено дослідний зразок інформаційно-вимірювальної системи (ІВС) для визначення товщини шкіри людини на базі використання давача, що реалізує метод електричого зондування, досліджено метрологічні характеристики системи. Результати імітаційних досліджень, впровадження дослідного зразка ІВС до клінічної практики підтвердили ефективність запропонованого наукового підходу, та створеної на його базі ІВС, для визначення товщини шкіри людини.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вивченню захворюваності на алергічні враження шкіри працівників машинобудівних заводів та розробці методів їх лікування та профілактики.Проведено дослідження характеру загальної дерматологічної захворюваності, захворюваності на алергічні дерматози (екзема та алергічний дерматит), визначені основні хімічні алергени виробництва, досліджено в експерименті виразність їх токсичних та алергічних властивостей. Наводяться результати комплексних досліджень у групі працівників, які отримували традиційне лікування, а також в основній групі, де використовували розроблений комплексний метод лікування, в основі якого знаходиться залежний від стану стійкості капілярів шкіри дозований вплив вакуумом з наступним електрофоретичним введенням аскорбінової кислоти. За показниками захворюваності, тривалості періоду непрацездатності, тривалості одного випадку захворювання, результатами клінічно-лабораторних досліджень стану імунологічної системи організму робочих, функціональних показників шкіри (pH, опір електричному струмові, пороги температурної та больової чутливості) доведена висока ефективність розробленого комплексного методу лікування алергічних дерматозів.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – життєздатність, біологічні властивості та біоплівкоутворююча здатність штамів P. аeruginosa. Мета дослідження – підвищення ефективності лікування синьогнійної інфекції та знезараження контамінованих її збудником поверхонь на основі мікробіологічного обґрунтування відбору і застосування хіміотерапевтичних препаратів, фізичних чинників та їх комбінацій з найбільшою здатністю пригнічення біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa. Методи дослідження: мікробіологічні, біологічні, фізико-хімічні, фізичні, математико-статистичні. Теоретичні та практичні результати: Створено протимікробну композицію для інгібування біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa. Запропоновано доступну, безпечну та дієву технологію лікування інфікованих місцевих променевих виразок шкіри, методом ФДТ. Вперше визначено режими роботи електронного прискорювача, які забезпечують бактеріостатичний та бактерицидний ефект щодо тест-штамів Pseudomonas aeruginosa у модельних зразках. Підтверджено екологічну безпечність електронно-пучкової обробки контамінованих синьогнійною паличкою об'єктів. Новизна: Вперше встановлено, що мінімальна інгібуюча концентрація антибіотиків щодо бактерій у стані формування біоплівки підвищувалась у 8-16 разів у порівнянні з такою, визначеною для планктонних форм тест-штамів. Вперше, з урахуванням даних про молекулярний механізм дії, визначені комбінації антибіотиків та катіонних поліпептидів, що мають синергідний протимікробний ефект та запобігають утворенню біоплівок штамів Р.aeruginosa. Вперше показано пригнічення здатності до утворення біоплівок штамами Р.aeruginosa комбінованою дією фотосенсибілізатора (метиленового синього) і немонохроматичного фотодіодного опромінення. Встановлені параметри бактерицидної дії складових ФДТ щодо референтного та циркулюючих штамів синьогнійної палички – використання 0,1 % водного розчину метиленового синього та опромінення світлодіодним червоним світлом (λ = 630-650 нм) при експозиції 30 хвилин. Вперше експериментальним шляхом встановлено, що ФДТ є ефективною проти полірезистентних штамів синьогнійної палички з високою здатністю до біоплівкоутворення. Визначено, що антибактеріальна ефективність ФДТ залежить від ступеню вірулентності мікроорганізмі. Отримано нові наукові дані щодо чутливості тест-штамів Р .aeruginosa за впливу різних поглинутих доз релятивістських електронів. Встановлено практично лінійну залежність між дозою опромінення та зниженням кількості життєздатних бактерій. Показано, що бактеріостатична післядія електронного пучка спостерігалась при енергетичних навантаженнях від 0,8 до 3,8 кГр. Бактерицидний ефект спостерігався після опромінення тест-штамів дозами, починаючи з 4,0 кГр. Вперше з'ясовано вектор та силу змін біологічних властивостей штамівР.aeruginosa за впливу сублетальних доз потоку релятивістських електронів. За впливу сублетальних доз фізичного чинника визначено пригнічення біоплівкоутворюючої здатності тест-штамів синьогнійних паличок у 1,7 – 6,6 раза. Ступінь упровадження: 1 патент; галузеве нововведення, 8 актів впровадження. Сфера (галузь) використання: охорона здоров'я (медицина).^UThe object of study is the viability, biological properties and biofilming ability of P.aeruginosa strains. The aim of the study is to increase the effectiveness of treatment of Pseudomonas aeruginosa infection and disinfection of surfaces contaminated with its pathogen on the basis of microbiological justification for selection and use of chemotherapeutic drugs, physical factors and their combinations with the greatest ability to inhibit Pseudomonas aeruginosa. Research methods: microbiological, biological, physicochemical, physical, mathematical and statistical. Theoretical and practical results: An antimicrobial composition for inhibition of biofilm formation of Pseudomonas aeruginosa has been developed. Available, safe and effective technology for the treatment of infected local radiation ulcers of the skin, the method of PDT. For the first time, the modes of operation of the electronic accelerator were determined, which provide bacteriostatic and bactericidal effect against test strains of Pseudomonas aeruginosa in model samples. The ecological safety of electron beam treatment of objects contaminated with Pseudomonas aeruginosa has been confirmed. Novelty: For the first time it was found that the minimum inhibitory concentration of antibiotics against bacteria in the state of biofilm formation increased 8-16 times compared to that determined for planktonic forms of test strains. For the first time, taking into account the data on the molecular mechanism of action, combinations of antibiotics and cationic polypeptides that have a synergistic antimicrobial effect and prevent the formation of biofilms of P.aeruginosa strains were determined. For the first time, the inhibition of the ability to form biofilms by P.aeruginosa strains by the combined action of a photosensitizer (methylene blue) and non-monochromatic photodiode irradiation has been shown. The parameters of bactericidal action of PDT components in relation to the reference and circulating strains of Pseudomonas aeruginosa were established - the use of 0.1% aqueous solution of methylene blue and irradiation with LED red light (λ = 630-650 nm) at an exposure of 30 minutes. For the first time it was experimentally established that PDT is effective against multidrug-resistant strains of Pseudomonas aeruginosa with a high ability to biofilm formation. It is determined that the antibacterial efficacy of PDT depends on the degree of virulence of microorganisms. New scientific data on the sensitivity of test strains of P. aeruginosa to different absorbed doses of relativistic electrons have been obtained. An almost linear relationship between the radiation dose and the decrease in the number of viable bacteria has been established. It is shown that the bacteriostatic aftereffect of the electron beam was observed at energy loads from 0.8 to 3.8 kGy. The bactericidal effect was observed after irradiation of test strains with doses starting from 4.0 kGy. The vector and strength of changes in the biological properties of strains have been elucidated for the first time P.aeruginosa under the influence of sublethal doses of relativistic electrons. Under the influence of sublethal doses of the physical factor, the suppression of the biofilm-forming ability of test strains of Pseudomonas aeruginosa by 1.7-6.6 times was determined. Degree of implementation: 1 patent; sectoral innovation, 8 acts of implementation. Scope (field) of use: health care (medicine).

