Отзыв официального оппонента 3 (Биофизические механизмы формирования твердофазных структур биологических жидкостей человека), страница 2

Такой комплексный подход дал возможность выделить основные5количественные характеристики процессов, происходящих при дегидратациибиологических жидкостей и представить строгое физическое описаниеформирующихся при этом структур в норме и патофизиологическихсостоянием организма.Отдельно следует отметить, что автор владеет современными методамистатистического анализа и адекватно их использует для выявлениязакономерностей в исследуемых им процессах.В третьей главе описана разработанная диссертантом модельгидродинамики течений жидкостей внутри капли и анализа измененийосновных ее параметров (объем, масса, контактный угол, скорость движенияфазового фронта) в процессе дегидратации. Анализ модели показал, что надинамику течений в процессе испарения капли мало влияют гравитационныесилы, температурные градиенты, можно пренебречь такими процессами какэффектом Марангони (возникновением поверхностных потоков за счеттемпературной зависимости поверхностного натяжения) и не учитыватьспонтанные мало амплитудные высокочастотные колебания объема капли.Основными параметрами и процессами, которые определяют эволюциюкапли, служат капиллярные силы и силы взаимодействия с подложкой, а также процесс диффузии пара с поверхности капли.

Принципиально важно, чтоШабалину В.В. удалось разделить многочисленные параметры, входящие висходную модель, по их степени влияния на процесс дегидратации капли.Это позволило значительно упростить гидродинамическую модель теченийжидкости в высыхающей капле и провести системный анализ эволюциитечений, возникающих внутри капель многокомпонентных жидкостей,высыхающих на плоской подложке, и показать влияние этих течений наперенос веществ.Результаты, полученные с помощью упрощенной модели, показали, чтотранспортная динамика тонкой капли, испаряющейся непрерывно, с учетом6диффузии и с учетом конвекции при испарении, дает простую и достаточноясную картину для описания общих явлений движения контактной линии иопределения профиля осадка.Четвертая глава посвящена исследованию механизмов формированияупорядоченных структур при клиновидной дегидратации в испаряющейсякапле.

Продемонстрировано, что под действием градиентов концентрации итемпературывобразцеформируетсясемействогоризонтальныхивертикальных конвективных течений, которые образуют периодическиеконвективныеячейкиБенара.Померевыпариваниярастворителяпреимущественно на границах структурных гидродинамических элементовдостигается состояние перенасыщения, которое сопровождается выпадениемосадка, отвердеванием геля и кристаллизацией солей.

Такой переход отжидкой фазы через гелеподобное состояние к твердой дегидратированнойфазе позволяет сохранить информацию о пространственной структурепотоков внутри жидкой капли.На основе существующих представлений и новых экспериментальныхданных, полученных диссертантом, им разработана математическая модельформированияпоследовательностизональныхкольцевыхструктурввысыхающих белковых и белково-солевых каплях модельных жидкостей.Анализ модели позволил количественно связать измеряемые структурныемасштабы с динамиками компонент удельной поверхностной энергии,силами поверхностного и межфазного натяжения жидкой части капли, сседиментациейвеществвдинамические структуры.применениеподобнойкапле,котораяфиксируетвозникающиеДиссертант обоснованно предполагает, чтомодели,вперспективе,можетсущественноограничить число возможных сценариев формирования кольцевых структур,что позволит упростить трактовку путей их образования.Проведенные исследования процессов высыхания капли модельныхрастворов показали, что в них формируются структуры, аналогичные7возникающим в растворах биологических жидкостей.

Полученные авторомрезультатыопределяютвыбороптимальныхпараметровкаплибиологической жидкости (объёмных, температурных, концентрационных идр.) при постановке метода клиновидной дегидратации, способствуютпониманию процессов структурирования биологических жидкостей иформированияспецифическихмаркерныхобразований,ценныхдляклинической диагностики различных патологических состояний.В пятой главе диссертации рассматривается вопрос компьютернойидентификации отличительных признаков и маркеров в текстуре фацийбиологических жидкостей в норме и при патологии.

Диссертант заостряетвнимание на том, что в настоящее время изучение структур фацийбиологических жидкостей мало информативно, если нет ярко выраженныхотличий нормы от патологии, а также при полиморбизме. Для устраненияэтого недостатка он, прежде всего, сосредоточил свои усилия на поискподходов к улучшению чувствительности и избирательности методаклиновидной дегидратации.С этой целью был определен набор инвариантных свойств высушеннойкапли, который слабо зависит от условий дегидратации и в основномопределяется составом биологических жидкостей. Это дало возможностьсущественно упростить описание структур фаций биологических жидкостей,подойти к их математической формализации и разработке вычислительныхметодов структурного анализа особенностей отличительных признаков имаркеров в текстуре фаций биологических жидкостей в норме и припатологии.Для формализации изображений фации использован подход, которыйоснован на матрицах вероятностного распределения яркости на изображениии был выделен набор базовых статистических текстурных признаков.

Наоснове анализа текстур элементов фации был построен классификатор,который позволяет определять тип маркеров в фациях биологических8жидкостей. При этом информативные признаки, установленные для каждогокласса маркерных текстур фаций биологических жидкостей, и разработаннаяклассификацияэтихтекстур,показаливозможностьболееточногоопределения маркеров патологии с помощью компьютерной обработкиизображение по сравнению с визуальным морфологическим анализом.Диссертантубедительноструктурногоанализапоказывает,биологическихчторазработанныйжидкостейимотличаетсяметодвысокойчувствительностью и позволяет дифференцировать различные формыпатологических структур в фациях сухой капли, а также оценивать системноесостояние организма.Выводыдиссертационнойработыстатистическиобоснованы,соответствуют общим теоретическим представлениям о фазовых переходахжидкостей в твёрдую фазу и вытекают из тщательного анализа результатовэкспериментально-теоретических исследований, проведенных автором.Вместе с тем, считаю необходимым сделать ряд замечания и высказатьнекоторые пожелания.1 Используемыеавтороммоделиввидеупрощенныханалоговбиологических жидкостей могли бы быть представлены болеешироким спектром различных вариантов, что позволило бы дать болеедетальный анализ возможных механизмов трансформации жидкостей втвёрдую фазу.2 Необходимо отметить практически полное отсутствие у соискателяпубликацийегоэкспериментальныхитеоретическихработвмеждународных журналах, что сильно сужает круг заинтересованнойнаучной аудитории и соответственно рекомендовать ему приложитьусилия для исправления этого недостатка в будущем.3 Вынужден отметить некоторую небрежность в оформлении рукописи.Не перечисляя все огрехи, в качестве одного из грубых примерапривожу следующие.

На страницах 255 и 256 в таблицах 5,5 и 5,6 не9указано какие именно показатели имеют достоверные различия cр<0.05.4 Следуетотметить,многомерногочтосоискательстатистическогофактическианализарешаетповедениязадачусложнойдинамической системы в норме и патологии. Для ее описания ониспользует ряд функциональных параметров.

При этом в диссертациианализируемые параметры рассматриваются как независимые и ихстатистический анализ не учитывает их возможную взаимосвязь.Полагаю, что было бы более корректно использовать подходымногомернойстатистики,чтопозволилобыболееувереннодифференцировать норму и различные виды патологии.Кроме того, вызывает удивление, что соискатель не использует такойпопулярный подход, как (Receiver Operating Characteristic curve) - ROCанализ, который позволяет оценить диагностическую эффективностьметода с учетом последствий ложных решений.

ROC кривые отражаютвзаимнуюзависимостьложноположительныхиистинноположительных результатов и позволяют наглядно сопоставитьдиагностическую эффективность различных методов исследования приобнаружении одного и того же патологического процесса. Полагаю,что в своих дальнейших исследования диссертант учтет эти замечание.5 Материал диссертации во многом может быть интересен в областипрактическоймедицины,поэтомубылобыполезноиздатьметодические рекомендации по применению метода компьютерногоанализаструктуртвёрдойфазыбиологическихжидкостейвлабораторной клинической диагностике, а переработанный материалдиссертации издать в виде отдельной монографии.Однако высказанные пожелания и замечания не снижают ценностьпроведенных исследований и не влияют на главные теоретические и10практические результаты диссертации. Структура диссертации выстроеналогично,содержание изложенопоследовательно и чётко, чтоисследований,теоретическихвхорошемспособствуетпозицийавтора,научномстиле,пониманиюходасформулированныхположений, их интерпретаций и выводов.ЗаключениеПодводя общий итог, подтверждаю,ВладимираВладимировичанатемучто диссертация Шабалина«Биофизическиемеханизмыформирования твердофазных структур биологических жидкостей человека»являетсязавершеннойнаучно-квалификационнойработой,вносящейсущественный вклад в область исследования биофизических механизмовфазовых переходов биологических жидкостей, в которой на основаниивыполненных автором исследований разработаны положения, совокупностькоторых можно квалифицировать как решение крупной научной проблемы –установленыалгоритмыбиофизическихмеханизмовформированиямаркерных структур твёрдой фазы биологических жидкостей, имеющихважное значение для диагностики различных патологических состоянийорганизма человека.

Новые результаты, полученные диссертантом, имеютбольшое значение для науки и практики в области биологии и медицины.Работа базируется на статистически достоверном объёме исходных данных,их качественном анализе и соответствующих выводах. Исследованияпроведены на современном научном уровне, с применением компьютерногоанализа и математических методов. Материал диссертации логичноструктурирован, изложен ясным языком, чётко оформлен.

Выводы ипрактические рекомендации обоснованы. Работа выполнена вполном11.