Vlasové bunky. Liek na liečbu senzorineurálnej straty sluchu (možnosti). Sluchové dráhy a centrá

Každá vlasová bunka má 50-70 malých riasiniek, nazývaných stereocilia, a jednu veľkú riasu, kinocilium. Kinocílium sa nachádza vždy na jednej strane bunky a smerom k druhej strane bunky sa stereocília postupne skracujú. Drobné vláknité väzby, takmer neviditeľné ani v elektrónovom mikroskope, spájajú špičku každého stereocília so susedným dlhším stereocíliom a nakoniec aj s kinocíliom. Vďaka týmto väzbám, keď sú stereocílium a kinocílium vychýlené smerom ku kinocíliu, vláknité spojenia ťahajú stereocíliu jednu za druhou a vyťahujú ich smerom von z tela bunky.

To otvára niekoľko stoviek kanály naplnené tekutinou v membráne nervovej bunky okolo báz stereocílií. V dôsledku toho je možné viesť cez membránu veľké množstvo kladných iónov, ktoré prúdia do bunky z okolitej endolymfatickej tekutiny, čo spôsobuje depolarizáciu receptorovej membrány. Naopak, vychýlenie zväzku stereocília v opačnom smere (od kinocília) znižuje napätie spojok; to uzatvorí iónové kanály, čo vedie k hyperpolarizácii receptora.

V podmienkach odpočinku na nerv vlákna, prichádzajúce z vláskových buniek, sú impulzy neustále vysielané s frekvenciou približne 100 impulzov/s. Keď sú stereocílie vychýlené v smere kinocília, tok impulzov sa zvýši na niekoľko stoviek za sekundu; naopak, odchýlka mihalníc v smere od kinocília znižuje tok impulzov, často ho úplne vypne. Preto, keď sa zmení orientácia hlavy v priestore a váha statokónie vychýli mihalnice, do mozgu sa prenesú zodpovedajúce signály na reguláciu rovnováhy.

V každej makule každá z vlasových buniek orientované určitým smerom, takže niektoré z týchto buniek sú stimulované pri predklone hlavy, iné pri zaklonení hlavy dozadu, iné pri naklonení hlavy na jednu stranu atď. V dôsledku toho pri každej orientácii hlavy v gravitačnom poli vzniká v nervových vláknach vychádzajúcich z makuly iný „vzorec“ excitácie. Práve tento „vzorec“ informuje mozog o orientácii hlavy v priestore.

Polkruhové kanály. Tri polkruhové kanály v každom vestibulárnom systéme, známe ako predný, zadný a laterálny (horizontálny) polkruhový kanál, sú umiestnené v pravom uhle k sebe, takže predstavujú všetky tri roviny priestoru. Keď je hlava naklonená dopredu približne o 30°, bočné polkruhové kanály ležia približne vodorovne s povrchom Zeme, predné kanály sú umiestnené vo vertikálnych rovinách, ktoré vyčnievajú dopredu a 45° smerom von, zatiaľ čo zadné kanály sú umiestnené vo vertikálnych rovinách, ktoré vyčnievať dozadu a smerom k zemi 45° smerom von.

Každý polkruhový kanál má na jednom zo svojich koncov predĺženie, ktoré sa nazýva ampulka; kanály aj ampulka sú naplnené tekutinou nazývanou endolymfa. Prúdenie tejto kvapaliny cez jeden z kanálikov a jeho ampulky excituje zmyslový orgán ampulky nasledovne. Obrázok ukazuje malý hrebeň prítomný v každej ampulke, ktorý sa nazýva ampulárny hrebeň. Na vrchole tohto hrebeňa je pokrytá voľná želatínová tkanivová hmota nazývaná kupola (cupula).

Kedy ľudská hlava sa začne otáčať v akomkoľvek smere, tekutina v jednom alebo viacerých polkruhových kanálikoch zostáva nehybná zotrvačnosťou, zatiaľ čo samotné polkruhové kanáliky sa otáčajú spolu s hlavou. V tomto prípade kvapalina prúdi z potrubia a cez ampulku a ohýba kupolu v jednom smere. Otočenie hlavy v opačnom smere spôsobí, že sa vrchlík vychýli v opačnom smere.

Vnútri kupolami stovky riasiniek vláskových buniek umiestnených na ampulárnom hrebeni sú ponorené. Kinocília všetkých vláskových buniek v kupole sú orientované rovnakým smerom a vychýlenie kupoly týmto smerom spôsobuje depolarizáciu vláskových buniek a vychýlenie v opačnom smere hyperpolarizuje bunky. Z vláskových buniek sa pozdĺž vestibulárneho nervu vysielajú príslušné signály, ktoré informujú centrálny nervový systém o zmenách rotácie hlavy a rýchlosti zmien v každej z troch rovín priestoru.

Späť na obsah sekcie " "

Obráťme teraz našu pozornosť na hlavnú tému tejto témy. Videli sme, že bazilárna membrána vibruje v reakcii na zvuk vstupujúci do ucha, zatiaľ čo tektoriálna membrána zostáva relatívne stacionárna. Stereocilia vláskových buniek podlieha mechanickej deformácii a ich riasinky sú ponorené do endolymfy bohatej na K+. Výsledná depolarizácia môže byť detekovaná pomocou mikroelektródových vývodov. Presne reprodukujú frekvenciu prichádzajúceho zvuku. Ide o tzv mikrofónne potenciály. Depolarizácie mikrofónov (receptorové potenciály) vedú k uvoľneniu vysielacích látok na dendritické zakončenia aferentných vlákien kochleárneho nervu.

