С неоднородной наноструктурной поверхностью минералов и искусственных материалов на параметры структуризации водосодержащей среды в коже. Особенности взаимодействия кожи с ЭМИ

При проведении экспериментальных исследований особенностей структуризации водосодержащей среды в коже совершенно естественно, что, прежде всего, необходимо полностью устранить возможность изменения параметров структуризации водосодержащей среды в коже от контакта кожи с материалом стенок чашки контейнера (см. рис. 1), в которой находятся исследуемые лоскуты кожи, или, по крайней мере, следует уметь количественно учитывать величину такого изменения. Этот вопрос, как уже особо подчер­кивалось нами в работе [1], представляется отнюдь не простым. Подобный контакт водосодержащей среды кожи с используемым в эксперименте материалом чашки контейнера может приводить к структуризации водосодержащей среды [1, 3] и влиять на точность измерений в эксперименте. Причем структуризация может происходить на определенных частотах, зависящих от типа материала контейнера [1]. Поэтому для повышения точности эксперимента и оперативности обработки результатов измерений желательно, чтобы такой контакт гарантированно не приводил к структуризации водосодержащей среды кожи. По этой причине во всех экспериментах материалом для чашки контейнера было выбрано стекло, поскольку, как было экспериментально установлено в [3], стекло не приводит к структуризации даже тонкого слоя воды. Это позволите исключить влияние стенок чашки контейнера на параметры структуризации водосодержащей среды как в коже, находящейся в контейнере, так и при контакте кожи в контейнере с внешним материалом. Таким образом, использование стекла позволяло получать контрольные основополагающие данные о характеристиках структуризации водосодержащей среды в коже. А потому, после выполнения таких изме­рений, открывалась возможность приступать к исследованию влияния внешних факторов, которые при воздействии на кожу могут привести к изменению структуризации водосодержащей среды в коже. В каче­стве таких внешних факторов в работе рассматривалось влияние различных материалов в виде натуральных минералов и искусственных материалов при непосредственном контакте этих материалов с кожей, а также влияние низкоинтенсивных ЭМИ при облучении ими кожи. Из всего многообразия исследованных видов натуральных минералов и искусственных материалов в данной работе авторы ограничились описанием результатов исследований взаимодействия водосодержащей среды кожи лишь только с поверхностью фторопластовой пленки. Буквально несколько слов сказано, для примера, о влиянии слюдяной пластины на структуризацию водосодержащей среды в коже. Экспериментальные данные об особенностях структури­зации водосодержащей среды в коже от контакта ее с такими материалами, как яшма, янтарь, полиэтилен, горный хрусталь, гранат, топаз, хризопраз, углеродные нанотрубки, шунгит и другие, о которых речь шла в нашей работе [1], также были получены при подготовке статьи. Было установлено, что влияние фторопластовых пленок и перечисленных материалов на особенности структуризации водной среды в коже в принципе оказывается сходным. Поэтому в данной статье, в силу вынужденной ограниченности ее объема, авторы останавливаются на обсуждении результатов эксперимента от контакта кожи лишь только с фторопластовыми пленками и изучении устойчивости параметров структуризации водосодержащей среды в коже при действии такого контакта и после его устранения. А отличия в особенностях структуризации водосодержащего слоя кожи от контакта кожи с различными материалами носят количественный характер. Они состоят в частотной зависимости и величине эффективности структуризации водного слоя от структуры конкретного материала, когда достигаемая от контакта структуризация оказывается как значительной, так и исчезающе малой, а также времени структуризации и времени возвращения водного слоя к исходному состоянию после нарушения контакта водного слоя с выбранным материалом.

Все эксперименты выполнялись по схеме, позволяющей в миллиметровом диапазоне оценить частотные характеристики структуризации водосодержащей среды как в свежей и гипоксированной коже, так и

