kpcczКомплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеванийComplex Issues of Cardiovascular Diseases2306-12782587-9537Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”10.17802/2306-1278-2017-6-3-93-103kpccz-310Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННОГО КОНТРАСТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ МЕТОДОМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИCOMPOSITE CONTRAST USING TO RESEARCH BIOLOGICAL OBJECTS BY SCANNING ELECTRON MICROSCOPYМухамадияровР. А.MukhamadiarovP. A.

650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, д. 6

Kemerovo

rem57@rambler.ruСевостьяноваВ. В.SevostianovaV. V.

Кемерово

Kemerovo

ШишковаД. К.ShishkovaD. K.

Кемерово

Kemerovo

НасоноваМ. В.NasonovaM. V.

Кемерово

Kemerovo

ЗинчукС. Ф.ZinchukS. F.

Кемерово

Kemerovo

КудрявцеваЮ. А.KudryavcevaU. A.

Кемерово

Kemerovo

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний»РоссияFederal State Budgetary Scientific Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”Russian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государтсвенный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal State Budgetary Educational Institution of higher professional education Kemerovo state medical universityRussian Federation2017190920170393103Copyright © Мухамадияров Р.А., Севостьянова В.В., Шишкова Д.К., Насонова М.В., Зинчук С.Ф., Кудрявцева Ю.А., 20172017Мухамадияров Р.А., Севостьянова В.В., Шишкова Д.К., Насонова М.В., Зинчук С.Ф., Кудрявцева Ю.А.Mukhamadiarov P.A., Sevostianova V.V., Shishkova D.K., Nasonova M.V., Zinchuk S.F., Kudryavceva U.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nii-kpssz.com/jour/article/view/310Цель исследования

Цель исследования. Модификация метода сканирующей электронной микроскопии в обратно – рассеянных электронах для изучения биологических образцов, имеющих массивные металлические или минеральные включения.

Материалы и методы

Материалы и методы. В статье предложен альтернативный метод, не требующий приготовления срезов. Образцы для исследования (пластинки из никелида титана с окружающими тканями после субкутантной имплантации, эксплантированные стенты, эксплантированные эпоксиобработанные ксеноаортальные биопротезы клапанов сердца, эксплантированные биодеградируемые сосудистые графты из брюшной аорты крыс) заливали в эпоксидную смолу, полимеризовали, получали поверхностные шлифы блоков с образцами, контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца и изучали в обратно-рассеянных электронах.

Основные результаты

Основные результаты. В результате предложенного нами метода образцы приобретали композиционный контраст и субклеточные структуры хорошо визуализировались при просмотре в сканирующем электронном микроскопе.

Заключение

Заключение. Показана возможность исследовать микроструктурные особенности контактов между твердыми материалом и биологическими тканями, анализировать клеточный состав на границе имплант – живая ткань. Кроме того, этот метод универсален и может быть использован для изучения различного материала, особые преимущества он имеет при исследовании образцов с объемными металлическими и минеральными включениями. Еще одним достоинством метода является возможность исследования образцов, имеющих большую площадь поверхности, что невозможно при использовании метода трансмиссионной электронной микроскопии. 

The purpose

The purpose. Мodification of scanning electron microscopy method in backscattered electrons to research biological samples with massive metal or mineral inclusions.

Materials and methods

Materials and methods. In the article the alternative method without cutting sections were supplied. Samples for researching (plates from NiTi surrounded by tissues after subcutal implantation, explanted stents, explanted epoxy covered xenoaortic bioprosthetic heart valves , explanted biodegradable vascular grafts from rats abdominal aorta) were embedded in epoxy risin, polymerized, made surface slices from blocks with samples, contrasted by uranyl acetate and lead citrate and researched in backscattered electrons.

Results

Results. By using the proposed method samples acquired composite contrast and subcellular structures had good visualization in scanning electron microscopy.

Conclusion

Conclusion. Our research showed availability this method to research microstructural characteristics of contacts between hard material and biological tissues and to analyze cellular structure on implant- tissue border. Besides, this method is universal for researching different biological samples, and it has special advantages for research materials with volumetric metal and mineral inclusions. Another advantage of this method is ability to research samples with large square of surface, what can’t be made by using transmission electron microscopy method. 