Tak vidíme, že v samom jadre úžasne zložitého vnútorného ucha cicavcov ležia vláskové bunky; modifikované, samozrejme, ale vo všeobecnosti rovnaké ako tie, s ktorými sme sa prvýkrát stretli v kanáloch orgánu laterálnej línie našich vodných predchodcov. Uvidíme, že približne to isté možno povedať o iných zmysloch. Molekulárne mechanizmy, ktoré sa vyvinuli veľmi skoro v evolučnej histórii, sú zachované, ale postupom času sa stanú zabudovanými do neuveriteľne zložitých a dômyselných orgánov. Jedným z evolučných imperatívov, ktoré poháňali vývoj kochley cicavcov, bola potreba rozlišovať medzi rôznymi frekvenciami zvuku. Videli sme, že táto schopnosť je v malej miere prítomná u rýb, obojživelníkov a plazov; u vtákov a cicavcov prechádza obrovským vývojom. Vyššie sme spomenuli, že frekvenčný rozsah ľudského ucha leží medzi 20 Hz a 20 kHz (s určitým znížením hornej hranice s vekom). Poznamenali sme tiež, že v rámci počuteľného rozsahu majú ľudia a iné cicavce extrémne vysokú schopnosť rozlišovať frekvencie. Ďalšia otázka teda je, ako sa to dá dosiahnuť? Môže sa zdať, že tento problém má jednoduché riešenie. Prečo by kochleárny nerv nemal byť fázovo synchrónny s prichádzajúcou akustickou tlakovou vlnou? Inými slovami, prečo nesignalizovať tón 20 Hz s nervovými impulzmi 20 Hz a tón 15 alebo 20 kHz s impulzmi 15 a 20 kHz? Takéto jednoduché riešenie má dve zjavné ťažkosti. Po prvé, ako sme uviedli v kapitole MEMBRÁNOVÉ POTENCIÁLY, frekvencia impulzov v senzorických nervoch zvyčajne signalizuje intenzitu stimulu. Nervový systém by samozrejme mohol túto ťažkosť obísť, no druhá ťažkosť je už neprekonateľnejšia. Biofyzika nervových vlákien je taká, že po každom impulze nasleduje refraktérna perióda asi 2 ms. Z toho vyplýva (ako sme videli v kapitole MEMBRÁNOVÉ POTENCIÁLY), že jedno vlákno nie je schopné viesť viac ako 500 impulzov za sekundu. To znamená, že pre frekvencie nad 500 Hz sú potrebné nejaké iné prostriedky frekvenčnej diskriminácie. Fungujú tu dva hlavné mechanizmy. Po prvé, existujú dôkazy (pozri kapitolu ANALÝZA VESTIBULÁRNYCH A ZVUKOVÝCH INFORMÁCIÍ V MOZGU), že kochleárne vlákna môžu byť fázovo synchrónne so zvukovými frekvenciami nad 500 Hz, ale bez toho, aby reagovali na každý frekvenčný impulz. To znamená, že sa predpokladá, že v spodnej časti frekvenčného spektra (pod 5 kHz) sa skupina kochleárnych nervových vlákien spája, aby sa dosiahla pulzová frekvencia, ktorá zodpovedá tónovej frekvencii v niektorom sluchovom centre mozgu. Z pochopiteľných dôvodov sa táto myšlienka nazýva teória salvy. Druhý, oveľa dôležitejší mechanizmus je založený na pozorovaní, že šírka hlavnej membrány sa zväčšuje od okrúhleho okienka k helikotréme (alebo v prípade vtákov k makule slimáka). Šírka ľudskej hlavnej membrány sa napríklad zväčšuje zo 100 na 500 µm vo vzdialenosti 33 mm (obr. 8.17). Hermann von Helmholtz už v 19. storočí navrhol, že hlavnú membránu možno prirovnať k sérii ladených ladičiek (rezonátorov). Vysokofrekvenčné tóny spôsobujú maximálne rušenie v oblasti okrúhleho okna a nízkofrekvenčné - v helikotréme. Presné výskumy von Bekesyho a iných do značnej miery potvrdili Helmholtzovu hypotézu. Zistilo sa, že vlny zložitých tvarov sa pohybujú pozdĺž celej hlavnej membrány, ale miesto, kde dosiahnu maximálnu amplitúdu, ako navrhol Helmholtz, súvisí s ich frekvenciou. Helmholtzova domnienka je zo zrejmých dôvodov známa ako teória miesta frekvenčnej diskriminácie. Na rozlíšenie frekvencií sa mozog potrebuje len „pozrieť“, z ktorého miesta v hlavnej membráne pochádzajú vlákna, v ktorých je aktivita maximálna.

Skupina vynálezov sa týka medicíny a možno ju využiť v otolaryngológii na liečbu senzorineurálnej straty sluchu (strata sluchu a hluchota) rôznych štádií. Na tento účel boli navrhnuté možnosti liečby, ktoré zahŕňajú zložku, ktorá aktivuje bunkovú signálnu dráhu Sonic hedgehog. V prvej verzii produktu sa ako takáto zložka používa vitronektín. Okrem toho navyše obsahuje aspoň jedno protinádorové činidlo. V druhej verzii prostriedku sa ako taká zložka používa zmes vitronektínu a aspoň jedného glukokortikoidu. Na rozdiel od prvého prostriedku navyše obsahuje aspoň jednu látku vybranú zo skupiny: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam. Technickým výsledkom je zabezpečenie regenerácie poškodených vláskových buniek vnútorného ucha vrátane ich proliferácie bez rizika vzniku rakoviny v organizme, najmä retinoblastómu, ako aj rozšírenie spôsobov použitia lieku na liečbu senzorineurálneho sluchu. stratu. 2 n. a 5 plat f-ly, 6 chor., 2 priem.

Skupina vynálezov sa týka biochémie, konkrétne oblasti kontroly génovej expresie, a môže byť použitá v otolaryngológii ako liečivá na liečbu senzorineurálnej straty sluchu (hluchota a strata sluchu rôznych štádií).

Na liečbu senzorineurálnej straty sluchu je známe použitie neurotropných komplexov milgamma a milgamma compositum, ktoré obsahujú kombináciu synergicky pôsobiacich neurotropných vitamínov B1, B6 a B12 („Účinná farmakoterapia. Pulmonológia a otorinolaryngológia,“ 2011, č. 4, s. 2-6).

Zlepšenie sluchu počas liečby týmito liekmi sa vysvetľuje stimuláciou prirodzeného mechanizmu obnovy nervového tkaniva, najmä špirálového ganglia, ale tieto lieky neposkytujú obnovu vláskových buniek kochley.

Je známe použitie neurotrofického faktora odvodeného od gliálnej bunkovej línie (GDNF) ako súčasti farmaceutickej kompozície na prevenciu chorôb vnútorného ucha a/alebo liečbu vláskových buniek a buniek špirálových ganglií. Tento proteínový produkt GDNF môže byť zavedený do vnútorného ucha chirurgicky alebo cez kochleárny implantát. Okrem toho môže byť produkt tiež vo forme ušných kvapiek, olejčeka alebo perorálnych liekov, ako sú tablety alebo suspenzie (IL 121790 A, A61K 38/18, 14.08.2002).