в коже, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью выбранных для исследования материалов. Исследования включали два этапа. На первом этапе лоскут свежей или гипоксированной кожи размещался в стеклянной чашке контейнера (см. рис. 1). Для удобства лоскут назывался «свободным» лоскутком кожи. Затем он просвечивался ИК-лучом, а ИК-радиометром измерялась мощность ИК-излучения I₀, прошедшего через водосодержащий слой свободного лоскута кожи без воздействия ЭМИ на кожу. Аналогичные измерения 10 проводитесь также и для лоскутов кожи, находящихся в непосредственном контакте с исследуемым материалом и которые можно было назвать «несвободными» лоскутами кожи. При этом, если выбранный материал оказывался прозрачным для ИК-излучения, образцы материала могли накладываться на поверхность лоскута кожи (теперь уже несвободного лоскута кожи), а если в ИК-диапазоне материал имел большое затухание, то образцы материала при контакте с лоскутами кожи располагались вне области ИК-луча так же, как это описывалось авторами и проводилось в работах [1 и 3]. При этом в случае, когда поверхность лоскута кожи приводилась в непосредственный контакт с поверхностью образца исследуемого материала, то перед началом проведения измерений в обязательном порядке выдерживался промежуток времени, необходимый для гарантированно полного завершения процесса структуризации водного слоя в коже. Это достигалось с использованием мето­дики, развитой и описанной авторами в [1, 3]. Эксперимент показал, что такой промежуток времени для слоев кожи толщиной не более 100... 150 мкм не превышал 15 мин. После этого на лоскут кожи, находящийся в свободном со­стоянии или в контакте с внешним исследуемым материалом, направлялся поток ЭМИ, и ИК-радиометром снова фиксировалась мощность 1 проходящего через лоскут кожи ИК-излучения, но теперь уже при воздействии ЭМИ на кожу. В приведенных экспериментах частота воздействия ЭМИ изменялась в пределах от 35 до 78 ГГц. Отношения величин 1 и 10 в зависимости от частоты ЭМИ на кож}' приведены на рис.2 - 5. Таким образом, на этих рисунках представлена зависимость интенсивности ИК-луча, проходящего через слой свежей и гипоксированной кожи, находящейся в свободном состоянии или в контакте с внешним материалом, от падающего на лоскут кожи ЭМИ в диапазоне частот 53 ... 78 ГГц.

На рис. 2, а дана зависимость интенсивности проходящего ИК-луча через водосодержащий слой свободного лоскута 1 свежей кожи от частоты падающего на кожу ЭМИ. При этом во-досодержащая среда свободного лоскута 1 свежей кожи не находилась в контакте с поверхностью материала, который мог бы привести к ее структуризации на тех или иных частотах, зависящих от структуры материала.

Рис.2. Нормированная зависимость интенсивности ИК-луча, проходящего через слой свежей кожи (а), слой све­жей кожи, покрытый фторопластовой пленкой (б), слой свежей кожи, покрытый слюдяной пленкой (е), от падающего КВЧ-излучения в диапазоне частот 53 ... 78 ГГц (лоскут 1)

Из рис. 2, а следует, что воздействие ЭМИ приводит к значительному увеличению прозрачности, а, следовательно, и дополнительной структуризации водосодержащей среды в свежей коже на многих участках диапазона частот 53...78ГГц. И наиболее заметным оно оказывается вблизи частот 56,5; 62,5; 68,5; 71,5 и 73,5 ГГц. Для удобства в дальнейшем будем называть такие частоты резонансными. А поскольку при воздействии ЭМИ на кожу в ней наблюдается структуризация водосодержащей среды на определенных резонансных частотах, из этого следует чрезвычайно важный вывод: исследуемая водосодержащая среда в свежей коже уже структурирована в отличие, например, от чистой воды. Этот вывод следует из результатов работы авторов [1], в которой экспериментально обнаружено, что при воздействии ЭМИ миллиметрового диапазона на водосодержащую среду увеличение прозрачности этой водосодержащей среды в ИК-диа-пазоне наблюдается лишь только в том случае, если водосодержащая среда структурирована. Таким образом, структуризация водосодержащей среды в свежей коже имеет место без контакта кожи с внешним материалом, который сам по себе мог бы привести к структуризации этой водосодержащей среды.

Рис. 2, б демонстрирует зависимость интенсивности проходящего ИК-луча через этот же лоскут 1 свежей кожи от частоты направленного на кожу ЭМИ в диапазоне частот 53...78 ГГц, но для случая, когда этот лоскут 1 свежей кожи покрыт тонкой фторопластовой пленкой, толщиной 30 мкм. Как видно из сравнения данных рис. 2, а и 2, б, свежая кожа, находящаяся в непосредственном контакте с фторопластовой пленкой, опять-таки структурирована, но имеет совершенно отличные резонансные частоты, чем тот же лоскут 1 свежей кожи, но не находящийся в контакте с внешним материалом. При этом следует отметить, что, если фторопластовая пленка снимается с поверхности лоскута 1 свежей кожи, то через некоторое время характеристика структуризации водосодержащей среды в этом лоскуте 1 кожи полностью возвращается к исходной, к той, которая была до контакта кожи с фторопластовой пленкой. То есть, картина структуризации, представ­ленная на рис. 2, б, снова переходит в зависимость, отображенную на рис. 2, а. Для исследо­ванного лоскута 1 свежей кожи это время составляло порядка 18... 20 мин.

