Актуальность и востребованность темы диссертации. Исследования геномного разнообразия популяций человека, сценариев формирования его генофонда являются одними из перспективных направлений современной генетики. Стремительный прогресс в этой области знаний позволил определить основные пути заселения континентов человеком. Особенно интересным в этом направлении представляется изучение народов Центральной Азии (ЦА), так как по своему географическому положению Центральная Азия является связующим звеном между Европой и Азией. Согласно историко-этнографическим и археологическим исследованиям, данный регион играл важную роль в древнем формировании и расселении предков современного человека по Евразии. Однако информация о народах Центральной Азии даже по «классическим» генетическим маркерам носит случайный, фрагментарный характер, и требует дополнительных масштабных исследований. Поэтому чрезвычайно важно обобщить и дать комплексную оценку новым и накопленным ранее данным о генофонде населения Центральной Азии, поскольку практически отсутствуют работы по комплексному анализу генофонда народов данного региона как сложной популяционной системы.
При изучении генетической структуры популяций человека используются различные подходы, позволяющие получить представление о подразделенности популяций, характере генетических взаимоотношений между ними. Среди последних важное место занимают подходы, основанные на оценке генетических расстояний между популяциями с последующим их анализом с помощью методов многомерной статистики. Для получения еще более наглядной картины взаимосвязей между популяциями по дендрограммам составляется «генетический ландшафт» местности, где описание генетической структуры популяций проводится с помощью эквидистантных фигур, последовательно объединяющих популяции в соответствии с их генетическими расстояниями друг от друга и создающих, таким образом, генетический ландшафт. Данный подход является не только инструментом для выделения границ элементарных популяций, но и может эффективно использоваться для определения границ и размеров популяции как естественноисторической единицы.
Мультигенетический ландшафт - это совокупность различных генетических систем, характерных для региона и этносов, которые, в свою очередь, располагают своим географическим ареалом, своими географическими и историко-культурными границами. Сквозь эти условные границы проходят потоки генов, но они менее интенсивны, чем в пределах границ ареала. Данные ограничения неоднозначны и изменчивы, но при этом абсолютно реальны. Выявить их можно, изучая, например, структуру брачных миграций. Поэтому антропогенез разных популяций неизбежно отличается друг от друга. Этногенетический состав имеет свойство меняться с течением времени, из поколения в поколение, а значит, есть необходимость в понимании структуры генофонда не только на данный момент времени, но и в изучении генетических процессов, которые формируют и реформируют генофонд. В связи с этим, изучение мультигенетических ландшафтов плотно соприкасается с демографией, медико-генетической экологией, антропологией, этнологией, археологией и историей народов, то есть с целым рядом сфер не только естественного, но и гуманитарного знания.
Изучение геномного разнообразия имеет значение не только для решения вопросов происхождения и генетической истории различных этносов, но также является основой для молекулярной эпидемиологии наследственных и мультифакторных заболеваний. Каждый регион характеризуется определенным набором наиболее распространенных, генетически детерминированных болезней. Для понимания причин распространенности тех или иных заболеваний в различных регионах, а также для разработки подходов ранней ДНК-диагностики и эффективной профилактики, первоначально необходимо проведение популяционных исследований, определяющих развитие заболевания.
Целью исследования является осуществить комплексную характеристику структуры генофонда коренных народов Центральной Азии, изучить их демографические, филогенетические и эволюционные особенности путем анализа генетического разнообразия мтДНК, Y-хромосомных (NRY), аутосомных, Х-хромосомных микросателлитов и иммуногенетических вариантов Helicobacter pylori (H.pylori) и вируса гепатита В (HBV).
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи исследования:
охарактеризовать иммуногенетические варианты H.pylori и HBV, выделенные у пациентов, живущих на территории Центральной Азии, с последующим сравнительным филогенетическим анализом региональных вариантов H.pylori и HBVс таковыми в других регионах мира;изучить генетическое разнообразие и степень генетической дифференциации популяций Центральной Азии по данным классических популяционно-генетических объектов - полиморфизмов мтДНК, NRY, аутосомных и Х-хр. маркеров;
оценить вклад западно-, и восточно-евразийских линий популяционного наследования в генофонд популяций Центральной Азии на региональном, этническом, суб-этническом уровнях и уровне элементарных популяций;
изучить характер взаимоотношений популяций региона по генетическому разнообразию мтДНК, аутосомных, Х-хр. и NRY маркеров с учетом этнографических, социальных и лингвистических данных;
провести оценку секс-специфической генетической структуры и социальной организации по данным полиморфизмов мтДНК, NRY, Х-хр. и аутосомных маркеров в регионе;
установить древние пути миграций и сценарии формирования народов ЦА по данным полиморфизмов мтДНК, NRY, аутосомных и Х-хр. маркеров и иммуногенетических вариантов Н. pylori и HBV-,
путем сравнительного анализа всех изученных популяционногенетических параметров провести оценку этногенетического положения изученных популяций Центральной Азии в системе генофондов Евразии и мира в целом.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
впервые проведено исследование структуры генофонда 26 популяционных групп 6 народов Центральной Азии как целостной популяционной системы с использованием широкого спектра генетических объектов;
впервые дана оценка информативности каждого типа генетических объектов и на основании данных об изменчивости линий изученных генетических объектов в популяциях Центральной Азии получены детальные характеристики структуры генофонда коренного населения данного региона;
впервые комплексно определено соотношение западно- и восточноевразийских линий у народов Центральной Азии, проведены оценки уровня генетического разнообразия и степени генетической дифференциации популяций региона в целом;
впервые проведен филогенетический анализ мажорных гаплогрупп изученных генетических объектов;
впервые изучено положение народов Центральной Азии в системе генофондов популяций соседних регионов и Евразии в целом;
впервые у 6 этносов Центральной Азии изучены эволюционноадаптационные механизмы, необходимые в прогнозе формирования мультигенных патологий в регионе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. H.pylori с территории Цен тральной Азии подобна изолятам Западной Европы и сформирована вкладом двух различных предковых популяций -генотипы Ancestral Europe 1 (доминирующий) и Ancestral Europe2, причем для АЕ1-генотипа Центрально-азиатский регион вероятно является источником. Н,pylori с территории Центральной Азии формирует отдельные группы кластеров: установлено близкое родство таджикских, узбекских штаммов и иранских изолятов с севера Ирана. Киргизские изоляты (генотипы hpEAsia, hpAsia2) оказались ближе к популяциям с территории Сибири.
2. Высокое разнообразие генотипов IIBVна территории Центральной Азии -4 генотипа (А, С, D, G). Филогенетический анализ центрально-азиатских IIBV-генотипов с вариантами из других регионов мира показал близкое родство доминирующего генотипа D1 (0,78) с вариантами вируса Европы, Ближнего Востока и Африки.
3. Показатели генетического родства ио NRY у казахов, туркменов, каракалпак Турткуля на уровне одного и того же рода были максимальными: 0,54 (/(p<0,001), 0,34 (/(p<0,01) и 0,77 (/(p<0,001), соответственно. Коэффициенты родства на уровне клана для казахов, туркменов, каракалпак Кунграда, узбеков и каракалпак Турткуля были ниже: 0,30 (/(p<0,01); 0,21 (/(p<0,001) и 0,40 (/(p<0,001); 0,07 (/(p<0,05) и 0,09 (/(p<0,05), соответственно. На уровне племени эти показатели были негативными для всех тюркских популяций: -0,02 (/(p<0,05); -0,04 (/(p<0,001); -0,07 (р<0?01); -0,0011 (/(p<0,1) и -0,10 (/(p<0,01), соответственно.
4. Анализ HVS-1 мтДНК показал, что общий коэффициент уровня дифференциации для всех популяций был низкий: FST=0,013;p><0,0001. Уровень разнообразия между группами составил 0,6% (p><0,001) от общего уровня вариабельности. Показатель ген. различий между тюркскими и индоиранскими популяциями составил 0,55% (р<0,0283) от общей ген. вариабельности. Показатель ген. дифференциации на суб-этническом уровне был достоверно выраженнее в индоиранской группе (ZrST=0,0197; (p><0,001), чем среди тюркской (0,3%; (p>=0,10). Во всех популяциях в целом не обнаружено корреляции между генетическими и географическими дистанциями на глобальном уровне но мтДНК HVS-1: г= -0,00682,p>=0,502.