Podstatou opísaného vynálezu je, že vláskové bunky vnútorného ucha a sluchové neuróny v prítomnosti GDNF sú schopné odolávať účinkom ototoxických látok, ako sú cisplatina a neomycín, ale zostáva neznáme, či obnova a proliferácia poškodených vlasov bunky je možné aj v jeho prítomnosti. Okrem toho boli experimenty opísané v patente vykonávané priamo s extrahovanými bunkami z usmrtených pokusných zvierat, a preto neexistuje žiadny materiálny dôkaz, že tento liek vo forme lieku na vnútorné alebo vonkajšie použitie môže byť účinný.

Je známy spôsob liečby senzorineurálnej straty sluchu glukokortikosteroidmi na pozadí cievnej terapie, pri ktorej sa v prípade náhleho nástupu neurosenzorických porúch predpisujú glukokortikosteroidy, napríklad prednizolón, v skrátenej kúre na 6-8 dní. , počnúc zaťažovacou dávkou s postupným znižovaním (RU 2188642 C1, A61K 31/ 573, 9. 10. 2002).

Opísaný liečebný režim možno považovať za patogenetickú terapiu, ktorá má silný protizápalový účinok, pričom nie je schopná ani odstrániť príčiny ochorenia, ani obnoviť poškodené vlasové bunky. Nevýznamný účinok skutočnej obnovy vláskových buniek a nezmiernenie symptómu straty sluchu možno pozorovať iba pri chirurgickom zákroku a zavedení glukokortikosteroidov priamo do vnútorného alebo aspoň stredného ucha.

Známe je použitie vinpocetínu (Cavinton), pentoxifylínu, Cerebrolysinu, piracetamu (nootropilu) na komplexnú liečbu senzorineurálnej straty sluchu (http://otolaryngologist.ru/530, 29.5.2014).

Pozitívnym efektom liečby týmito liekmi je však zlepšenie prekrvenia vnútorného ucha, pričom sa odstraňujú len prejavy ochorenia.

Je známy spôsob generovania diferencovaných vláskových buniek vnútorného ucha, ktorý zahŕňa inaktiváciu alebo zníženie expresie Rb génu postačujúceho na rast týchto buniek. Na tento účel bolo navrhnuté použiť molekuly viažuce Rb, ako sú antisense oligonukleotidy, RNAi mi-RNA (dvojvláknové RNA vírusy), intracelulárne protilátky, E1A adenovírusy alebo SV40 T-antigén. Na tento účel sa tiež navrhlo použiť aktivátory cyklín-dependentných kináz, ktoré fosforylujú pRb proteín, alebo inhibítory inhibítorov cyklín-dependentných kináz, napríklad histónacetyltransferázu (HAT). Molekula miRNA môže byť založená na plazmidovom templáte (US 2006024278 Al, A61K 48/00, 2.2.2006).

Táto metóda zahŕňa priamu inaktiváciu proteínu retinoblastómu pomocou ťažko dostupných zlúčenín. Niektoré z nich môžu spôsobiť nenapraviteľné poškodenie tela. Napríklad je známe, že adenovírusový proteín E1A stimuluje apoptózu. Spolu s inaktiváciou proteínu retinoblastómu, ktorý bráni vzniku rakoviny, je vysoká pravdepodobnosť, že zrýchlená apoptóza pri týchto stavoch môže viesť k rýchlemu rastu zhubného nádoru sietnice – retinoblastómu, a to do takej miery, že užívanie akéhokoľvek protirakovinové lieky môžu byť zbytočné. Použitie histónacetyltransferázy (HAT), ktorá sa podieľa na aktivácii transkripcie DNA, môže viesť k nadmernej expresii určitých génov.

Najbližším analógom je liek na liečbu senzorineurálnej straty sluchu, ktorým je proteín Shh zmiešaný s inhibítorom Shh cyklopamínom. Toto činidlo sa použilo v metóde inaktivácie Rb1 opísanej v /Na Lu, Yan Chen „Sonic hedgehog iniciuje regeneráciu kochleárnych vlasových buniek prostredníctvom downregulácie proteínu retinoblastómu“, Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 430, Issue 2, 11 January 2013: column 1 , odsek 3 na strane 701/, jeho zavedením do kolónie vláskových buniek. Experiment zahŕňal nasledujúce fázy. Najprv sa v anestézii otvoril neuroepitel kochley potkana na 2. postnatálny deň, stria vascularis, neuroepitel a časť nervového vlákna sa preniesli do misky so živným médiom a na 24 hodín sa pridal neomycín na usmrtenie. vlasové bunky. Potom sa v priebehu nasledujúcich 5 dní striedavo pridávala látka, ktorá aktivuje signálnu dráhu Sonic hedgehog cell – proteín Shh (5 nmol, výrobca R&D Systems) a cyklopamín (2,5 μmol, výrobca Sigma-Aldrich). Na stanovenie stupňa proliferácie sa do média pridal brómdeoxyuridín (BrdU) do konečnej koncentrácie 10 ug/ml. Skúsenosti ukázali, že táto metóda vyvoláva proliferáciu vlasových buniek.

Podľa skúseností možno predpokladať, že liečba proteínom Shh (5 nmol, výrobca R&D Systems) a cyklopamínom (2,5 µmol, výrobca Sigma-Aldrich) je možná len chirurgicky, keďže účinok tohto lieku na vlasy bunky, napríklad pri požití. Okrem toho sa inaktivácia Rb1 v prototype uskutočňuje pridaním proteínu Shh od R&D Systems, ktorý je ťažké získať. Použitie cyklopamínu môže spôsobiť vážne problémy. Táto zlúčenina narúša embryonálny vývoj plodu a vedie k cyklopii. Okrem toho môže inhibovať rast bazocelulárneho karcinómu v koži a medullablastómu v mozgu. Súčasná nedostatočná schopnosť odstrániť tieto nedostatky neumožňuje použitie prototypu lieku na liečbu senzorineurálnej poruchy sluchu.

Po analýze známej úrovne technológie teda môžeme konštatovať, že napriek relevantnosti problému senzorineurálnej straty sluchu spojenej s poškodením alebo smrťou vláskových buniek v súčasnosti neexistuje účinná liečba tohto ochorenia.