Обгрунтовано причини виникнення, особливості перебігу гострого та хронічного асептичного пододерматитів у великої рогатої худоби (ВРХ). Розроблено заходи профілактики та методів лікування хвороби. Визначено вплив умов утримання та рівня годівлі на стан копитцевого рогу на підставі змін біохімічних показників і фізико-механічних параметрів епідермісу. Установлено, що у корів, яких утримували на залізобетонній щілинній підлозі знижується вміст вологи у копитцевому розі й опір до його стирання, що призводить до надмірного стирання рогу підошви. Згодовування коровам кормів, дефіцитних за поживними та мінеральними речовинами, призводить до зниження вмісту мінеральних речовин у копитцевому розі, перерозподілу фракцій кератозів, що погіршує його якість і сприяє надмірному нашаруванню рогу в ділянці підошви. Виявлено гістологічні та гістохімічні зміни рогу та основи шкіри залежно від перебігу асептичного пододерматиту. Обгрунтовано залежність динаміки морфолого-біохімічних, імунологічних показників крові від характеру перебігу асептичного запалення основи шкіри копитець. Установлено характерні зміни біохімічних показників у даних ділянках за різних форм асептичного пододерматиту, а також визначено біофізичні параметри епідермісу копитець залежно від перебігу захворювання. Виявлено, що за хронічного асептичного пододерматиту у корів знижується імунобіологічна реактивність організму, концентрація сірковмісних амінокислот у копитцевому розі та зростає вміст сульфогідрильних груп у ньому, що призводить до погіршення якості копитцевого рогу та його недостатнього стирання. Розроблено заходи профілактики асептичного пододерматиту у ВРХ, які дозволяють запобігти розвитку захворювання, та методи лікування, завдяки чому є можливим скорочення періоду видужання тварин.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення ефективності лікування хворих на атопічний дерматит (АД) з супутньою грибковою інфекцією шляхом застосування в загальній терапії препаратів, здатних справляти фунгістатичну та фунгіцидну дію. У процесі обстеження 70-ти хворих на АД у 64,79 % з них виявлено ураження шкіри та нігтьових пластинок грибами, що сприяло поширеному та більш тяжкому перебігу патологічного процесу. Зазначено, що застосування у комплексній терапії АД, крім системних засобів та препаратів для місцевого лікування, протигрибкових препаратів "Ламізил" та "Орунгал" сприяє мікологічному видужанню хворих, полегшує тяжкість перебігу, подовжує періоди ремісії.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