сканирующая электронная микроскопиякомпозиционный контрастмикроструктура поверхностиScanning electron microscopycomposite contrastmicrostructure of surfaceReferencesАнтонова Л.В., Севостьянова В.В., Сейфалиан А.М., Матвеева В.Г., Великанова Е.А., Сергеева Е.А. и др. Сравнительное тестирование in vitro биодеградируемых сосудистых имплантов для оценки перспективы использования в тканевой инженерии. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2015; 4: 34-41.Антонова Л.В., Севостьянова В.В., Сейфалиан А.М., Матвеева В.Г., Великанова Е.А., Сергеева Е.А. и др. Сравнительное тестирование in vitro биодеградируемых сосудистых имплантов для оценки перспективы использования в тканевой инженерии. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2015; 4: 34-41.Michaelis S., Robelek R., Wegener J. Studying cell–surface interactions in vitro: a survey of experimental approaches and techniques. Adv. Biochem. Engin/Biotechnol. 2012; 126: 33–66.Michaelis S., Robelek R., Wegener J. Studying cell–surface interactions in vitro: a survey of experimental approaches and techniques. Adv. Biochem. Engin/Biotechnol. 2012; 126: 33–66.Attizzani, G.F., Bezerra, H.G., Chamié, D., Fujino, Y., Spognardi, A.M., Stanley et al. Serial evaluation of vascular response after implantation of a new sirolimus-eluting stent with bioabsorbable polymer (mistent): an optical coherence tomography and histopathological study. J. Invasive Cardiol. 2012; 24(11): 560-568.Attizzani, G.F., Bezerra, H.G., Chamié, D., Fujino, Y., Spognardi, A.M., Stanley et al. Serial evaluation of vascular response after implantation of a new sirolimus-eluting stent with bioabsorbable polymer (mistent): an optical coherence tomography and histopathological study. J. Invasive Cardiol. 2012; 24(11): 560-568.Malik M., Gunn J., Holt C.M., Shepherd L., Francis S.E., Newman C.M.H et al. Intravascular stents: a new technique for tissue processing for histology, immunohistochemistry, and transmission electron microscopy. Heart. 1998; 80: 509-516.Malik M., Gunn J., Holt C.M., Shepherd L., Francis S.E., Newman C.M.H et al. Intravascular stents: a new technique for tissue processing for histology, immunohistochemistry, and transmission electron microscopy. Heart. 1998; 80: 509-516.Mukhamadiyarov R.A., Sevostyanova V.V., Shishkova D.K., Nokhrin A.V., Sidorova O.D., Kutikhin A.G. Grinding and polishing instead of sectioning for the tissue samples with a graft: Implications for light and electron microscopy. Micron. 2016; 85: 1-7. doi: 10.1016/j.micron.2016.03.005Mukhamadiyarov R.A., Sevostyanova V.V., Shishkova D.K., Nokhrin A.V., Sidorova O.D., Kutikhin A.G. Grinding and polishing instead of sectioning for the tissue samples with a graft: Implications for light and electron microscopy. Micron. 2016; 85: 1-7. doi: 10.1016/j.micron.2016.03.005Kamari Y., Cohen H., Shaish A., Bitzur R., Afek A., Shen S. et al. Characterisation of atherosclerotic lesions with scanning electron microscopy (SEM) of wet tissue. Diabetes and vascular disease research. 2008; 1: 44-47.Kamari Y., Cohen H., Shaish A., Bitzur R., Afek A., Shen S. et al. Characterisation of atherosclerotic lesions with scanning electron microscopy (SEM) of wet tissue. Diabetes and vascular disease research. 2008; 1: 44-47.Thiberge S., Nechushtan A., Sprinzak D., Gileadi O., Behar V., Zik O. et al. Scanning electron microscopy of cells and tissues under fully hydrated conditions. PNAS . 2004; 101 (10):.3346–3351Thiberge S., Nechushtan A., Sprinzak D., Gileadi O., Behar V., Zik O. et al. Scanning electron microscopy of cells and tissues under fully hydrated conditions. PNAS . 2004; 101 (10):.3346–3351Wierzchosa J., Falcionib T., Kiciakc A., Wolińskid J., Koczorowskie R., Chomickif P. et al. Advances in the ultrastructural study of the implant–bone interface by backscattered electron imaging. Micron. 2008; 39 (8): 1363–1370. doi: 10.1016/j.micron.2008.01.022.Wierzchosa J., Falcionib T., Kiciakc A., Wolińskid J., Koczorowskie R., Chomickif P. et al. Advances in the ultrastructural study of the implant–bone interface by backscattered electron imaging. Micron. 2008; 39 (8): 1363–1370. doi: 10.1016/j.micron.2008.01.022.Koga D., Kusumi S., Shodo R., Dan Y., Ushiki T.. High-resolution imaging by scanning electron microscopy of semithin sections in correlation with light microscopy. Microscopy. 2015; 64 (6): 387-394. DOI: https://doi.org/10.1093/jmicro/dfv042Koga D., Kusumi S., Shodo R., Dan Y., Ushiki T.. High-resolution imaging by scanning electron microscopy of semithin sections in correlation with light microscopy. Microscopy. 2015; 64 (6): 387-394. DOI: https://doi.org/10.1093/jmicro/dfv042Fernández-Segura E., Cañizares F. J., Cubero M. A., Revelles F., Campos A. Backscattered electron imaging of cultured cells: application to electron probe X-ray microanalysis using a scanning electron microscope. Journal of microscopy. 1997;188 (1): 72–78.Fernández-Segura E., Cañizares F. J., Cubero M. A., Revelles F., Campos A. Backscattered electron imaging of cultured cells: application to electron probe X-ray microanalysis using a scanning electron microscope. Journal of microscopy. 1997;188 (1): 72–78.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.