Cieľom navrhovanej skupiny vynálezov je vyvinúť liečivá na liečbu senzorineurálnej straty sluchu, ktoré neobsahujú nebezpečnú zlúčeninu cyklopamín a pozostávajú z dostupnejších zložiek, ako sú zložky obsiahnuté v liečivách, ktoré priamo inaktivujú Rb (nie prostredníctvom aktivácie Sonic bunková signálna dráha ježka).

Technickým výsledkom navrhovanej skupiny vynálezov je zabezpečenie regenerácie poškodených vláskových buniek vnútorného ucha, vrátane ich proliferácie, bez rizika vzniku rakoviny v organizme, najmä retinoblastómu, ako aj rozšírenie spôsobov použitia lieku. na liečbu senzorineurálnej straty sluchu.

Na dosiahnutie technického výsledku je navrhnutý liek na liečbu senzorineurálnej poruchy sluchu, ktorý obsahuje látku aktivujúcu bunkovú signálnu dráhu Sonic ježka a navyše obsahuje aspoň jednu protinádorovú látku a látku, ktorá aktivuje bunkovú signalizáciu Sonic ježka. cestou je vitronektín.

Vyššie uvedené činidlo môže navyše obsahovať aspoň jednu látku vybranú zo skupiny: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam.

Na dosiahnutie technického výsledku sa navrhuje aj liek na liečbu senzorineurálnej straty sluchu, vrátane látky, ktorá aktivuje signálnu dráhu Sonic hedgehog cell signalization, a navyše obsahuje aspoň jednu protinádorovú látku, aspoň jednu látku vybranú zo skupiny: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam a látka, ktorá aktivuje signálnu dráhu buniek Sonic hedgehog, je zmes vitronektínu a aspoň jedného glukokortikoidu.

Vyššie uvedené činidlo môže ďalej obsahovať kyselinu palmitovú.

Vyššie uvedené činidlo môže ďalej obsahovať laminín.

Väčšina problémov so sluchom sa vyskytuje v dôsledku poškodenia štruktúr vnútorného ucha. Senzorineurálna strata sluchu teda predstavuje 90 % všetkých prípadov straty sluchu a hluchoty.

Medzi typické príčiny patrí nadmerné vystavovanie sa hluku, toxicita liekov, alergické reakcie, prirodzený proces starnutia tela a úrazy hlavy. Dochádza k poškodeniu tenkých vlasových buniek, ktoré vykonávajú funkciu premeny mechanickej energie na elektrickú energiu a prenosu signálov do sluchového nervu. Doteraz sa verilo, že vo väčšine prípadov sú takéto poruchy nezvratné v dôsledku chýbajúcej reparačnej funkcie vo vláskových bunkách cicavcov a jediným spôsobom, ako kompenzovať senzorineurálnu hluchotu, bolo použitie načúvacích prístrojov.

Senzoroneurálna porucha sluchu sa vyskytuje v dôsledku straty citlivosti špirálového orgánu kochley vnútorného ucha alebo porúch vo fungovaní sluchových nervov. Takéto poruchy môžu viesť k strate sluchu všetkých stupňov - od miernej až po ťažkú ​​a dokonca aj úplnú hluchotu.

Väčšina prípadov senzorineurálnej straty sluchu u ľudí je spôsobená abnormalitami vláskových buniek v Cortiho orgáne kochley. Niekedy dochádza k senzorineurálnej strate sluchu spôsobenej poruchami VIII. hlavového nervu (vestibulárny-kochleárny) alebo v častiach mozgu zodpovedných za sluch. Vo veľmi zriedkavých prípadoch tohto typu straty sluchu sú postihnuté iba sluchové centrá mozgu (centrálna porucha sluchu), vtedy pacient počuje zvuky pri normálnej hlasitosti, ale ich kvalita je taká zlá, že nie je schopný porozumieť reči. .

Abnormality vlasových buniek môžu byť vrodené alebo získané jednotlivcom počas života. Môžu predstavovať genetické abnormality aj zranenia spôsobené intenzívnym hlukom a poškodením spôsobeným infekčnými chorobami.

Je známy fakt, že zatiaľ čo senzorineurálna porucha sluchu je u cicavcov nevyliečiteľná choroba, bunky vnútorného ucha rýb, vtákov a plazov majú schopnosť samy sa liečiť. To naznačuje prítomnosť určitého génu u cicavcov, čo je molekulárny prepínač, ktorý blokuje obnovu týchto buniek a vďaka tomu súčasne vykonáva niektoré ďalšie funkcie potrebné pre normálne fungovanie tela.

Vedci z University of Massachusetts objavili gén zodpovedný za túto funkciu. Dostal názov Rbl (Charles Q. Choi „Hope for Fixing Gene Defects“, SCIENTIFIC AMERICAN, zväzok 293, číslo 6, december 2005, strana 65). Gén Rb1 exprimuje proteín retinoblastómu (pRb), ktorý zabraňuje nadmernému rastu buniek inhibíciou bunkového cyklu, kým nie sú bunky pripravené na delenie. Keď je bunka pripravená na delenie, pRb sa fosforyluje, stáva sa neaktívnym a umožňuje priebeh bunkového cyklu.

Na základe vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že včasná inaktivácia génu Rb1 môže zabezpečiť obnovu vláskových buniek kochley.

Proteín retinoblastómu v tele je fosforylovaný určitými cyklín-dependentnými kinázami, a tak sa stáva neaktívnym. Potlačenie Rb je možné vďaka aktivácii signálnej dráhy Sonic hedgehog (Shh), počas ktorej je samotný proteín retinoblastómu fosforylovaný a transkripcia zodpovedajúceho génu je znížená (Na Lu, Yan Chen „Sonic hedgehog iniciuje kochleárnu vláskovú bunku regenerácia prostredníctvom downregulácie proteínu retinoblastómu“, Biochemical and Biophysical Research Communications, zväzok 430, vydanie 2, 11. januára 2013: 6-7 riadkov abstraktu na strane 700; stĺpec 1, odsek 2 na strane 701).

U cicavcov je gén Shh súčasťou rodiny génov Hedgehogs (Hh) - Sonic Hedgehog (Shh), Indian Hedgehog (Ihh) a Desert Hedgehog (Dhh). Vylučované glykoproteíny Hedgehogs pôsobia prostredníctvom transmembránových proteínov Patched 1 (Ptc1) a Smoothened (Smo) na aktiváciu intracelulárnej signálnej dráhy.

Výskumníci z neurobiologického výskumného centra v Španielsku - Ústavu neurobiológie. Santiago Ramon y Cajal (Institute de Neurobiologia Ramon y Cajal) ako prvý objavil vzťah medzi aktivitou signálnej dráhy Shh a vitronektínom.