На підставі результатів зіставлення імунологічних показників периферичної крові та запаленої шкіри у 160-ти хворих на різні форми атопічного дерматиту (АД) з'ясовано, що для гострого періоду IgE-незалежної форми АД на відміну від IgE-залежної форми був характерний малий ступінь активації імунітету на системному рівні. На локальному рівні, в ураженій шкірі відмінності між формами АД виявилися у зменшенні вмісту в запальних інфільтратах IgE-незалежного АД CD80+, CD86, HLA-DR+ і CD25+ клітин. З'ясовано, що виділені лімфоцити запаленої шкіри хворих на IgE-залежну форму АД за умов in vitro здійснювали прояв значно більшого рівня проліферативної активності у відповідь на дію стафілококового токсину-1. Під час дослідження антигістамінних препаратів з'ясовано, що ефект препарату "Цитиризин" виявився у стимуляції продукції клітинами периферичної крові хворих IgE-залежним АД IFN-gamma та IL-10, а також у зниженні запальної реакції, взаємопов'язаної зі зменшенням в епідермісі кількості кератиноцитів, що експресують міжклітинну молекулу адгезії-1.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: Babesia spp., експериментальна модель на лабораторних тваринах (нелінійні білі миші, монгольські піщанки, золотисті хом'яки). Мета – вивчити біологічні властивості Babesia spp. та на їх основі удосконалити діагностику бабезіозу. Методи дослідження: експериментальні; культуральні; серологічні; молекулярно-генетичні; морфологічні; цитологічні; математико-статистичні. Обладнання: ваги електронні ANG 200 С 2 кл; мікроскоп «Olympus ВХ-41»; центрифуга лабораторна ОПн-3; термостат з водяною рубашкою ЗЦ – 1125М; стерилізатор повітряний ГП – 80-1.Дисертаційна робота присвячена розв'язанню актуальної наукової проблеми – визначення біологічних властивостей Babesia spp. (культуральних, молекулярно-генетичних, антигенних), їхньої видоспецифічності відповідно до систематики тварин-годувальників (резервуарів), біологічних переносників (іксодових кліщів); мікроскопічних параметрів впливу факторів патогенності гемопаразитів на тропні їм органи (у системі координат: збудник - переносник – резервуар), інвазійних маркерів та репродукції Babesia spр. у еритроцитарному субстраті; серологічих показників у імунокомпетентних / імунокомпрометованих хворих на бабезіоз та коморбідні/маркерні/супутні йому стани, що об'єктивно сприяло підвищенню ефективності діагностики бабезіозу. Визначено видову належність Babesia spp., проведено генетичний моніторинг циркуляції останніх в ареалах існування окремих популяцій, створено експериментально-біологічну модель та уніфікований клініко-лабораторний алгоритм бабезіозу. Запропоновано спосіб детекції патогенних для людини бабезій за допомогою мультиплексної полімеразної ланцюгової реакції. Обґрунтовано шляхи підвищення ефективності та безпеки етіопатогенетичної діагностики Babesia spp. (із залученням 5 типів систем праймерів (СП) Bab, Bmi, Bdi, Bca, BabUnF+BabMicR+BabDivR). Встановлено опосередковані параметри імуносупресії у прогнозі ризику захворюваності на бабезіоз, тяжкості клінічного перебігу останнього. Наведено рекомендації щодо застосування у диференційній діагностиці бабезіозу та маркерних / коморбідних / супутніх до нього станів ресурсів растрової електронної мікроскопії (зміни в ультрамікроскопічному профілі еритроцитів); ранніх / сигнальних (інокуляційних) маркерів морфологічних ушкоджень шкіри; мікроскопічних змін як параметрів впливу факторів патогенності бабезій у тропних до них органів. Ступінь упровадження: 15 актів впровадження, 1 патент, 2 галузеві наукові пропозиції. Сфера (галузь) використання: охорона здоров'я (медицина: мікробіологія, паразитологія, інфекційні хвороби, імунологія, лабораторна діагностика).^UThe object of research: Object of study: Babesia spp., еxperimental model on laboratory animals (nonlinear white mice, Mongolian gerbils, golden hamsters). The aim is to study the biological properties of Babesia spp. and on their basis to improve the diagnosis of babesiosis. Research methods: experimental; cultural; serological; molecular genetic; morphological; cytological; mathematical and statistical. Equipment: electronic scales ANG 200 C 2 cl; microscope "Olympus VH-41"; laboratory centrifuge OPn-3; thermostat with water jacket ZTs - 1125M; air sterilizer GP - 80-1. The dissertation is devoted to solving a topical scientific problem - determining the biological properties of Babesia spp. (cultural, molecular genetic, antigenic), their species specificity in accordance with the taxonomy of animal feeders (reservoirs), biological vectors (Ixodes mites); microscopic parameters of the influence of pathogenic factors of hemoparasites on tropical organs (in the coordinate system: pathogen - vector - reservoir), invasive markers and reproductions of Babesia sp. in erythrocyte substrate; serological parameters in immunocompetent / immunocompromised patients with babesiosis and comorbid / marker / concomitant conditions, which objectively contributed to the effectiveness of the diagnosis of babesiosis. The species of Babesia spp. was determined, genetic monitoring of the circulation of the latter in the habitats of individual populations was carried out, an experimental-biological model was created and a unified clinical-laboratory algorithm of babesiosis was created. A method for detecting human pathogenic babesia using multiplex polymerase chain reaction is proposed. Ways to increase the efficiency and safety of etiopathogenetic diagnosis of Babesia spp. (involving 5 types of primer systems (SP) Bab, Bmi, Bdi, Bca, BabUnF + BabMicR + BabDivR). Indirect parameters of immunosuppression in the prognosis of the risk of babesiosis, the severity of the clinical course of the latter. Recommendations for the use of scanning electron microscopy resources (changes in the ultramicroscopic profile of erythrocytes) in the differential diagnosis of babesiosis and marker / comorbid / concomitant states of resources are given; early / signal (inoculation) markers of morphological skin damage; microscopic changes as parameters of influence of factors of pathogenicity of babesias in tropical to them bodies. The extent of implementation: 15 acts of implementation, 1 patents, 2 industry scientific offers. The field (industry) of use: healthcare (medicine: microbiology, parasitology, infectious diseases, immunology, laboratory diagnostics).

Шинкарчук М.В. Біотехнологія отримання біогазу із жировмісної сировини. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії в галузі знань 16 Хімічна та біоінженерія за спеціальністю 162 Біотехнології та біоінженерія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2020.На сьогодні підприємства шкіряної промисловості є одними із найбільш високозабруднювальних та токсичних виробництв за рахунок широкого спектру відходів галузі: органічних (міздря, жири, вовна, кров) та хімічних забруднювачів (сполуки хрому, сульфуру, хлориди, кислоти, луги, антисептики). До теперішнього часу відбувається пошук та реалізація технологій «екологізації» шкіряного виробництва. Тому актуальним завданням для шкіряної промисловості є переробка жирових відходів з отримання джерел енергії та добрива. Також не вирішеним та актуальним лишається питання очищення стічної води, що містить антибіотики. В роботі обґрунтовано та експериментально доведено ефективність анаеробного способу очищення води з використанням адаптованої до антибіотиків асоціації мікроорганізмів. Метою роботи є обґрунтування та розробка технологічних основ біотехнологічних рішень переробки жировмісних відходів виробництва шкіри у біогаз.Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:встановити раціональні параметри процесу анаеробного зброджування жировмісних відходів шкіряного виробництва в лабораторних умовах; визначити раціональне співвідношення жировмісна сировина : косубстрат на процес одержання біогазу та вміст метану в ньому для різних типів косубстратів;провести адаптацію анаеробної асоціації мікроорганізмів до антибіотиків та встановити види метаногенів, які виживають за таких умов; дослідити процес отримання біогазу при застосуванні адаптованої до антибіотиків асоціації мікроорганізмів;визначити раціональні концентрації рідкої та твердої фракції переродженого субстрату для внесення в ґрунт при вирощуванні с/г рослин;розробити технологічну та апаратурну схеми переробки жировмісних відходів виробництва, які отримують в процесі підготовки сировини до дублення; та розробити рекомендації щодо можливості застосування технології отримання біогазу з жировмісної сировини для переробки недублених відходів підприємства.Об'єктом досліджень є біотехнологія отримання біогазу із жировмісних відходів виробництва шкіри.Предметом досліджень є параметри одержання біогазу при коферментації жировмісних відходів виробництва шкіри.Методи дослідження: фізико-хімічні методи (pH-метрія, тощо); гравіметричний метод; метод газової хроматографії; методи молекулярної біології (виділення ДНК, ПЛР, секвенування); методи спектрофотометрії, біоінформаційні методи, методи теорії графів (MSExcel, AutoCAD).У дисертації вперше одержані такі наукові результати:встановлено залежність утворення метану від компонентного складу жировмісних відходів виробництва шкіри;визначено залежність продукування біогазу від компонентного складу косубстратів (послід, відходи кукурудзи, яблучний жом) при коферментації жировмісних відходів;вперше встановлено види метаногенів, які присутні в анаеробній асоціації, що адаптована до високих концентрацій норфлоксацину і тетрацикліну, методом секвенування ДНК мікроорганізмів, що дає можливість збагачення мікробної асоціації цими видами для підвищення виходу біогазу та вмісту метану в ньому;обгрунтовано раціональні умови процесу зброджування жировмісної сировини за високих концентрацій солей та антибіотиків, що дає можливість створення технології переробки жировмісних відходів шкіряної промисловості;показана можливість використання твердих та рідких відходів збродженої жировмісної сировини як добрива.Практичне значення дисертаційної роботи полягає у вирішенні проблеми утилізації жировмісних відходів шкіряного виробництва з одержанням біогазу. Визначено косубстрати, які можна використовувати для забезпечення процесу зброджування жировмісної сировини нітрогеном та мікроелементами для підвищення виходу біогазу. Встановлені раціональні технологічні параметри зброджування жировмісних відходів дозволяють отримати біогаз з концентрацією метану до 72 %, що дозволяє підвищити енергоефективність заводів з виробництва шкіри, зменшити антропогенний вплив на навколишнє середовище та знизити собівартість продукції.Ключові слова: біогаз, метан, анаеробне зброджування, жировмісні відходи, коферментація, послід, антибіотики, норфлоксацин, тетрациклін, дігестат.