При контакте этого же лоску та 1 свежей кожи с поверхностью слюдяной пластины резонансные частоты структурированной водосодержащей среды в коже (рис. 2, в) отличны от резонансных частот данного лоскута 1 кожи, находящегося как в свободном состоянии (рис. 2, а), так и в непосредственном контакте с фторопластовой пленкой (рис. 2, б). Причем, если контакт лоскута 1 свежей кожи со слюдяной пластиной устраняется, то картина структуризации водосодежащей среды опять-таки через 19 ... 20 мин, как и в случае временного воздействия на кожу фторопластовой пленки (рис. 2, б), снова полностью возвращается к исходной, которая наблюдалась для этого лоскута 1 кожи в свободном состоянии (рис. 2, а). Это свидетельствует об устойчивости структуры водосодержащей среды в свободном лоскуте 1 свежей кожи и возвращении структуризации в нем к исходному состоянию после устранения контакта кожи с внешними материалами.

Необходимо отметить тот факт, что слой чистой воды, также покрытый фторопластовой пленкой или слюдяной пластиной, имеет совершенно другие резонансные частоты, чем водосодержащий слой свежей кожи, находящийся в контакте с фторопластовой пленкой (рис. 2, б) или со слюдяной пластиной (рис. 2, в), или, если слой свежей кожи остается свободным (рис. 2, а). Провести такое сопоставление структуризации чистой воды и водосодержащей среды в свежей коже человека от их контакта с поверхностью внешних материалов в виде фторопластовой пленки или слюды позволяют данные экспериментов, представленные на рис. 2, а - в.

На рис. 3-5 представлены аналогичные зависимости интенсивности ИК-луча, проходящего через свободные и находящиеся в контакте с фторопластовыми пленками лоскуты 2, 3 я 4 свежей и гипоксированной кожи при воздействии на них ЭМИ в диапазоне частот 53 ... 78 ГГц.

Рис. 3, а относится к свободному лоскуту 2 свежей кожи, рис. 3, б - к этому же лоскуту 2 свежей кожи, но покрытому фторопластовой пленкой, а рис. 3, в - к случаю, когда с поверхности этого лоскута 2 свежей кожи снята фторопластовая пленка, и он снова оказывается свободным. Из сравнения рис. 2, а и рис. 3, а видно, что свежая кожа в лоскутах 1 и 2, не находящаяся в контакте с внешним материалом, качественно и даже количественно имеет одинаковые частотные характери­стики структуризации водосодер-жащего слоя. Это важный вывод, свидетельствующий о возможности диагностики состояния кожи при использовании развиваемого подхода. А из сравнения рис. 2, б и 3, б следует, что воздействие фторопластовой пленки на лоскут 2 полностью аналогично воздействию фторопластовой пленки на лоскут 1, т.е. для свежей кожи данные рис. 2, « и 2, б для лоскута 1 полностью коррелируют с данными рис. 3, а и 3, б для лос кута 2

Рис.3. Нормированная зависимость интенсивности ИК-луча, проходящего через слой свежей кожи (а), слой све­жей кожи, покрытый фторопластовой пленкой (б), и после снятия ее (в), от падающего КВЧ-излучения в диапазоне частот 53 ... 78 ГГц (лоскут 2)

. Это тоже важный вйвод. И, наконец, следует отметить, что зависимости, представленные на рис. 3, а и 3, в для лоскута 2, практически полностью совпадают и повторяют друг друга. Это говорит о том, что свежая кожа после структуризации водосодержащего слоя в ней фторопластовой пленкой (рис. 3, б) примерно уже через 20 мин после удаления с нее фторопластовой пленки возвращается к исходному в начале экс­перимента состоянию (рис. 3, а). Это опять-таки важное заключение, свидетельствующее о бесспорной устойчивости свежей кожи даже по отношению к достаточно сильным и продолжительным по времени внешним воздействиям и возвращению ее через некоторый промежуток времени к исходному состоянию после прекращения этого воздействия.