V článku / Martinez-Morales JR, Barbas JA, Marti E, Bovolenta P, Edgar D, Rodriguez-Tebar A. "Vitronektín je exprimovaný vo ventrálnej oblasti nervovej trubice a podporuje diferenciáciu motorických neurónov." rozvoj. 1997 december; 124(24): strany 5139-5147/ opísali schopnosť vitronektínu stimulovať diferenciáciu motorických neurónov in vitro a in vivo, pričom dospeli k záveru, že vitronektín môže pôsobiť buď ako downstream efektor v signálnej kaskáde Shh, alebo ako synergický faktor zvyšujúci indukciu Shh diferenciácia motorických neurónov.

V článku / Pons S, Marti E. "Sonic hedgehog synergizuje s proteínom extracelulárnej matrice vitronektínom na vyvolanie diferenciácie motorických neurónov miechy." rozvoj. január 2000; 127(2): strany 333-342/ sa ukázalo, že diferenciácia motorických neurónov je zvýšená synergickým pôsobením N-Shh a vitronektínu a že vitronektín môže byť potrebný na dodanie morfogénu N-Shh do cieľových buniek diferenciácie motorické neuróny.

V článku / Pons S, Trejo JL, Martinez-Morales JR, Marti E. "Vitronektín reguluje aktivitu Sonic hedgehog počas vývoja mozočka prostredníctvom fosforylácie CREB." rozvoj. máj 2001; 128(9): strany 1481-1492/ prezentovali výsledky štúdie procesu cerebelárneho vývoja prostredníctvom fosforylácie transkripčného faktora CREB. Súčasne, ako pri štúdiách diferenciácie motorických neurónov, bola identifikovaná interakcia medzi Shh a zložkami extracelulárnej matrice - glykoproteínmi (predovšetkým vitronektínom), ktorá reguluje následné štádiá vývoja granulových buniek - malých neurónov nachádzajúcich sa v granulárnom vrstva cerebellum. Zistilo sa teda, že diferenciácia granulárnych buniek je regulovaná vitronektínom indukovanou fosforyláciou CREB, ktorej kritický dej končí proliferáciou týchto buniek sprostredkovanou Shh a umožňuje implementovať program diferenciácie buniek na tento typ. .

Vedci z Katedry bunkovej biológie z Vanderbilt University (USA) počas štúdií indukcie motorických neurónov zmenou aktivity signálnej dráhy Shh tiež identifikovali zvýšenie aktivity Shh pod vplyvom vitronektínu, čo uľahčuje transport Shh. na cieľové bunky (článok Litingtung Y, Chiang S. „Kontrola aktivity a signalizácie Shh v nervovej trubici.“ Developmental dynamics. 2000 Oct; 219(2): strany 143-154).

Pokiaľ ide o mechanizmus aktivácie signálnej dráhy Shh, je známe, že ju možno spustiť zvýšením jadrovej koncentrácie Gli (Gli2 a Gli3). Vylučované Hh glykoproteíny (Shh, Ihh a Dhh) pôsobia prostredníctvom transmembránových proteínov Patched 1 (Ptcl) a Smoothened (Smo) na aktiváciu zložitej intracelulárnej signálnej dráhy. Hh viaže 12-transmembránový doménový proteín Ptcl, ktorý určuje základnú represiu, ktorú Ptcl pôsobí na 7-transmembránový doménový proteín Smo, ktorý je homológom receptorov spojených s G-proteínom. Vo vnútri bunky multimolekulový komplex, vrátane Costal2 (Cos2), Fused (Fu) a supresora Fused (Su(Fu)), reaguje na aktiváciu Smo takým spôsobom, že modifikuje aktivitu Gli proteínov (Stecca B, Ruiz i Altaba A. „Terapeutický potenciál modulátorov signálnej dráhy Hedgehog-Gli.“ J Biol. 6. novembra 2002; 1(2): strany 9).

Dá sa teda predpokladať, že vitronektín aktivuje signálnu dráhu Shh vďaka tomu, že v jeho prítomnosti narastá počet Gli transkripčných faktorov.

Počas procesu fibronolýzy je vitronektín schopný regulovať aktiváciu plazminogénu. Má dve väzbové miesta pre inhibítor aktivátora plazminogénu-1 (PAI-1). Hlavná je lokalizovaná na N-konci – doména podobná somatomedínu B. S jeho pomocou vitronektín viaže a stabilizuje molekulu PAI-1 (Zhou A, Huntington JA, Pannu NS, Carrell RW, Prečítajte si RJ „Ako vitronektín viaže PAI-1 na moduláciu fibrinolýzy a migrácie buniek.“ Nat Struct Biol. 2003 Júl; 10(7): strany 541-544).

Je pravdepodobné, že vitronektín podobne viaže niektoré Gli-represívne homeoproteíny.

Na základe vyššie opísaných známych štúdií týkajúcich sa účinku vitronektínu na aktiváciu signálnej dráhy Shh v motorických neurónoch a granulových bunkách sa predpokladalo, že podobný účinok sa môže vyskytnúť vo vlasových bunkách.

Je dobre známou skutočnosťou, že napriek tomu, že každá bunka tela má rovnaký genóm, všetky sú to bunky rôznych typov a majú individuálne vlastnosti, najmä vyjadrené jednou alebo druhou reakciou na rovnaké podmienky a látky.

S cieľom študovať reakciu vláskových buniek vnútorného ucha na vitronektín, študovať faktory, ktoré by mohli spôsobiť, že sa ich správanie pod vplyvom vitronektínu líši od správania motorických neurónov a granulových buniek, morfologické zmeny špecificky vo vláskových bunkách pod jeho vplyvom boli študované. Elektrónová skenovacia a konfokálna mikroskopia teda demonštrovali obnovu, najmä proliferáciu, tohto typu buniek.

Kvantitatívna analýza génovej expresie vysokovýkonným paralelným sekvenovaním RNA (RNA-Seq) s použitím Písma ukázala, že vitronektín zosilňuje aktivitu génu Shh v kultivovaných potkaních kochleárnych vláskových bunkách. Rýchla inaktivácia Rb1 sa vysvetľuje vlastnosťou vitronektínu difundovať proteín Shh a dodávať ho cieľovým bunkám, čo je významná výhoda v porovnaní s použitím zmesi proteínu Shh a inhibítora Shh cyklopamínu (prototyp) ako Látka inaktivujúca Rb1, u ktorej táto vlastnosť nebola zistená.