^UShynkarchuk М. Biotechnology of biogas production from fatty raw materials. – Qualifying scientific work on the rights of manuscript.Thesis for candidate of Doctor of Philosophy the degree in the specialty 162 Biotechnology and Bioengineering. – National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2020.Today, the leather industry is one of the most highly polluting and toxic industries due to a wide range of industry waste: organic (mist, fats, wool, blood) and chemical contaminants (chromium, sulfur, chloride, acids, alkalis, antiseptics). Тo date, there is a search and implementation of technologies for "greening" leather production.Therefore, the urgent task for the leather industry is the processing of fat waste from energy sources and fertilizers.Also, the issue of sewage treatment containing antibiotics remains unresolved and urgent. The efficiency of anaerobic method of water purification using the antibiotic-adapted association of microorganisms is substantiated and experimentally proved in the work. The purpose of the work is to substantiate and develop the technological basis of biotechnological solutions for the processing of fat-containing waste products of leather production into biogas.To achieve this goal it was necessary to solve the following problems:to establish rational parameters of the process of anaerobic digestion of fat-containing waste of leather production in laboratory conditions;to determine the rational ratio of fat-containing raw materials: cosubstrate for the process of biogas production and the content of methane in it for different types of cosubstrates;adapt the anaerobic association of microorganisms to antibiotics and identify the types of methanogens that survive under such conditions;to investigate the process of biogas production with the use of an antibiotic-adapted microorganism association;to determine rational concentrations of the liquid and solid fraction of the degenerate substrate for introduction into the soil during cultivation of agricultural plants;to develop technological and apparatus schemes for processing of fat-containing production wastes, which are received in the process of preparation of raw materials for tanning; and to develop recommendations on the feasibility of using biogas from fat-containing raw materials for processing of non-tanning waste of the enterprise.The object of the research is biotechnology for the production of biogas from fat-containing waste from leather production.The subject of research is the parameters of biogas production in the co-fermentation of fatty waste production of leather.Research methods: physicochemical methods (pH-metry, etc.), gravimetric method, gas chromatography, molecular biology methods (DNA isolation, PCR, sequencing), methods of spectrophotometry, bioinformatic methods, methods of graph theory (MSExcel, AutoCAD).The following scientific results were obtained for the first time in the dissertation:determined the dependence of methane formation on the component composition of the fat-containing waste of leather production;determined the dependence of biogas production on the component composition of cosubstrates (litter, corn waste, apple pulp) during the co-fermentation of fatty waste;identified the types of methanogens present in the anaerobic association, adapted to high concentrations of norfloxacin and tetracycline, by DNA sequencing of microorganisms, enabling the enrichment of the microbial association with these species to increase biogas output and methane content;substantiated the rational conditions of the process of fermentation of fatty raw materials at high concentrations of salts and antibiotics, which makes it possible to create technology for the processing of fatty waste products of the leather industry;shown the possibility of using solid and liquid waste of digested fatty raw materials as fertilizer.The practical significance of dissertation is to solve the problem of utilization of fatty waste of leather production with the biogas production. Сosubstrates that can be used to provide a process for the digestion of fatty raw materials by nitrogen and trace elements to enhance biogas yield have been identified. Established rational technological parameters of digestion of fat-containing waste allow obtaining biogas with a concentration of methane up to 72%, which allows to increase the energy efficiency of tanneries, to reduce anthropogenic impact on the environment and to reduce the cost of production.Keywords: biogas, methane, anaerobic digestion, fat-containing waste, co-fermentation, litter, antibiotics, norfloxacin, tetracycline, digestat.

Установлено, що опікове ураження шкіри зумовлює пригнічення активності ксенобіотик-метастабілізувальних ферментів у печінці щурів, максимум якого виявлено на першому тижні, подальшу нормалізацію установлено протягом місяця. Найбільшою мірою гальмуються активності цитохромів P4502E1, 2C і 3A, а також ферментів кон'югації, меншою - цитохромів P4501 A2, 2D і арілестерази. На рівні організму це має прояв у сповільненні елімінації модельних препаратів "Амідопірин" і "Ацетанілід", лікарських засобів "Диклофенак натрію" та "Напроксен", зростанні їх анальгетичної дії. Ці зміни корелюють з підвищенням рівня малонового діальдегіду, дієнових кон'югатів, карбонільних груп білків, нітратів і нітритів, фактора некрозу пухлин-<$Ealpha> й інтерлейкіну-6, активності ксантиноксидази й оксидази D-амінокислот і падінням активності супероксидисмутази та каталази і асоціюється з ультраструктурними та біохімічними змінами у печінці (деструкцією мембран ендоплазматичного ретикулуму та мітохондрій, посилення солюбілізації компонентів мікросомальних мембран). Триметазидин переважає мексидол за мембранопротекторною дією та за здатністю захищати систему біотрансформації ксенобіотиків від опікового ураження.