5. Анализ NRY показал, что уровень ген. дифференциации между этническими группами составил 5,6% (p><0,02); общая дифференциация между популяциями составила RST=0,186 (р<0,001). При комбинированном анализе, с учетом языковой принадлежности и образа жизни тюркских и индоиранских популяций, показатель ген. различий между двумя этими группами составил ~ 9,1%. Значения ген.дифференциации при сравнении на уровне этнос-этнос был чуть ниже, чем на уровне вну гри этносов: 5,6% - между этническими группами, 18,6%, и 13,7%. - между популяциями внугри этнической группы
6. Показатели гетерозиготности (H) и среднее число попарного различия (р) но мтДНК были высокими в скотоводческих популяциях (ср.H=0,99; ср.р=5,29) и в фермерских популяциях (ср.H=0,99; ср.р=5,32). Гетерозиготность (H) по NRY была ниже в скотоводческих группах, чем в аграрных - 0,86 и 0,99, соответственно (р<0,01). Номадные популяции демонстрируют более высокий уровень популяционной дифференциации (Rst) ио сравнению с фермерскими -0,19 и 0,06, соответственно (р<0,01). Показатели демографического роста (г) были ниже у скотоводческих популяций в сравнении с аграрными - 1,004 и 1,008, соответственно (р=0,056).
7. Уровень генетической дифференциации во всех этносах был выше по NRY в сравнении с мтДНК. У фермерских популяций не было выявлено значительной разницы в ген. дифференциации - FST (Y)=0,069 и FST(мтДНК)=0,034, тогда как среди патрилинейных номадных популяций уровень геноразнообразия был выше для мужской линии наследования – FST(Y)=0,177 и
FST (мтДНК)=0,010.Генетическое разнообразие популяционной структуры у патрилинейных скотоводов по аутосомным и X сцепленным маркерам составило: FST (A)=0,008 (0,006-0,010) и FST (X)=0,003 (0,001-0,006) (H0: FST(A)=FST(X); H1: FST(A)>FST(X); p=0,02). В билинейных фермерских популяциях различия аутосомных и Х-хромосомных маркеров были незначительными:FST (A)=0,014 (0,012-0,016) и FST(X) =0,013 (0,008-0,018 при p=0,36).
8. Анализ мтДНК показал, что возраст экспансии на территории Евразии(τw) значительно снижался с востока на запад (r=0,72; p<0,001). Возраст экспансии имел выраженную тенденцию к снижению с 30 тыс. лет на территории Китая до 17 тыс. лет в Западной Европе. Возраст экспансии в Центрально-азиатском регионе составил 26 тыс. лет. Результаты анализа экспансий по NRY также демонстрируют снижение генетического разнообразия с востока на запад Евразии (r=0,49; р<0,001). В Центральной Азии этот возраст составил 16 тыс. лет. Согласно результатам Batwing анализа NRY минимальный возраст происхождение узбекской популяции составляет 1232,71 лет (Ne=14088 (6765-23942); α=0,0108 (0,0065-0,0155)).
9. Пропорциональное распределение мультилокусных генетических вариаций среди этнических и лингвистических групп центрально-азиатских популяций показало, что более 98% всех вариаций были в пределах популяции (p<0,0001). Оценка этнической и языковой принадлежности при наблюдаемых вариациях показала достоверные соответствия - FCT=0,007; p<0,0001 и FCT=0,011; p<0,0001, соответственно. Не было найдено свидетельств географической изоляции в пределах каждой из тюркских и индоиранских групп популяций (p=0,363 иp=0,772, соответственно).
10. Анализ мультилокусного аллельного многообразия (AR) и гетерозиготности (He) показал различия между центрально азиатскими и другими популяциями и в аллельном многообразии (2 =105,29; d.f.=25; p<0,0001) и в гетерозиготности ( 2 =67,98; d.f.=25; p<0,0001).Дифференцированность популяций при мультилокусном анализе у населения Центральной Азии более выраженная, чем в других регионах Евразии: в европейских и ближневосточных группах попарная оценка FST варьировалась в пределах от – 0,011 до 0,015 и -0,008 – 0,021, соответственно; в восточноазиатских группах с -0,011 до 0.046; и наконец, в Центральной Азии эти показатели составили от -0,004 до 0,056. Гетерозиготность была значительно выше у индоиранской группы популяций, чем у тюркских (He=0,818 и He=0,787, соответственно; Z=-4.55; p<0,0001). Согласно мультилокусному анализу все 26 центрально-азиатских популяций незначительно, но достоверно различались (FST=0,015; CI99%=0,011-0,018; p<0,01).
Актуальность и вострсбованность tcmbi диссертации. Развитие науки и интенсификация всех отраслей народного хозяйсгва, а также внедрение hobbix техногеннмх процессов производства приводит к антропогенному воздействию производственной деятельности человека на окружаюшую среду и экологическое равновесие. Ilo даннмм региональной оценки Европейского Союза, самью вьюокие концентрации стойких токсичнмх вешеств: свинца, кадмия и ртути в окружаюшей среде наблюдались на Украине (Pb-3102, Cd-54, Hg-36 тонн/год). Вьшадения тяжелмх металлов, вшброшеннмх в окружаютую среду для России составил Pb-80%, Cd-66%, Hg-37%, no другим странам Pb-10%, Cd-21%, Hg-58%. Краткий анализ ситуации с этими тремя важнмми металлами показмвает насколько велики антропогеннме вмбросм тяжёлнх металлов. Больше всего тяжёлмх токсичнмх металлов (ТТМ), попавших с вмбросами в атмосферу, вьшадает на почву и в водь1 странм-источника вмбросов, а дальше уже эти приоритетнне тяжёлме металль! оседают в соседних странах.
Сегодня в Республике Узбекисган уровень производства стремительно растет, что вь13Ь1вает увеличение концентрации тяжелмх токсичнмх металлов. Особую опасность для здоровья населения представляют неэссенциальнме элементь! (Hg, Cd, Pb, As), антропогеннме источники котормх довольно бмстро увеличиваются.
Восгребованность вьшолнения диссертации характеризуется тем, что повьпиение загрязнений объектов окружаюшей средм, особенно ТТМ, вмдвигают перед аналитиками и экологами задачу разработки экспресснмх, чувствительнмх и селективнмх методик установления микроколичеств этих канцерогенов, токсикантов и др. мутагенов.
Актуальность и вострсбованность tcmbi диссертации. Развитие науки и интенсификация всех отраслей народного хозяйсгва, а также внедрение hobbix техногеннмх процессов производства приводит к антропогенному воздействию производственной деятельности человека на окружаюшую среду и экологическое равновесие. Ilo даннмм региональной оценки Европейского Союза, самью вьюокие концентрации стойких токсичнмх вешеств: свинца, кадмия и ртути в окружаюшей среде наблюдались на Украине (Pb-3102, Cd-54, Hg-36 тонн/год). Вьшадения тяжелмх металлов, вшброшеннмх в окружаютую среду для России составил Pb-80%, Cd-66%, Hg-37%, no другим странам Pb-10%, Cd-21%, Hg-58%. Краткий анализ ситуации с этими тремя важнмми металлами показмвает насколько велики антропогеннме вмбросм тяжёлнх металлов. Больше всего тяжёлмх токсичнмх металлов (ТТМ), попавших с вмбросами в атмосферу, вьшадает на почву и в водь1 странм-источника вмбросов, а дальше уже эти приоритетнне тяжёлме металль! оседают в соседних странах.
Сегодня в Республике Узбекисган уровень производства стремительно растет, что вь13Ь1вает увеличение концентрации тяжелмх токсичнмх металлов. Особую опасность для здоровья населения представляют неэссенциальнме элементь! (Hg, Cd, Pb, As), антропогеннме источники котормх довольно бмстро увеличиваются.