Vyššie opísané štúdie naznačujú, že aktivita génu Shh sa zvyšuje v prítomnosti vitronektínu nielen v motorických neurónoch a granulových bunkách, ale aj vo vláskových bunkách slimáka.

Ak teda vezmeme do úvahy skôr opísané vedecké publikácie Massachusetts Institute of Technology a Shanghai Hearing Research Institute o možnosti obnovenia vláskových buniek slimáka aktiváciou signálnej dráhy Sonic hedgehog (Shh), môžeme dospieť k záveru, že navrhované prostriedky zabezpečujú regeneráciu vláskových buniek ušných slimákov vďaka aktivácii špecifikovanej signálnej dráhy.

Farmakologicky účinné dávky vitronektínu závisia od stupňa senzorineurálnej straty sluchu, individuálnych charakteristík pacienta (typ, vek, hmotnosť atď.), dávkovej formy liečiva (kvapky, krém, olej, balzam, tablety, roztok, suspenzia, prášok) a spôsob podávania aplikácií. Napríklad pri chirurgickom ošetrení malého zvieraťa môžu byť potrebné dávky menšie ako 0,001 g/ml bunkového média a pri perorálnom podaní starším človekom by mali byť o niekoľko rádov vyššie.

Vitronektín je glykoproteín prítomný vo veľkých množstvách v živočíšnom sére a krvných zrazeninách. Je tiež súčasťou extracelulárnej matrice mnohých tkanív.

Roztok vitronektínu možno izolovať z ľudského séra pomocou monoklonálnych protilátok.

Je známy jednoduchý spôsob získania vitronektínu z ľudskej plazmy afinitnou chromatografiou s heparínom. Sérum sa získava z plazmy pridaním vápnika a následným odstredením. Heparín, ktorý viaže aktívny vitronektín, v ľudskom sére môže byť aktivovaný močovinou. Aktivovaný vitronektín sa špecificky viaže na heparín-Sepharose v močovine a eluuje sa v roztoku 0,5 mol/l NaCl s obsahom 8 mol/l močoviny. V dôsledku tohto postupu je možné získať 3-6 mg čistého vitronektínu zo 100 ml ľudskej plazmy v priebehu 2 dní (Takemi Yatohgo, Masako Izumi a kol. "Novel Purification of Vitronectin from Human Plasma by Heparin Affinity Chromatography" Bunková štruktúra a funkcia, zväzok 13, strany 281-292, 1988).

Podobným spôsobom je možné získať vitronektín z bovinného séra (I.G. Shvyková, T.A. Muranova „Proteolytická špecifickosť plazmínu vo vzťahu k adhéznym proteínom“, Bioorganická chémia, zväzok 26, č. 5, strana 353, stĺpec 1, odsek 3 , 2000).

Aby sa zosilnila aktivita proteínu Shh, je potrebné aktivovať jeho N-koniec. To je možné dosiahnuť použitím kyseliny palmitovej, ktorá modifikáciou N-konca zosilňuje funkciu proteínu Shh a zároveň obmedzuje jeho difúziu.

Obmedzenie difúzie proteínu Shh kyselinou palmitovou je však kompenzované prítomnosťou vitronektínu, ktorý naopak môže tento proteín difundovať.

Keďže kyselina palmitová môže vstúpiť do ľudského tela spolu s niektorými potravinovými výrobkami (smotana, kyslá smotana, maslo, syr atď.), jej prítomnosť vo verziách navrhovaného výrobku určeného na perorálne použitie nie je potrebná.

Za zmienku však stojí, že v neprítomnosti vitronektínu nie je kyselina palmitová schopná ovplyvňovať vláskové bunky vnútorného ucha z toho dôvodu, že modifikáciou N-konca proteínu Shh obmedzuje jeho difúziu, a teda proteín nedosiahne cieľové bunky (vlasové bunky). Okrem toho je prítomnosť vitronektínu povinná, ako je uvedené vyššie, kvôli schopnosti potenciovať aktivitu génu Shh a vyvolať spustenie signálnej dráhy Shh.

Za zmienku tiež stojí, že vitronektín prítomný v krvi je veľmi nedostatočný na spustenie signálnej dráhy Shh a s najväčšou pravdepodobnosťou sa preto vlasové bunky nedajú obnoviť iba pod vplyvom vitronektínu prítomného v krvi a vstup do tela s potravou kyselina palmitová.

Štúdie na myšiach s deficitom receptora jadrového hormónu vitamínu D3 (VDR), ako aj na explantátoch kože myší ukázali, že slabá expresia génu VDR má za následok zvýšenú expresiu niekoľkých zložiek Hh dráhy, ako sú Shh, Smo, Gli1, Gli2, a Ptch1.

Z /Medical Immunology, ročník 16, č. 6, strana 504, 1. stĺpec, 2. odsek, 2014/ je známe, že naviazaná VDR potláča transkripciu génu VDR mechanizmom negatívnej spätnej väzby.

Expresiu VDR vo všetkých tkanivách je možné znížiť glukokortikoidmi, ktorých hlavnými predstaviteľmi sú látky ako flutikazón furoát, mometazón, mometazón furoát, metylprednizolón aceponát, triamcinolón, hydrokortizón, betametazón, budezonid, aklometazón, solónmetylprednidsolón, methazón metylprednizón aceponát, chrípkový nizolid, klobetasol, hydrokortizón, kortizón, flumetazón, prednizolón, fluocinolón acetonid.

Glukokortikoidy zmiešané s vitronektínom teda môžu tvoriť látku, ktorá aktivuje bunkovú signálnu dráhu Sonic hedgehog vo väčšej miere ako vitronektín samotný, čo zvýši účinnosť lieku. Samotné použitie glukokortikoidov však neposkytuje viditeľný terapeutický účinok na vláskové bunky a ide skôr o patogenetickú terapiu, ktorá má silný protizápalový účinok. Dôvodom môže byť nedostatočná znalosť podmienok zvyšovania stupňa inaktivácie Rb1 glukokortikoidmi mechanizmom VDR, nedostatočná ich difúzia do poškodených vláskových buniek a tiež nedostatočná difúzia proteínu Shh do cieľových buniek. Zároveň sa len pri chirurgickom zákroku a zavedení glukokortikoidov priamo do vnútorného alebo aspoň stredného ucha pozoruje menší efekt skutočnej obnovy vláskových buniek, a nie len úľava od symptómu straty sluchu. Tieto okolnosti v súčasnosti neumožňujú použitie glukokortikoidov ako nezávislej účinnej liečby senzorineurálnej straty sluchu.