  Скачати повний текст

Вперше показано, що у процесі андрогенного облисіння впливу деградації зазнають, у першу чергу, інтрадермальні волосяні фолікули. Даний процес супроводжується утворенням агрегатних волосяних фолікулів. З'ясовано, що повна втрата волосся за андрогенної алопеції призводить до компенсаторно-пристосувапьної перебудови шкіри волосистого відділу голови. Доведено, що незважаючи на повну втрату волосся за андрогенної алопеції у шкірі волосистого відділу голови мають місце гермінативні епітеліальні елементи, які є джерелом утворення тонкого волосся, матричні структури яких сховані в товщі сальних залоз.

  Скачати повний текст

На підставі 15-річного (1986 - 2001 рр.) динамічного вивчення стану здоров'я 207-ми учасників ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС, включаючи 88 реконвалесцентів гострої променевої хвороби, які зазнали опромінення в діапазоні від 0,1 до 7,1 Гр, наведено детальну характеристику віддалених наслідків радіаційного впливу, визначено роль іонізуючого випромінювання та інших факторів ризику у формуванні патологічних станів кровотворної, травної та серцево-судинної систем організму, органу зору та шкіри. Математично описано варіанти реакції мієлоїдної та мегакаріоцитарної ланок кісткового мозку на загальне відносно рівномірне опромінення та розроблено гематологічні критерії тяжкості гострої променевої хвороби. На базі дискримінантного аналізу визначено групи ризику розвитку онкогематологічних та окремих соматичних захворювань. Створено оригінальну комп'ютерну базу даних осіб з числа учасників ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС, яким у 1986 р. діагностовано гостру променеву хворобу.

  Скачати повний текст

Розроблено новий напрям технології медичних зображень - апаратурно-методичне забезпечення візуалізації рельєфу електричних параметрів шкіри. Запропоновано принципово новий тип сканера, на базі якого створено вимірювально-інформаційний комплекс (ВІК). За допомогою ВІК виявлено й описано біологічно активні зони (зокрема, зони проекції болю, гіперестезії, акупунктури), а також феномени природної та індукованої автохвильової активності імпедансного і потенційного рельєфів шкіри.

  Скачати повний текст

Досліджено процес взаємодії лімфоцитів і пухлинних клітин в динаміці росту меланоми B16 мишей та хворих на меланому шкіри, визначено роль експресії ядерного антигена проліферуючих клітин, CD25 і CD54 лімфоцитами і пухлинними клітинами у реалізації протипухлинної дії лімфоцитів, розглянуто можливість корекції даної взаємодії мієлопептидом-2. Визначено, що ЛПК хворих на меланому і лімфоцити лімфатичних вузлів мишей з меланомою B16 посилюють свою протипухлинную дію під впливом мієлопептиду-2, що має здатність також безпосередньо пригнічувати ріст клітин меланоми B16 і клітин меланоми хворих в системі in vitro.

  Скачати повний текст

Проведено скринінгові дослідження протизапальної та репаративної дії різних за складом варіантів мазі "Мірамеф". Визначено оптимальний склад препарату, який включає 1 % мефенамової кислоти, 0,5 % мірамістину, 2,5 % декспантенола та 3 % димексиду. Показано, що комбінована основа (суміш ПЕО-400 та ПЕО-1500 і пропіленгліколя) забезпечує помірну осмотичну (170 %) та виражену антиексудативну дію мазі "Мірамеф". На моделях алергічних контактних дерматитів, викликаних біхроматом калію та 2,4-динітрохлорбензолом, виявлено виражений лікувальний ефект мазі "Мірамеф", який забезпечується синергізмом фармакологічної дії мефенамової кислоти, диметилсульфоксиду та мазевої основи. Встановлено, що за вираженістю протизапальної та протиалергічної дії мазь "Мірамеф" не поступається активності глюкокортикоїдної мазі "Тридерм" і значно перевершує активність протизапальної мазі "Мефенат". На підставі вивчення ранозагоювальної дії мазі "Мірамеф" на моделях раневого процесу різної етіології встановлено, що завдяки оптимально підібраному комплексному складу мазь "Мірамеф" є ефективнішою, ніж відомі однокомпонентні препарати - протизапальна мазь "Мефенат", антибактеріальні засоби "Нітацид", мазь мірамістинова та ранозагоювальні мазі - метилурацилова, мірамістинова та "Бепантен". Проведено вивчення антиміробних властивостей мазі "Мірамеф" методом дифузії в агар і встановлено широкий спектр активності препарату по відношенню до збудників гнійно-септичної раневої інфекції: Staphylococcus aureus, Esherichia coli, Bacillus subtillis, Proteus mirabillis, Pseudomonas aeruginosa та Candida albicans. Останні підтверджено за умов in vivo на моделях кандідозної інфекції і на моделі гнійної рани, інфікованої сумішшю грамнегативних і грампозитивних мікроорганізмів - стафілокока та синегнійної палички. На підставі результатів токсикологічних досліджень встановлено, що мазь "Мірамеф" за нашкірного та внутрішньошлункового застосування є досить нешкідливою, не проявляє місцевоподразливої та алергізувальної дії.

  Скачати повний текст