Восгребованность вьшолнения диссертации характеризуется тем, что повьпиение загрязнений объектов окружаюшей средм, особенно ТТМ, вмдвигают перед аналитиками и экологами задачу разработки экспресснмх, чувствительнмх и селективнмх методик установления микроколичеств этих канцерогенов, токсикантов и др. мутагенов.
В этом плане в охране объектов окружаюшей средь! немаловажно определение TOMHbix концентраций ТТМ различньши физическими, химическими и физико-химическими методами, которое принимает особую актуальность и необходимость. Для практической реализации гаких задач при химическом анализе необходимо совершенствование сугцествуюших и разработка hobbix современнмх методов мониторинга экотоксикантов, в особенности ТТМ. В аспекте реализации теоретических предпосьиюк и практического подтверждения аналитических определений содержания экотоксикантов также необходимо разработать гибриднью методь! с иммобилизацией различнмх комплексообразуюших реагентов на полимернмх основах и матрицах, отличаюшиеся вмсокими метрологическими характеристиками и эксплуатационньши параметрами.
Сушествуюшие актуальнме проблемь! могут бьггь решень! введением в аналитическую практику методик определения ТТМ hobbix специфичнмх органических реагентов. Наиболее перспективньш путь её решения целенаправленньш синтез и иммобилизация органических реагентов с заданньши аналитическими характеристиками с последуюшим прогнозированием их свойств с целью оптимального решения поставленнмх задач. Актуальньш является и разработка приёмов и подходов прогнозирования, как способа дальнейшего развития сорбционно-спектроскопических методов анализа. В этой области теоретической и прикладной аналитической химии имеются значительнме достижения, связаннью с исследованиями отечественнмх и зарубежнмх исследователей. Однако ряд вопросов проблематичного характера всё же требует глубокого изучения и знания hobbix подходов и путей решения.
Известно, что теорию действия органических реагентов характеризуют как «систему идей, позволяюшую построить аналитическую систему, отьюкать оптимальньш по природе реагент и среду, в которой будет протекать аналигическая реакция». В решение задач развития теории дейсгвия органических реагентов входят следуюшие этапьк «объяснение наблюдаеммх процессов и явлений, предсказание и направление работ по синтезу реагентов с заданнмми свойствами». В конгексте всего нриведенного, разработанную методологию и предсказание свойств иммобилизованнмх аналитических реагентов можно рассматривать как определенньш научньш вклад в развитие теории действия иммобилизованнмх органических реагентов, для их использования в аналитической химии и экологии.
Целью исследования являстся разработка экспресснмх, вь1сокоизбирательнь1х и вьюокочувствительнмх сорбционно-спектроскопических методик и тест-систем для определения ТТМ с использованием ИМОР. Создание на основе этих методов обшего подхода к прогнозированию свойсгв и строений специфичнмх аналитических групп органических реагентов, иммобилизованнмх на различнмх типах носителей, сингез hobbix органических реагентов с заданньши свойствами на основе наших теоретических прогнозов и внедрение их в практику анализа различнмх аналитических и экологических лабораторий.
Для достижения цели сформулированм следуюшие задачи исследования:
оптимизация условий иммобилизации органических реагентов с сохранение.м их аналитическихсвойств;
установление химизма цветнмх реакций комплексообразования иммобилизованнмх реагентов с ионами ТТМ;
вмявление связи между строением органических реагентов (ОР) с аналитическими характеристиками, прогнозирование перспективнмх путей их модификации и направленньш синтез hobbix специфичнмх реагентов на основе нитрозонафтолов;
установление строения и сгруктурь! аналитических форм иммобилизованнмх органических реагентов (ИМОР);
физико-химические характерисгики волокнистмх сорбентов и оптимизация условий их взаимодействия с новьши ОР, обладаюших специфичньши функционально-аналитическими группами (ФАГ): (6-метил-(пиридил-2-азо-м-аминофенол, 1 -(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламино-фенол, 1 -(4-
антипиридилазо)-2-нафтол сульфокислота, 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин-6-сульфокисльш натрий, Злидрокси-4-нитрозо-2-нафтойная кислота, 2-гидрокси-З-нитрозо нафтальдегид и др.);
установление влияния различнмх факторов и параметров на величину аналитического сигнала;
применение разработаннмх методик в анализе различнмх по природе модельнмх бинарнмх, тройнмх и более сложнмх смесей, стандартнмх образцов природнмх и сточнмх вод, биологических объектов, проммшленнмх материалов и др.;
сопоставление полученнмх результатов с таковьши, установленньши сушествуюшими методиками определения исследованнмх металлов в растворах.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следуюшем: теоретически обоснована и практически реализована иммобилизация различнмх по природе реагентов для прогнозирования и предсказания оптимального строения органических соединений, основаннме на квантовохимической оценке изменения аналитических характеристик в зависимости от строения функциональной и аналитико-активной групп;
исследовань! химико-аналитические свойства ОР, иммобилизованнмх на носителях на основе полиакрилонитрила (ПАН) и полипропилена (1111), для априорного предсказания структурь! различнмх реагентов и на их основе оптических химических сенсоров на основе ПАН- и ПП-матриц; обладаюших необходиммми аналитическими параметрами;
вмявлен химизм аналитических реакций и установлень! функционально-аналитические rpyinibi (ФАГ), реагируюшие с ионами ТТМ, найдено влияние их сгроения и природь! заместителей на аналитические свойства реагентов и их комплексов с ионами исследованнмх металлов;
разрабогань! новме методм анализа, основаннме на сорбционно-спектроскопическом определении ТТМ с использованием иммобилизованнмх на волокнистмх материалах органических реагентов, с целью улучшения метрологических параметров, эксплуатационнмх и аналитических характерисгик.
Заключение
1. Показаны преимущества использования волокнистмх сорбентов для определения ионов ТТМ при анализе объектов окружаюшей средь! по сравнению с гранулами и порошками. Обоснована необходимость поиска новь1х иммобилизованнмх реагентов для определения металлов из различнмх объектов;
2. Разработань! новмеметодм анализа в аналитической химии, основаннме на сорбционно-спектроскопическом определении ТТМ в различнмх объектах окружаюшей средь! с использованием иммобилизованнмх на волокнистмх материалах органических реагентов различной природьқ с целью улучшения метрологических параметров, эксплуатационньтх и аналитических характеристик;
3. Систематически исследовань! физико-химические и аналитические свойства иммобилизованнмх реагентов на основе реагентов Арсеназо и трифенилметановмх, а также реагентов синтезированнмх на кафедре органической химии НУУз, сорбированнмх на волокне «нитрон» и определень! оптимальнме условия иммобилизации hobbix реагентов на полимерншх носителях с сохранением специфичнмх аналитических свойств иммобилизованншх реагентов;
4. Полученм даннме ИК-спектроскопии для изученнмх иммобилизованнмх реагентов, исследуемой rpyinibi волокнистмх сорбентов и их комплексов с ионами металлов. Доказано, что в комплексообразовании ионов ТТМ с иммобилизованньши реагентами участвуют те же ФАГ, как и в нативнмх растворах;
5. Результатм исследований взаимодействия реагентов rpyinibi Арсеназо и трифенилметанового ряда, а также реагентов синтезированнмх на кафедре неорганической и аналитической химии химфака НУУз, иммобилизованнмх в матрицу на основе палиакрилонитрильного (ПАН) и полипропиленового (1111) волокон с ионами ТТМ показало, что иммобилизация реагентов происходит за счет ионного обмена, а гакже образования сильнмх межмолекулярнмх водороднмх связей между носителем и реагентом;
6. -Использование расчетнмх квантово-химических методов MNDO, РМЗ и АМ1дало возможность априорного предсказания структурм различнмх реагентов, обладаюших некоторьши, необходимьши аналитическими параметрами (чувствительность, избирательносгь, контрастность реакции и условия её проведения). Исследование зависимости спектральнмх характеристик комплексов от способа координирования металла функциональной грушюй реагента, квантовохимическая оценка тенденций изменения спектров приварьировании аналитико-активнмх групп с последуюшим определением возможншх путей модификации реагентов,обеснечиваюший наиболее благоприятньш с точки зрения избирательности или контрастнос ги реакций показала перспективность и преимушества новой группь! аналитических органических реагентов производнмх нитрозонафтолов по сравнению с их аналогами на основе нитрозонафтолов. На основе проведеннмх исследований осушествлен целенаправленньш синтез hobbix органических реагентов на основе анабазиновмх и пиридиновмх реагентов, а гакже нитрозонафтолов, цветнме реакции котормх отличаются повьииеннмми контрастностью и избирательностью, малой зависимостью свойсгв образуюшихся комплексншх соединений от условий проведения процесса и в связи с этим вмсокой воспроизводимостью, что позволило провести иммобилизацию полученнмх реагентов на волокнистмх сорбентах полиакрилонитрильного типа, модифицированнмх различньши анионообменнмми группами.
7. На основании сопоставления оптимальнмх условий иммобилизации, сорбции, степени извлечения ионов металлов, коэффициентов раснределения, сорбционной ёмкости волокнистмх сорбентов, даннмх по избирательности аналитического действия по отношению к ионам кадмия, ртути, меди и железа, в присутствии сопутствуюших элементов, возможности количественной десорбции мальши объе.мами минеральнмх кислот и доступности исходнмх продуктов синтеза показана перспективность практического применения синтезированнмх реагентов и волокнистмх сорбентов. Иммобилизованнме реагенть! количесгвенно извлекают mohbi металлов в течение 20-30 мин. при температуре 20-25°С в диапазоне pH от 3-7 (R=90-99%);
Исследование химизма аналитических реакций и установление функционально-аналитических групп (ФАГ), реагируюших с иона.ми ТТМ, влияние их строения и природь! заместителей на аналитические свойства реагентов и их комплексов с ионами исследованнмх металлов показало, что комплексообразование на носителе и в растворе происходит за счет одних и тех же функционально-аналитических групп, на что указьшают даннме ИК-спектроскопии;
8. Результать! теоретических исследований позволили ввести в аналитическую практику HOBbie органические реагентм 6-метил-(пиридил-2-азо-м-аминофенол, 1 -(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенол, 1 -(4-антипиридилазо)-2-нафтол сульфокислота, 1-(2-пиридилазо)-2-оксинафталин-6-сульфокисль1й натрий, 3- гидрокси-4-нитрозо-2-нафтой кислота, 2-гидрокси-З-нитрозо нафтальдегид, которме легли в основу комплекса вмсокоизбирагельньш сорбционно-фотометрических методик определения гяжелмх токсичнмх металлов.
С помошью реагентов 6-метил-(пиридил-2-азо-м-аминофенола разрабогань! сорбционно-фогометрические методики определения железа и кобальта, 1-(5-метил-2-пиридилазо)-5-диэтиламинофенола - сорбционно-фогометрические методики определения алюминия и ртути, 1-(2-ниридилазо)-2-оксинафталин-6-сульфокислого натрия- методики определения ртути, свинца, железа, 3-гидрокси—4-нитрозо-2- нафтойной кислоть! и 2-гидрокси-З-нитрозо нафтальдегида- железа, кобальта и меди.
9. Разрабоган комплекс методик твердофазно-спектроскопического определения ТТМ в природнмх объектах и образцах сточнмх вод, а гакже новь1й эффективньш метод сорбционно-спектроскопического определения микроколичеств кобальта, меди, никеля, железа и ртути в питьевой и природной водах с использованием иммобилизованнмх органических реагентов. Данньш метод позволяет определять указаннме элементм в питьевой и природной водах на уровне n-10’6 - irlO’3%, снижая предел обнаружения металлов и устраняя влияние сопутствуютих компонентов. 11равильность методик подтверждень! методом «введено-найдено» при анализе реальнмх объектов, сопоставлением co стандартньши ГОСТированньши образцами и сравнение.м с данньши, полученньши атомно-абсорбционньш методом;
10. Предлагаемме методики апробировань! на реальнмх объектах и внедрень! в практику лабораторий исследования поверхностнмх вод НИГМИ, Центральной аналигической лаборатории и лаборатории hobbix технологий АГМК, ЦАЛ Государственного комитета по геологии и минеральньш ресурса.м РУз, комитета по охране природм Са.маркандской области, СЭС Ташкентской области и г. Бекабада, отдела радиопрепаратов ИЯФ и др.
В статье приведен анализ концепции национальной инновационной системы (НИС) и научно-теоретических взглядов и подходов к ней. Кроме того, с помощью модели DEA оценена эффективность Японской НИС, а также проведен сравнительный анализа с несколькими развитыми странами, на основе которогбро разработаны предложения по инновационному развитию экономики Узбекистана. Существует несколько видов програмного обеспечения выбранной нами модели (DEA-Solver-Pro, Frontier Analyst, OnFront, Warwick DEA, EffiVision, KonSi DEA Analysis и т.д.), наш анализ представлен в формате программы Excel. Для анализа были использованя материалы таких международных организаций как Всемирный банк, ОЭСР, Всемирная организация интеллектуальной собственности и другие.
Обсуждается значение бизнес-анализа как нового направления аналитической деятельности и роль бизнес-аналитиков в управлении организациями. Показана специфика анализа бизнес-процессов на основе требований руководства в целях информационно-аналитического обеспечения выбора оперативных, тактических и стратегических управленческих решений. Определяются перспективы бизнес-анализа как сферы практической деятельности и научного направления.
Актуальность и востребованность темы диссертации. В мировой практике информатизации, системы электронного документооборота (СЭД) в последние годы рассматриваются и внедряются нс только как системы автоматизации процессов управления, но и как полноценные платформы для создания единого информационного пространства, что, безусловно, расширяет границы их использования и повышает к ним интерес со стороны научного сообщества. В исследованиях ведущих ученых сферы инфоком-муникацонных технологий выделяется востребованность задач достоверного сбора, передачи, анализа, кодирования информации при формировании документов делопроизводства для получения эффективных технологий, повышающих мобильность и производительность СЭД.
Комплексные меры, предпринимаемые Правительством Республики Узбекистан по развитию систем регионально-территориального автоматизированного управления и созданию единого информационного пространства, направлены на широкое внедрение информационных систем, СЭД, баз данных (БД) на основе современных информационно-коммуникационных технологий. В связи с этим, разработка новых методов интеллектуальной обработки информационных ресурсов, используемых для повышения качества передачи информации, позволяющих эффективно обнаруживать и исправлять ошибки в структуре электронного документооборота с наименьшими материальными и временными затратами, отличается особой актуальностью и, вместе с тем, остается нерешенной теоретической и прикладной проблемой, имеющей важное народно-хозяйственное значение.
Требования, предъявляемые к информационным ресурсам и потокам передачи данных, как важного фактора эффективности и качества функционирования СЭД выражаются в обеспечении стабильности, целостности, сохранности и достоверности информации. Одним из важных среди факторов является критерий достоверности информации, обусловливающийся искажением передаваемых сообщений в инфокоммуникационных сетях из-за сбоев и отказов технических средств, различного рода помех в каналах связи, ошибок операторов и систем сканирования, а также распознавания.
Следовательно, особый научный интерес представляет построение эффективных систем контроля достоверности передачи и обработки информации, как приоритетной технологии обработки данных, характерной для условий автоматизированного управления и электронного документооборота на предприятиях и в организациях.
Для существующих методов, несмотря на обеспечение высокого уровня достоверности передачи информации, характерен ряд нерешенных вопросов, в качестве основных из которых можно выделить следующие: при разработке технологий электронного документооборота в структуре пакетов передачи данных значительный объем ресурса расходуется на заголовки, вместе с тем большая часть информации заголовков остается неизменной на протяжении потока передачи целого кадра (возникающая при этом избыточность информации и механизмы обеспечения надежности доставки, заключающиеся, в основном, в послании соответствующего сообщения и повторной передаче пакетов, - приводят при обнаружении и устранении ошибок к дополнительным временным и материальным затратам); кодовые и аппаратурные методы контроля передачи информации ориентированы, в основном, на устранение в управляющих полях пакетов одно- и двукратных гранспозиционных ошибок, однако, при передаче данных возникают искажения в информационных полях, которые зачастую проявляются в виде текстовых ошибок более высокой кратности.
В этой связи, решение задач обеспечение достоверности передачи информации целесообразно рассматривать в двух аспектах.
При решении первого типа задач следует учитывать ошибки, вносимые оператором, сканирующими и другими устройствами, предназначенными для ввода информации. Такого вида ошибки составляют наибольший объем искажений текстовой информации и возникают на Прикладном и Представительском уровнях модели OSI (Open System Interconnection reference model).
Во втором типе задач контроля достоверности информации дополнительно учитываются вероятности искажений, возникающих на Транспортном, Сетевом, Физическом и Канальном уровнях OSI.
Восфсбованность диссертации характеризуется тем, что широкое внедрение IP-технологии в электронном документообороте связано с требующими пристального внимания задачами по обнаружению и устранению ошибок при подготовке и оформлении документов.
Данная исследовательская работа ориентирована на обеспечение реализации законов Республики Узбекистан “Об информатизации”, “Об электронной цифровой подписи”, “Об электронном документообороте”, “Об элек тронной коммерции”, “Об электронных платежах”, а также Постановления Кабинета Министров Республики Узбекистан № 126 от 04.05.2011 года «О мерах по внедрению и использованию единой защищенной электронной почты и системы электронного документооборота в исполнительном аппарате кабинета министров, органах государственного и хозяйственного управления, государственной власти на местах».
Исходя из этого, решение перечисленных задач требует проведения специальных исследований и разработок, связанных с созданием методов и алгоритмов, способных осуществлять контроль достоверности информации за счет использования вложенной избыточности, функционировать в сформированной транспортной среде и устранять существующие недостатки. Данное обстоятельство обусловливает необходимость выделения специального класса алгоритмов для обеспечения достоверности информации на основе нового тина PR-избыточности (property redundancy), определяющейся в зависимости от свойств обрабатываемого объекта.
Цель исследования разработка конструктивных методов, моделей, алгоритмов и систем контроля достоверности информации при передаче и обработке данных на основе механизмов использования PR-избыточности, а также их программно-алгоритмическая реализация при разработке технологий электронного документооборота.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
разработаны концепции, методологии и программно-алгоритмические основы построения методов, моделей и алгоритмов обеспечения достоверности информации в системах электронного документооборота, выделены классы объектов, характеризующиеся PR-избыточностью, применяемой для обеспечения точности, целостности, оперативности, сжатия, доступности информационных ресурсов в СЭД;
предложены методы и алгоритмы контроля достоверности информации за счет использования искусственной избыточности на основе механизмов линейного, модульного, плоскостного суммирований и определения принадлежности к закодированным подмножествам;
разработаны методы и программный комплекс контроля достоверности информации за счет использования естественной избыточности на основе алгоритмов статистического, арифметического, парсингового кодирования, n-граммного структурированного описания, статистического распознавания и хеширования элементов текстов;
предложены методы и алгоритмы конгроля и коррекции орфографических ошибок в текстах на узбекском языке на основе моделей многоуровневого морфологического анализа и описания п-граммной грамматики;
разработаны методы и алгоритмы конгроля достоверности информации за счет использования структурно-технологической PR-избыточности на основе вложенных логических критериев, баз данных и знаний в составе встроенных экспертных систем;
разработаны методы синтеза алгоритмов контроля достоверности информации в системе интерактивного обнаружения и исправления ошибок при разработке технологий электронного документооборота.
Заключение.
1. Разработанные в диссертации на основе концепций системного анализа, управления и обработки информации конструктивные методы, модели и программно-алгоритмические комплексы обеспечения достоверности информации по принципам использования PR-избыточности позволяют повысить эффективность и производительность СЭД.
2. Оценка современного состояния теории и практики кодовых, аппаратурных и программных методов контроля достоверности передачи информации показала недостаточность использования существующих типов избыточности для обеспечения качественного функционирования СЭД. Принципы использования PR-избыточности электронных документов при разработке прикладных методов и программно-алгоритмических комплексов обеспечения достоверности передачи информации позволили спроектировать инструментарий развития существующих технологий.
3. Методы: линейного, плоскостного и модульного суммирования; кодирования ио правилам Хаффмана, Лемпеля-Зива-Велча, Барроуза-Вилера, арифметического кодирования, статистического распознавания, логического контроля образуют методические основы использования PR-избыточности для расширения возможностей алгоритмов и программных комплексов обеспечения достоверности информации при составлении, передаче и обработке текстов электронных документов.
4. Установлено, что разработанные алгоритмы до 92% обнаруживают все виды ошибок, способны исправлять однократные, двукратные и смежные гранспозиционныс ошибки и ио сравнению с существующим методами снижают трудоемкость и стоимость процедур контроля в 2-3 раза при вероятности ошибок P ≈3 4⋅10−3 а также повышают достоверность информации до трех порядков. Оценки эффективности и решения задач контроля достоверности информации получены ио критерию вероятностей необнаружения ошибок.
5. Для решения задач контроля и коррекции орфографических ошибок в текстах на узбекском языке разработаны методы, алгоритмы и системы, включающие в себя морфологические и n-граммные структурированные модели. Разработанная методика получения частотных характеристик п-грамм на основе статистики вероятностных показателей искажений применяется при систематизации хеш-кодов для парсингового кодирования.
6. Интерполяционные и экстраполяционные методы построения логической и арифметической функции статистического распознавания применены при разработке алгоритмов контроля достоверности изображений элементов текста. Предложены методы контроля достоверности сигнальных характеристик изображений элементов текста в нейросетевой системе обработки информации, которая включает звенья автоматического распознавания и контроля сигналов изображений. Методы и алгоритмы реализуются в структуре системы контроля достоверности информации на основе определения принадлежности признаков и классификации объектов метатекста СЭД ио нечеткой семантической гиперсети.
7. Модели, алгоритмы контроля достоверности информации, основанные на методы словарного, статистического и хеш-кодирования, обеспечивают эффективное применение программно-аппаратной среды параллельных вычислений NVIDIA с использованием стандартных библиотек численного анализа, оптимизированного обмена данными между CPU и GPU.
8. Разработаны архитектура и идентифицированы способы описания программной оболочки системы контроля орфографии на основе древовидного представления n-граммной грамматики в среде фреймворк Сфинкс-4, реализующей программные модули для различных языковых моделей, использующих PR-избы сочность. Созданный вариант системы снижает число необнаруженных ошибок, стоимость реализации и трудоемкость по сравнению с системой контроля орфографии на основе морфологического анализа до двух порядков.
9. Разработанные моделирующие алгоритмы, комплексы программных средств и системы контроля достоверности информации на основе использования PR-избы сочности нашли практическое применение в системах автоматизированной организации учебной среды в ВУЗах; адаптированной передачи, обработки и анализа данных в инфокоммуникационных сетях; СЭД предприятий и учреждений.
10. Разработанные программные комплексы контроля достоверности информации в СЭД и компьютерная система адаптированной передачи, обработки, анализа данных внедрены в производственных условиях в Самаркандском филиале компании «УзТслском» Государственный Комитет связи, информатизации и телекоммуникационных технологий и в совместном предприятии «Лаззат-Мева», полученные соответствующие акты о внедрении подтверждаю! экономическую эффективность результатов диссертации.
Особенности каждого языка проявляются в устойчивых выражениях – фразеологизмах, которые считаются в нем существенным разделом. Выражения обозначают различные отношения между личностями кратко и лаконично, в то же время ясно и осмысленно. В статье соединения, состоящие из соматических слов, относящихся к области фразеологии, подвергались сравнительному анализу. Они приводятся из теоретических материалов по фразеологии, научной литературы и сборников переводов. В данной статье также был проанализирован сравнительный перевод фразеологизмов из речи геров художественных произведений. При переводе фразеологизмов с хинди на узбекский язык, прежде всего, необходимо уметь выбирать их эквивалент или альтернативу и уметь применять эквивалентные или альтернативные варианты выражения на хинди. Основной целью написания данной статьи является сравнительный анализ фразеологизмов, образованных от соматических существительных в языке хинди. В статье были рассмотрены значения, разделенные в сравнительном анализе на 3 смысловые группы. То есть: а) полная совместимость; б) частичная совместимость; в) полная несовместимость; Фразеологизмы взяты преимущественно из первого тома двухтомника «Хинди-русский словарь» В.М. Бескровного, в котором собраны наиболее активные и неактивные соматические слова. В статье для предоставления альтернативных вариантов узбекского языка была использована книга Ш. Рахматуллаева “Ўзбек тилининг изоҳли фразеологик луғати”. Фразеологизмы переводились тремя способами: дословный перевод; литературный перевод; значение; В заключение отмечено, что фразеологизмы хинди представлены узбекскими вариантами, которые подверглись сравнительному анализу.
В современной абдоминальной хирургии одним из актуальных направлений для исследований продолжает оставаться совершенствование различных вариантов пластики послеоперационных грыж. В мире ежегодно выполняется более 2100000 операций по поводу вентральной грыжи и 42% из них -послеоперационные грыжи.В последние годы наблюдается явная тенденция к расширенному применению при герниопластике различных вариантов биологических сеток. «Объединенный анализ семи исследований PCSTAR для послеоперационных грыж с использованием ретромускулярной сетки показал, что частота рецидивов грыжи составляет 5,7%»[1]. Применение стандартных оперативных вмешательств по типу аллопластики в положении onlay не решает проблему ранних послеоперационных осложнений: отхождение сером, миграция сетки, спаечная болезнь, высокая частота рецидива грыж и др. В то же время пластика грыж местными тканями создает проблему повышения внутрибрюшного давления, и поздним осложнениям в виде рецидивов грыж. «Рост послеоперационного внутрибрюшного давления приводит к полиорганной недостаточности, затем абдоминальному компартмент синдрому, и даже смерти»[2].В настоящее время не существует консенсуса о хирургическом подходе при гигантских послеоперационных грыжах брюшной стенки, в связи с чем необходимость продолжения разработки новых технологий и совершенствования тактики не вызывает никаких сомнений.
В мировой практике в настоящее время наиболее актуальными продолжают оставаться исследования, направленные на изучение морфологических и функциональных аспектов рецидивных послеоперационных вентральных грыж, электронная микроскопия выявляет ультраструктурные деструктивные изменения клеток кожи, апоневроза и мышц, что свидетельствует о морфофункциональной недостаточности тканей брюшной стенки,обсуждаются вопросы клеточной инженерии новых инновационных материалов, проводятся экспериментальные исследования на животных с испытанием биотехнических свойств, текстуры и эластичности новых полимеров, проводятся исследования открытых доступов с разделением заднего компонента с выпуском поперечной мышцы живота и ретроградной сеткой, начаты роботизированные операции.
Современные аспекты развития отечественного здравоохранения включают множество мер, направленных на улучшение результатов лечения больных с послеоперациоными вентральными грыжами и связанными с ними патологическими состояниями за счет внедрения современных принципов интенсивной терапии и хирургической тактики. В стратегию развития Нового Узбекистана на 2022-2026 годы по семи приоритетным направлениям включены задачи по повышению качества оказания населению квалифицированных медицинских услуг[3]. Реализация данных задач, в том числе, путем оптимизации тактико-технических подходов к выбору метода герниопластики, а также разработка методов профилактики гнойно-воспалительных осложнений в области аллопластического матераиала, является одним из актуальных направлений абдоминальной хирургии и медицины в целом, ввиду высокой медико-социальной значимости данной патологии.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, утвержденных Указом Президента Республики Узбекистан «О комплексных мерах по коренному совершенствованию системы здравоохранения Республики Узбекистан» за №УП-5590 от 17 декабря 2018 года, Постановлениями Президента Республики Узбекистан «О мерах по трансформации хирургической службы, повышению качества и расширению масштаба хирургических операций в регионах» за №ПП-5254 от 4 октября 2021 года и «О дополнительных мерах по обеспечению общественного здоровья путем дальнейшего повышения эффективности работ по медицинской профилактике» за №ПП-4891 от 12 ноября 2020 года, а также других нормативно-правовых документов, принятых в данной сфере.
Соответствие исследования приоритетным направлениям развития науки и технологий республики. Диссертационное исследование выполнено в соответствии с приоритетным направлением развития науки и технологий республики VI «Медицина и фармакология».
Обзор зарубежных научных исследований по теме диссертации.[4] Научно-исследовательские работы, направленные на улучшение качества оказываемой лечебной и профилактической помощи больным с вентральными грыжами, проведены многими ведущими научными центрами и высшими учебными заведениями мира, в том числе в Department of Surgical and Perioperative Sciences, Umeå University, Umeå (Швеция), Department of Surgery, Kingston General Hospital, 76 Stuart Street, Kingston (Канада), Department of Surgery, Helsinki University Hospital, Helsinki (Финляндия), Service de chirurgie digestive et oncologique, CHU d'Amiens (Франция), Department of Biostatistics and Epidemiology, University of Oklahoma Health Sciences Center, Tulsa (США), Department of Surgery, Howard University College of Medicine, Washington (США), Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore (Сингапур), Department of Surgery, Michigan Medicine, Ann Arbor, MI, USA; University of Calgary, Calgary (Канада), Division of Plastic Surgery, Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania, University of Pennsylvania Health System, Philadelphia (США), Brigham and Women's/Faulkner Hospital, Harvard Medical School, Boston (США), Department of Surgical Sciences, Uppsala University Hospital, Uppsala (Швеция), Department of Surgery, University of Texas Health Sciences Center at Houston, Houston (США), Department of Surgery, Erasmus University Medical Center Rotterdam, Rotterdam (Нидерланды), Department of Preventive Medicine and Public Health, Faculty of Medicine, Fukuoka University, Fukuoka (Япония), ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии имени А.В. Вишневского» (Россия), Республиканском научном центре экстренной медицинской помощи (Узбекистан), Ташкентской медицинской академии (Узбекистан), Республиканском специализированном научно-практическом медицинском центре хирургии имени академика В.Вахидова (Узбекистан).
В результате исследований, проведённых в мире, пo повышению эффективности аллопластики при послеоперационных вентральных грыжах и снижению риска осложнений в послеоперационном периоде получен ряд научных результатoв, в том числе: определено, что пациенты, перенесшие реконструкцию брюшной стенки, имеют повышенный риск послеоперационной дыхательной недостаточности, понимание эпидемиологии этого осложнения может улучшить профилактику (theDivisionofPlasticandReconstructiveSurgery, DepartmentofSurgery, OregonHealth&ScienceUniversity, США); доказано, что чем крупнее грыжа, тем выше риск ранних хирургических осложнений, в том числе таких как дыхательная декомпенсация, поскольку грыжи со временем часто увеличиваются в размерах, откладывание операции может привести к увеличению размеров грыжи и, следовательно, к большему риску осложнений (CentreforDigestiveDiseases, KarolinskaUniversityHospital, Stockholm, Швеция); показано, что отношение объема грыжи к объему брюшной полости <20% является независимым фактором при закрытии без натяжения, что обосновывает интерес к предоперационной волюметрии для адаптации тактики хирургической помощи (Servicedechirurgiegénérale, digestiveetendocrinienne, CHU LyonSud, HospicescivilsdeLyon, Франция); определено, что у пациентов, перенесших плановую лапароскопическую герниопластику, предикторами смертности являются более старший возраст и некоторые сопутствующие заболевания: застойная сердечная недостаточность, нарушения легочного кровообращения, коагулопатия, заболевания печени, метастатический рак, неврологические расстройства и паралич (DepartmentofSurgery, CollegeofMedicine, UniversityofOklahoma, Tulsa, USA); установлено, что пожилой возраст, асцит, предоперационная почечная и легочная недостаточности являются независимыми предикторами 30-дневной смертности, при наличии этих факторов риска следует серьезно рассмотреть консервативное лечение (DepartmentofSurgery, UniversityofKentuckyCollegeofMedicine, Lexington, USA); доказано, что универсальный калькулятор хирургического риска Американского колледжа хирургов (ACS) точно предсказывает тридцатидневные исходы, включающие серьезные осложнения: венозную тромбоэмболию, соматическую заболеваемость, инфекцию области хирургического вмешательства, незапланированную повторную операцию, смертность и продолжительность пребывания в стационаре (DepartmentofPlasticSurgery, BrownUniversityandRhodeIslandHospital, Providence, USA).
В настоящий период в мире наиболее актуальными исследованиями в хирургии продолжают оставаться разработка новых методов герниопластики при больших и гигантских вентральных грыжах, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы в зависимости от сложности выполнения, риска развития послеоперационных осложнений и рецидива, проводятся крупные рандомизированные клинические исследования, сравнивающие существующие методы традиционной герниопластики с лапароскопическим доступом и роботизированной хирургией, все более распространяющейся в последние 10 лет, проводится поиск новых синтетических и биологических материалов, разрабатываемых для производства и использования композитных сеток, обладающих необходимой прочностью и способностью предотвращать фатальные местные осложнения в условиях контаминированной среды. Однако, несмотря на технические достижения в этой области, ни один современный метод герниопластики и протезы не отвечают всем требованиям. Одна из ключевых проблем заключается в том, что существующие синтетические эндопротезы не имеют достаточной эластичности, устойчивости к инфицированию, высокой механической прочности и целостности в течение длительного времени. Дальнейшие исследования этих клинических аспектов несомненно улучшат современное представление о возможностях биосовместимых эндопротезов и позволят разработать оптимальный метод их расположения при аллогерниопластике.
Степень изученности проблемы. Настоящий период развития абдоминальной хирургии характеризуется акцентуацией на проблемах эффективности внедрения новых методик установки и техники прикрепления биопротезов, вариантов различного шовного материала для определения наиболее перспективных направлений для развития данных технологий[5]. Исследователи во главе с BittnerR.[6] (2019) утверждают, что гигантская послеоперационная грыжа брюшной стенки, максимальный диаметр которой превышает 12 см или соотношение объема грыжевого мешка и брюшной полости более 20%, трудно поддается лечению, с высокой частотой рецидивов и большим количеством осложнений. Одной из наиболее сложных проблем является то, что после того, как содержимое грыжи возвращаетсяь в брюшную полость, послеоперационное внутрибрюшное давление будет возрастать, что приводит к полиорганной недостаточности, синдром затем абдоминальный компартмент (ACS), и даже смерти. В настоящее время не существует соглашения о хирургическом подходе при таких гигантских послеоперационных грыжах брюшной стенки. Чтобы предотвратить рецидивы, в некоторых статьях рекомендуется размещать сетку для грыжи в положении подслоя или подкладки (KirkpatrickAW.)[7]. По мнению CornetteB.[8], чтобы предотвратить рецидивы, рекомендуется размещать сетку для грыжи в положении подслоя или подкладки, а чтобы добиться лучшего увеличения сетки, подходящим решением может быть техника разделения компонентов (CST), но со значительным риском осложнений и рецидивов. JensenKK, etal. считают, что для действительно успешной герниопластики гигантской грыжи требуется эффективное наложение мостовидных протезов или аугментация, которые предотвратят рецидив с приемлемым риском осложнений[9]. Другой актуальной проблемой абдоминальной хирургии является то, что пациентов с послеоперационными грыжами чрезвычайно сложно лечить из-за ряда факторов, включая ожирение, предшествующее лечение грыжи, предыдущее размещение сетки, потерю домена и другие переменные.
Подход к пациентам с послеоперационными грыжами значительно изменился за последние 20 лет благодаря как достижениям в технологии создания сетки, так и хирургическим подходам. Ключевые факторы успешного исхода включают изменение факторов риска до операции, таких как отказ от курения и снижение веса, выбор сетки, соответствующей типу грыжи и запланированному расположению сетки, а также широкое перекрытие сетки за пределами грыжевого дефекта. У этих пациентов все чаще используются новые методы, такие как высвобождение трансабдоминальной мышцы и разделение компонентов с установкой ретроградной сетки и роботизированные подходы к грыже брюшной стенки[10]. В последние годы наблюдается увеличение количества биологических сеток, доступных для герниопластики брюшной стенки. Биологические сетки обычно состоят из материалов, полученных от человека, свиньи или крупного рогатого скота. Обоснование использования биологических сеток заключается в том, что они могут действовать как каркас для прорастания естественных тканей. Кроме того, существуют рассасывающиеся синтетические сетки, которые обладают свойствами, аналогичными свойствам биологических сеток, но с теоретически меньшим риском, поскольку они не получены из животного или человеческого материала. Выбор сетки для вентральной грыжи зависит от множества факторов, которые включают в себя как свойства сетки, так и ее расположение, например, внутрибрюшинно, предбрюшинно или ретроректусно ее размещать. BaierKF[11](2021) считает, что руководящий принцип должен заключаться в том, что следует избегать размещения полипропиленовой сетки без покрытия во внутрибрюшинном месте, где она может находиться в прямом контакте с внутренними органами. Кроме того, тип грыжевого дефекта является еще одним фактором риска, например, является ли рана чистой или грязной, и выполняется ли пластика мостовидным протезом или с опорой. Следует избегать легких или биологических сеток для перекрытия дефекта из-за повышенного количества рецидивов. HolihanJL[12](2016), HodgkinsonJD[13] (2018) считают, что принцип анатомической реставрации для достижения надежной, свободной от натяжения пластики армированной сеткой уменьшает частоту ранних послеоперационных осложнений и отдаленных рецидивов грыжи по сравнению с мостовидной сеткой.
Проведенный анализ литературы, касающейся теоретических аспектов и клинического опыта применения технологий совершенствования современных синтетических и биологических протезов, способных обеспечить более лучший пластический эффект, а также методов профилактики рецидивов вентральных грыж свидетельствует о том, что это является одним из приоритетных направлений в современной абдоминальной хирургии. Нерешенным вопросом остается выбор оптимального эндопротеза, обладающего высокой эффективностью и соответствующего международным стандартам, предъявляемым к таким свойствам как биологическая инертность и механическая прочность, а также метода расположения сетки по отношению к слоям брюшной стенки. Учитывая, что многие применяемые на сегодняшний день методы аллогерниопластики не лишены недостатков, актуальным направлением является разработка новых методов пластики при гигантских вентральных грыжах и способов профилактики послеоперацитонных осложнений в условиях контаминированной раны, с обоснованием их эффективности в клинико-экспериментальном исследовании.
Связь диссертационного исследования с планами научнo-исследoвательских работ научно-исследовательского учреждения, где выполнена диссертация. Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно-исследовательских работ ГУ «РСНПМЦХ им. акад. В.Вахидова» по проекту АЛ-422105574 «Разработка новых биосовместимых сетчатых имплантатов из композитных материалов для реконструктивной хирургии абдоминальных и диафрагмальных грыж» (2022-2024 гг).
Целью исследования является улучшение результатов хирургического лечения больших и гигантских послеоперационных вентральных грыж путем внедрения новых технологий лазерного воздействия и совершенствования тактико-технических аспектов оперативного лечения.
Задачи исследования: изучить структуру ближайших осложнений после различных вариантов протезной пластики; уточнить влияние на частоту развития ближайших и отдаленных осложнений факторов ожирения, первичной или повторной герниопластики; оценить роль ближайшего осложненного течения послеоперационного периода в частоте формирования отдаленных осложнений герниопластики; усовершенствовать технические аспекты аллопластики при больших и гигантских послеоперационных вентральных грыжах (ПОВГ); усовершенствовать методику фотодинамической терапии (ФДТ) раневой поверхности после протезной пластики; изучить в эксперименте эффективность применения предложенной методики аллопластики и ФДТ; оценить морфологические особенности состояния тканей при протезной пластике по предложенному способу; в сравнительном аспекте оценить клиническую эффективность предложенных вариантов аллопластики в ближайший и отдаленный периоды.
Объектом исследования явились результаты аллогерниопластики у 448 пациентов с обширными (большими) и гигантскими ПОВГ, которые были оперированы на базе хирургического отделения 1-ой клиники Самаркандского государственного медицинского института в период с 2012 по 2021 гг., а также экспериментальные животные на которых проводилась оценка эффективности разработанной методики протезной пластики послеоперационных вентральных грыж и применена методика фотодинамической терапии.
Предмет исследования составляетанализ эффективности разработанной аллопластики послеоперационных вентральных грыж и интраоперационной фотодинамической терапии в хирургии органов брюшной полости в эксперименте и в клинике.
Методы исследования. Для достижения цели исследования и решения поставленных задач были применены общеклинические, инструментальные, биотехнологические, экспериментальные, гистоморфологические, микробиологические и статистические методы исследования.
Научная новизна исследования заключается в следующем: установлено, что необходимость широкой мобилизации тканей и как следствие пересечение лимфатических капилляров при имплантации протеза в позиции onlay, а также отсутствие достаточной резорбционной функции грыжевого мешка в позиции inlay обуславливает высокий риск образования клинически значимых сером; определено, что при протезной герниопластике наряду с объемом дефекта, вариантом пластики и степенью ожирения наиболее значимым предиктором риска развития ближайших осложнений является фактор повторного вмешательства при рецидиве грыжи с наличием «дремлющей инфекции», скрытой в оставшихся лигатурных гранулемах или рубцово-измененных тканях; уточнена структура и клинические особенности течения отдаленных осложнений герниопластики при гигантских и обширных грыжах с учетом результатов ближайшего послеоперационного периода, а также варианта фиксации протеза, первичной или повторной герниопластики и степени ожирения; усовершенствован способ операции при больших грыжах передней брюшной стенки, характеризующийся сочетанием таких факторов как формирование ненатяжной протезной пластики, сохранение локальной резорбтивной функции для предупреждения развития жидкостных скоплений и снижение риска инфицирования; усовершенствована методика профилактики развития или прогрессирования раневой инфекции при аллопластике вентральных грыж, направленная на усиление антибактериального эффекта и стимуляцию репаративной активности посредством фотосенсибилизирующего и фотодинамического эффекта низкоэнергетического лазерного излучения; определено при экспериментальной модели протезной пластики, что предложенный способ фиксации протеза в совокупности с применением эффекта фотодинамической терапии посредством лазерного излучения способствуют усилению репаративных процессов со снижением риска формирования раневых осложнений; доказано, что все методы антисептического воздействия и лазерной стимуляции раневой поверхности после протезной пластики усиливают профилактические меры по развитию локальной инфекции, но малоэффективны при уже развившемся гнойно-воспалительном процессе на фоне применения аллопластического материала.
Практические результаты исследования заключаются в следующем: определено, что имплантация синтетических материалов при гигантских и обширных грыжах сопровождается значительным количеством раневых осложнений, обусловленных как самой техникой операции, так и реакцией окружающих тканей на инородное тело, требующих совершенствования тактико-технических подходов при выполнении герниопластики; уточнено, что рубцово-дегенеративные изменения в тканях апоневроза при гигантских и обширных грыжах являются предрасполагающим фактором к возникновению постпротезных грыж, особенно при имплантации протеза в позиции «inlay» и соответственно требуют повышения эффективности их фиксации и приживления, а также снижения риска развития местных осложнений; определено по данным экспериментального исследования, что предложенный способ аллопластики при больших вентральных грыжах позволяет добиться адекватной реконструкции передней брюшной стенки, снизить частоту развития инфекции в ране, а также использовать меньший размер протезного материала; определено, что предложенный способ ненатяжной пластики больших грыж передней брюшной стенки с укреплением апоневроза сетчатым имплантатом позволяет сохранить физиологичность, уменьшить число осложнений, сократить сроки лечения и снизить риск рецидива грыжи; определено, что предложенный способ профилактики развития или прогрессирования раневой инфекции при аллопластике вентральных грыж позволяет снизить частоту нагноения, сократить сроки лечения и вероятность рецидива; доказано, что применение предложенных тактико-технических аспектов протезной пластики при послеоперационных вентральных грыжах позволяет снизить частоту развития специфических осложнений, сократить сроки реабилитации и риск рецидива грыжи.
Достоверность результатов исследования.Достоверность результатов обоснована использованием объективных критериев оценки состояния пациентов, современных методов диагностики и лечения, корректным применением методологических подходов и наборов статистического анализа, методы решения рассмотренных в диссертации проблем основываются на современных научно-практических представлениях и подходах к диагностике и хирургическому лечению больных с гигантскими послеоперационными грыжами.
Научная и практическая значимость результатов исследования. Полученные результаты вносят существенный вклад в расширение существующих представлений о структуре и клинических особенностях осложнений герниопластики при гигантских и обширных вентральных грыжах путем выявления морфологических особенностей развития гнойно-воспалительного процесса на фоне применения аллопластического материала, изучения предикторов риска развития ближайших осложнений, механизмов усиления репаративных процессов за счет применения усовершенствованного способа фиксации протеза в совокупности с использованием эффекта фотодинамической терапии посредством лазерного излучения, что позволило усилить антибактериальный эффект и улучшить процесс заживления раны.
Практическая значимость исследования состоит в том, что на основании полученных результатов оптимизированы тактико-технические аспекты протезной герниопластики, раскрыты особенности методов антисептического воздействия и лазерной стимуляции раневой поверхности после протезной пластики, усиливающие профилактические меры по развитию локальной инфекции, усовершенствован способ операции при больших грыжах передней брюшной стенки, характеризующийся сочетанием таких факторов как формирование ненатяжной протезной пластики, сохранение локальной резорбтивной функции для предупреждения развития жидкостных скоплений, благодаря чему снизился риск развития послеоперационных осложнений, уменьшена частота неудовлетворительных результатов, сроки госпитализации и вероятность рецидива.
Внедрение результатов исследования. По результатам научного исследования по оптимизации тактико-технических аспектов хирургического лечения больших и гигантских послеоперационных вентральных грыж: усовершенствован «способ пластики гигантских грыж передней брюшной стенки» (патент на изобретение №IAP 2022 0148 от 18 апреля 2022 года). Предложенный способ ненатяжной пластики больших грыж передней брюшной стенки с укреплением апоневроза сетчатым имплантатом позволил уменьшить число осложнений, сократить сроки лечения и снизить риск рецидива грыжи; усовершенствован «способ профилактики прогрессирования инфекции при аллопластике инфицированных грыж» (справка Министерства Здравоохранения №08-32071 от 17 октября 2022 года). Предложенный способ позволил снизить частоту раневых гнойно-воспалительных осложнений и сократить период реабилитации пациентов после аллогерниопластики;разработаны методические рекомендации «Тактико-технические аспекты протезной пластики при больших и гигантских послеоперационных вентральных грыжах» (справка Министерства Здравоохранения №08-32071 от 17 октября 2022 года). Разработанные рекомендации позволили оптимизировать тактико-технические аспекты аллогерниопластики у больных с большими и гигантскими послеоперационными вентральными грыжами; полученные научные результаты внедрены в практическую деятельность здравоохранения, в частности, в отделения хирургии Хорезмского и Андижанского областных многопрофильных медицинских центров, клинику Самаркандского государственного медицинского университета (справка Министерства Здравоохранения №08-32071 от 17 октября 2022 года). Совершенствование тактико-технических аспектов протезной пластики при послеоперационных вентральных грыжах позволило снизить частоту развития специфических ближайших осложнений с 40,9% до 15,6%, сократить сроки реабилитации с 8,6±2,7 до 7,1±1,5 суток, а также уменьшить вероятность формирования отдаленных осложнений с 11,7% до 3,1%.
Апробация результатов исследования. Результаты данного исследования были обсуждены на 8 научно-практических конференциях, в том числе, на 5 международных и 3 республиканских.
Опубликованность результатов исследования. Пo теме диссертации опубликовано 26 научных работ, в том числе 9 журнальных статей, 4 из которых в республиканских и 5 в зарубежных журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикаций основных научных результатов докторских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитированной литературы. Объем работы составляет 200 страниц.