Účinnosť navrhovaného produktu zvyšuje aj prítomnosť kyseliny palmitovej.

Na ďalšie zvýšenie jeho účinnosti stimuláciou aktivácie signálnej dráhy Shh vo vláskových bunkách je potrebné zlepšiť mikrocirkuláciu v oblasti slimáka, čo je možné zabezpečiť prítomnosťou takých dostupných a účinných zložiek v lieku, ako je napr. vinpocetín, pentoxifylín a piracetam.

Inaktivácia Rb, uskutočnená navrhovaným činidlom prostredníctvom aktivácie signálnej dráhy Shh, ktorá zabraňuje výskytu rakoviny, vytvára pravdepodobnosť výskytu malígneho nádoru, najmä retinoblastómu. Aby sa tomu predišlo, musí byť v zložení produktu obsiahnuté aspoň jedno protinádorové liečivo (alkylačné protinádorové liečivá, antimetabolity, alkaloidy rastlinného pôvodu, protinádorové antibiotiká, zlúčeniny platiny - cisplatina, oxoplatina, karboplatina, oxaliplatina, cykloplata, protinádorové hormonálne liečivá) . Zlúčeniny, ktoré sa môžu podávať, zahŕňajú melfalan, chlorambucil, bendamustín, prospidin, spirobromín, mannomustín, prednimustín, estramustín, novembichín, pafencil, lofenal, cyklofosfamid, ifosfamid, mafosfamid, trofosfamid, azacitidín, dekacitabecitabín, karburicitabecitabín, floxidín fluorouracil.

Stojí za zmienku, že inaktivácia Rb nevedie vo všetkých prípadoch k retinoblastómu. Samozrejme, väčšina liekových foriem navrhovaných liekov, vrátane všetkých tých, ktoré sú určené na perorálne podanie, musí obsahovať protinádorové činidlo, ktoré bráni rozvoju retinoblastómu, ale liekové formy, napríklad na chirurgickú liečbu, keď nie je účinok lieku na sietnici oka, môže obsahovať ako protinádorové látky látky, napríklad alkaloidy (elipticín, vinblastín, vinkristín), ktoré sú prírodného pôvodu, alebo protinádorové antibiotiká a v oveľa nižších koncentráciách. Súčasne je stále výhodná prítomnosť protinádorového činidla, ktoré zabraňuje rozvoju retinoblastómu, pretože v každom prípade bude výskyt akejkoľvek rakoviny pri aktivácii signálnej dráhy Shh spojený s inaktiváciou génu Rb1. V závislosti od spôsobu liečby a individuálnych charakteristík pacienta (predispozícia k rakovine) sa však ako protinádorové činidlo môžu použiť úplne iné látky.

Pri miernych dávkach vitronektínu a krátkych liečebných cykloch sa ako protinádorové látky odporúča použiť neškodné alkaloidy rastlinného pôvodu, ako je elipticín.

Do produktu môžete pridať aj laminín, ktorý podporuje množenie buniek.

Navrhované činidlo sa môže zaviesť do vnútorného ucha chirurgicky alebo cez kochleárny implantát. Môže byť aj vo forme ušných kvapiek, krému, oleja alebo balzamu na potieranie, prípadne lieku na perorálne podanie (tablety, roztok, suspenzia, prášok).

V ťažkých štádiách senzorineurálnej straty sluchu, bez ohľadu na typ aplikácie (orálne, externe, chirurgicky), musí výrobok obsahovať zmes vitronektínu a aspoň jedného glukokortikoidu, protinádorového činidla (látok) a aspoň jednu látku vybranú z skupina: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam.

Potreba pridania kyseliny palmitovej do produktu závisí od stravy pacienta, pretože na jednej strane je nežiaduce pripustiť nadbytok tejto kyseliny v tele a na druhej strane je jej prítomnosť žiaduca pre aktiváciu Signalizačná dráha Pst.

Dosiahnutie požadovaného výsledku pomocou navrhnutých prostriedkov je znázornené na obr. 1-6.

Na obr. Obrázok 1 ukazuje porovnanie počítačových audiogramov nasnímaných pomocou automatického audiometra AA-02 sluchového systému psa pred liečbou a 3 dni po ukončení liečby.

Krivka 1-AD je audiogram pravého ucha psa so senzorineurálnou stratou sluchu zhotovený pred liečbou.

Krivka 1-AS je audiogram ľavého ucha psa so senzorineurálnou stratou sluchu zhotovený pred liečbou.

Krivka 2-AD je audiogram pravého ucha psa získaný po liečbe v príklade 1.

Krivka 2-AS je audiogram ľavého ucha psa nasnímaný po liečbe v príklade 1.

Na obr. Obrázok 2 ukazuje porovnanie počítačových audiogramov nasnímaných pomocou automatického audiometra AA-02 ľudského sluchového systému pred priebehom liečby a 3 dni po ukončení cyklu liečby.

Krivka 3-AD je audiogram pravého ucha osoby trpiacej senzorineurálnou hluchotou, urobený pred liečbou.

Krivka 3-AS je audiogram ľavého ucha osoby trpiacej senzorineurálnou hluchotou, urobený pred liečbou.

Krivka 4-AD je audiogram ľudského pravého ucha získaný po liečbe v príklade 2.

Krivka 4-AS je audiogram ľudského ľavého ucha získaný po liečbe v príklade 2.

Na obr. Obrázok 3 zobrazuje fotografiu neuroepitelu slimáka sivého potkana, ktorý trpí výraznou senzorineurálnou stratou sluchu, zhotovenú pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu.

Na obr. Obrázok 4 ukazuje fotografiu neuroepitelu slimáka sivého potkana po 5 dňoch vystavenia pôsobeniu látky obsahujúcej vitronektín, urobenú pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu.

Na obr. Obrázok 5 ukazuje fotografiu neuroepitelu slimáka sivého potkana, ktorý trpí výraznou senzorineurálnou stratou sluchu, urobenú konfokálnou mikroskopiou po pridaní imunohistochemického markera bromodeoxyuridínu.