Рис. 4 и 5 относятся к экспериментам с ги-поксированной кожей на лоскутах 3 и 4. Повторяем, что лоскуты 1,2, 3 и 4 получены из среза кожи с бедра одного и того же человека. При этом, как уже выше отмечалось, характеристики лоскутов 1 и 2 для свежей кожи практически совпадают. Поэтому зависимость, приведенная на рис. 4, « для свободного лоскута 3 гипоксированной кожи, из сравнения ее с аналогичными зависимостями для свободных лоскутов 1 и 2 свежей кожи (представленными соответственно на рис. 2, а и рис. 3, а, а также и на рис. 3, в для лоскута 2 свежей кожи после снятия с него фторопластовой пленки), позволяет сделать два вывода. Во-первых, водосодержащая среда в гипоксированной коже (как и в свежей коже) структурирована. А во-вторых, гипоксированная кожа достаточно заметно изменяет свою частотную характеристику структуризации по сравнению со свежей кожей. Воздействие же на лоскут 3 гипоксированной кожи контакта ее с фторопластовой пленкой (рис. 4, б), во-первых, приводит к существенной переструктуризации водосодержащего слоя в гипоксированной коже (что следует из сравнения зависимостей, представленных на рис. 4, а и 4, б). А, во-вторых, одна и та же фторопластовая пленка на свежую (рис. 2, б и 3, б) и на гипоксированную кожу (рис.4, б) воздействует совершенно по-разному, т.е. она по-разному структурирует водосодержа-щую среду в лоскутах свежей и гипоксированной кожи. Иными словами, свежая и гипоксирован-ная кожа по-разному сопротивляется внешнему структурирующему фактору. Это, бесспорно, также очень важный вывод. И, наконец, снятие с лоскута 3 гипоксированной кожи фторопластовой пленки (рис.4, в), как видно из сравнения рис. 4, a и 4, в приводит к тому, что гипоксированная кожа возвращается к исходному состоянию, которое экспериментально фиксировалось до воздействия на нее внешнего фактора в виде структурирую­щей фторопластовой пленки. То есть и гипоксированная кожа, как и свежая кожа, обладает устойчивой структурой, хотя в ней уже и отсутст вуют Рис.4. Нормированная зависимость интенсивности ИК-луча, проходящего через слой гипоксированной кожи (а), слой гипоксированной кожи, покрытый фторопла­стовой плёнкой (б) и после снятия ее (в), от падающе­го КВЧ-излучения в диапазоне частот 53...78 ГГц (лоскут 3)

обменные процессы. Это очень важный вывод, следующий из эксперимента. Видимо, устойчи­вость гипоксированной кожи (а также и свежей кожи) в первую очередь связана с тем, что до тех пор, пока в гипоксированной коже сохраняются неизменными все основные геометрические и фи­зические элементы микро- и наноструктур, обо­лочек, мембран и т.д., ее частотные характеристи­ки остаются постоянными.

Рис.5. Нормированная зависимость интенсивности ИК-луча, проходящего через слой гипоксированной кожи (а), слой гипоксированной кожи, покрытый фторопла­стовой плёнкой (б) и после снятия ее (е), от падающе­го КВЧ-излучения в диапазоне частот 53...78 ГГц (лоскут 4)

Механизмы биологических эффектов электромагнитных полей

Данные, приведенные на рис. 5,а, показывают, что характе ристики свободного лоскута 4 ги-

поксированной кожи аналогичны характеристикам свободного лоскута 3 гипоксированной кожи (рис. 4, а и 4, в). В то же время контакт лоскута 4 гипоксированной кожи с фторопластовой пленкой (рис. 5, б) приводит к такому изменению частотной зависимости структуризации водосодержащего слоя в лоскуте 4, что характеристики структуризации водосодержащего слоя в лоскутах 3 и 4 при их контакте с фторопластовой пленкой (рис. 4, б и 5, б) настолько хорошо совпадают, что практически неразличимы. Это также важный вывод. А освобождая лоскут 4 гипоксированной кожи от контакта с фторопластовой пленкой и делая его снова свободным (рис. 5, в), видно, что частотная структуризация водосодержащего слоя в гипоксированной коже полностью восстанавливается, поскольку соответствующие зависимости, представленные на рис. 5, а и 5, в, практически совпадают. Это говорит о том, что лоскут 4 гипоксированной кожи устойчив к внешнему воздействию, возвращаясь к исходному состоянию после прекращения воздействия на него со стороны внешнего фактора.

Подытоживая результаты наблюдений за характеристиками лоскутов 3 и 4 гипоксированной кожи, можно сделать вывод о том, что характеристики различных лоскутов гипоксированной кожи 3 и 4 как в свободном состоянии (соответственно, отраженные на рис. 4, и и 4, в для лоскута 3 и на рис. 5, я и 5, в для лоскута 4), так и при контакте их с фторопластовой пленкой (рис. 4, б для лоскута 3 и рис. 5, б для лоскута 4), полно­стью совпадают. А поскольку лоскуты 1, 2, 3, 4 кожи срезаны с бедра одного и того же человека, отмеченные совпадения не только не являются неожиданностью, но и должны были бы наблю­даться. Но этот факт совпадения между собой характеристик лоскутов 1 и 2 свежей кожи, а также совпадения между собой характеристик лоскутов 3 и 4 гипоксированной кожи интересен не только сам по себе. Он важен и в том плане, что из него вытекает следующее важное заключение. На основе предложенного экспериментального подхода может быть создана специализированная терапевтическая и диагностическая аппаратура для корректировки и анализа характеристик структуризации водосодержащей среды в коже и других живых и неживых объектах.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: