Введение
Глава 1. Современные методы трехмерного анализа микро- и наноструктуры биоматериалов и биологических объектов (обзор литературы) 15
1.1 Трансмиссионная электронная томография 15
1.2 Рентгеновская нанотомография 17
1.3 Сканирующая электронная микроскопия с фокусированным ионным пучком 19
1.4 Оптическая микроскопия сверхвысокого разрешения 23
1.5 Сканирующая зондовая микроскопия 25
1.6 Сканирующая зондовая нанотомография с использованием ультрамикротомии 32
Глава 2. Материалы и методы 43
2.1 Изготовление образцов двух-масштабных полиуретановых матриксов 43
2.2. Получение и биопринтирование тканевых сфероидов 44
2.3 Сканирующая электронная микроскопия тканевых сфероидов на двух масштабных полиуретановых матриксах 44
2.4 Сканирующая зондовая нанотомография двух-масштабных полиуретановых матриксов с адгезированными тканевыми сфероидами 45
2.5 Изготовление образцов полилактидных нановолокон методом электроспиннинга 46
2.6 Выделение и культивирование кардиомиоцитов крысы 47
2.7 Сканирующая электронная микроскопия электроспиннинговых полилактидных нановолокон 48
2.8 Оптическое картирование культуры кардиомиоцитов 48
2.9 Флуоресцентное маркирование и лазерная конфокальная микроскопия кардиомиоцитов и сердечных фибробластов 48
2.10 Фиксация и заливка клеток миокарда крысы, культивированных на нановолокнах 49
2.11 Трансмиссионная электронная микроскопия клеток миокарда крысы, культивированных на нановолокнах 50
2.12 Сканирующая зондовая нанотомография клеток миокарда крысы, культивированных на нановолокнах 51
2.13 Подготовка образцов флуоресцентно-меченых полимерных микросфер для исследований методами сканирующей зондовой нанотомографии, сканирующей электронной микроскопии и оптической микроскопии 51
2.14 Исследование образцов флуоресцентно-меченых полимерных микросфер с магнитными наночастицами методами сканирующей зондовой нанотомографии и магнитно-силовой микроскопии 52
2.15 Флуоресцентная конфокальная микроскопия образцов флуоресцентно меченых полимерных микросфер с магнитными наночастицами 53
2.16 Сканирующая электронная микроскопия образцов флуоресцентно-меченых полимерных микросфер с магнитными наночастицами 53
2.17 Подготовка образцов ткани легкого и почки крысы для исследований методами сканирующей зондовой нанотомографии 54
2.18 Подготовка образцов ткани миокарда человека для исследований методами сканирующей электронной микроскопии, трансмиссионной электронной микроскопии и сканирующей зондовой нанотомографии 55
2.19 Сканирующая зондовая нанотомография образцов тканей миокарда человека и легкого крысы 56
2.20 Сканирующая электронная микроскопия образцов ткани миокарда человека 57
2.21 Трансмиссионная электронная микроскопия образцов ткани миокарда человека 57
2.22 Вычисление морфологических параметров трехмерных поверхностей 58
2.23 Проведение статистического анализа полученных результатов 61
Глава 3. Разработка экспериментального аппаратного комплекса для сканирующей зондовой нанотомографии 62
3.1 Особенности технических решений экспериментального аппаратного комплекса для сканирующей зондовой нанотомографии со сканирующим зондом 62
3.2 Особенности технических решений экспериментального аппаратного комплекса для сканирующей зондовой нанотомографии со сканированием образцом 74
3.3 Тестовые испытания экспериментальных аппаратных комплексов для сканирующей зондовой нанотомографии 81
Глава 4. Исследование трехмерных микро- и наноструктур флуоресцентных полимерных микросфер, используемых для мультиплексной медицинской диагностики 91
4.1 Исследование структуры образцов флуоресцентно-меченых полимерных микросфер с магнитными наночастицами методами сканирующей зондовой нанотомографии 93
4.2 Исследование структуры образцов кодированных флуоресцентными нанокристаллами полимерных микросфер методами сканирующей зондовой нанотомографии 103
Глава 5. Исследования трехмерных микро- и наноструктур полиуретановых электроспиннинговых матриксов и клеточно-инженерных конструкций на их основе 110
5.1 Исследование микро- и наноструктуры микроволокнистого биосовместимого полиуретанового матрикса методом сканирующей зондовой нанотомографии 113
5.2 Исследование наноструктурных особенностей контактов фибробластов и двух-масштабного биосовместимого полиуретанового матрикса методом сканирующей зондовой нанотомографии 120
Глава 6 Исследование трехмерной структуры кардиомиоцитов крысы и клеточно-инженерных конструкций на их основе 133
6.1 Исследование трехмерной структуры кардиомиоцитов крысы, культивированных на плоских субстратах 134
6.2 Исследование трехмерной структуры кардиомиоцитов крысы, культивированных на полилактидных микроволокнистых матриксах 142
Глава 7 Исследования трехмерной структуры тканей легкого и миокарда методом сканирующей зондовой нанотомографии 159
7.1 Исследования трехмерной структуры ткани легкого крысы 160
7.2 Исследования трехмерной структуры ткани почки крысы 168
7.3 Исследования трехмерной структуры ткани миокарда человека 172
Заключение 191
Выводы 195
Практические рекомендации 197
Перспективы дальнейшей разработки темы 198
Благодарности 199
Список сокращений 200
Список литературы 202