Obrázok 6 ukazuje fotografiu neuroepitelu slimáka sivého potkana po 5 dňoch vystavenia pôsobeniu látky obsahujúcej vitronektín, urobenú konfokálnou mikroskopiou po pridaní imunohistochemického markera brómdeoxyuridínu.

Príklady implementácie

In vitronektín bol izolovaný zo séra získaného z rozmrazenej hovädzej krvnej plazmy afinitnou chromatografiou s heparín-Sepharázou.

420 ml vodného roztoku navrhovaného produktu sa pripravilo zmiešaním zložiek v nasledujúcom pomere mg/100 ml roztoku:

Pripravený roztok bol testovaný na psovi (hmotnosť 43 kg, vek 9 rokov) trpiacom stredne ťažkou senzorineurálnou stratou sluchu.

Trikrát denne dostala malý kúsok mäsa namočený v 10 ml roztoku navrhovaného lieku.

Dĺžka liečby bola 14 dní.

Na obr. Obrázok 1 ukazuje porovnanie počítačových audiogramov nasnímaných pomocou automatického audiometra AA-02 sluchového systému psa pred liečbou (krivka 1-AD pre pravé ucho, krivka 1-AS pre ľavé ucho) a 3 dni po ukončení liečby (krivka 2- AD - pre pravé ucho, krivka 2-AS - pre ľavé ucho).

Nerovnosť kriviek 1-AD a 1-AS, ako aj nízky prah sluchu, ktorý zobrazujú, naznačujú ťažkú ​​senzorineurálnu stratu sluchu.

Spolu s tým sú krivky 2-AD a 2-AS takmer lineárne a odrážajú normálny prah sluchu.

Tieto údaje nám umožňujú dospieť k záveru, že sluch je obnovený v dôsledku vyliečenia senzorineurálnej straty sluchu.

Zobrazovanie magnetickou rezonanciou a ultrazvukové vyšetrenia vykonané 1 a 3 mesiace po ukončení liečby neodhalili žiadne známky retinoblastómu alebo iných typov rakoviny.

Keďže experiment v príklade 1 zahŕňa iba regeneráciu vlasových buniek pod vplyvom navrhovaného liečiva, na určenie možnosti ich proliferácie sa uskutočnila klinická skúška na staršej osobe (hmotnosť 71 kg, vek 64 rokov) trpiacej senzorineurálnou poruchou. hluchota.

Pacient nosil istý čas kochleárny implantát, ktorý prenášal zvukovú informáciu vo forme elektrických signálov smerujúcich priamo do sluchového nervu, obchádzal poškodené/odumreté vláskové bunky slimáka, čo však následne viedlo k zápalovým procesom v miestach implantátu. prešiel. Keďže jej nosenie umožnilo pacientovi počuť, môžeme konštatovať, že senzorineurálna porucha sluchu súvisela práve s odumieraním vláskových buniek slimáka a ich odumieranie zase poukazuje na nemožnosť obnovenia sluchu len prostredníctvom regenerácie poškodených, resp. ale nie odumreté bunky.

Na liečenie choroby sa po izolácii vitronektínu zo séra získaného z rozmrazenej hovädzej krvnej plazmy pripravila prášková zmes zložiek navrhovaného liečiva s farmaceuticky prijateľným nosičom afinitnou chromatografiou s heparín-Sepharázou. Z práškovej zmesi sa vyrobilo 84 tabliet s hmotnosťou 1,5 g.

Jedna tableta obsahuje, mg:

Pacient užíval jednu tabletu trikrát denne. Dĺžka liečby bola 28 dní.

Na obr. Obrázok 2 ukazuje porovnanie počítačových audiogramov nasnímaných pomocou automatizovaného audiometra AA-02 sluchového systému pacienta pred liečbou (krivka 3-AD pre pravé ucho, krivka 3-AS pre ľavé ucho) a 3 dni po ukončení liečby (krivka 4- AD - pre pravé ucho, krivka 4-AS - pre ľavé ucho).

Nerovnosť kriviek 3-AD a 3-AS, ako aj nízky prah sluchu v rozsahu zvukovej frekvencie 125-4000 Hz a takmer úplná hluchota v rozsahu 4000-8000 Hz naznačujú, že pacient jasne má senzorineurálnu hluchotu spôsobenú poškodením vlasových buniek.

Spolu s tým sú krivky 4-AD a 4-AS takmer lineárne a odrážajú normálny prah sluchu.

Tieto údaje nám umožňujú dospieť k záveru, že sluch je obnovený vďaka vyliečeniu senzorineurálnej hluchoty.

Ak senzorineurálna hluchota spočívala v poškodení vláskových buniek kochley pacienta, o čom svedčí pozitívny efekt pacienta s kochleárnym implantátom, potom to tiež potvrdzuje ich proliferáciu, pretože inak nie je možné obnoviť sluch po úplnej senzorineurálnej hluchote.

Zobrazovanie magnetickou rezonanciou a ultrazvukové vyšetrenia vykonané 1 a 3 mesiace po ukončení liečby neodhalili žiadne známky retinoblastómu alebo iných typov rakoviny. Zdravotný stav pacienta bol normálny.

Keďže regeneračný účinok vitronektínu na vláskové bunky bol už predtým dokázaný a povaha audiogramov pacientov pred a po liečbe opísanej v príkladoch 1 a 2 naznačuje vyliečenie senzorineurálnej straty sluchu, vyplýva, že s najväčšou pravdepodobnosťou navrhované lieky liečia sluchový systém konkrétne vláskové bunky. Svedčí o tom aj pozitívny efekt nosenia kochleárneho implantátu pacientom podstupujúcim liečbu podľa príkladu 2. Senzorineurálna porucha sluchu je navyše vo väčšine prípadov spojená s poškodením práve tohto bunkového typu. Aby sme to však spoľahlivo overili a zároveň pochopili skutočný dôvod zlepšenia sluchu, bolo potrebné študovať ich morfologické zmeny.

Za týmto účelom sme skúmali vláskové bunky slimáka mŕtveho sivého potkana, ktorý predtým žil na stavenisku v miestach, kde sa hluk z opravárenských prác predlžoval a často presahoval 120 dB.

Najprv sa otvorilo vnútorné ucho. Stria vascularis (kapilárna sieť) spolu s na nej umiestneným neuroepitelom bola odstránená z Cortiho orgánu a umiestnená do živného média.

Po odstránení tektoriálnej membrány sa pomocou rastrovacieho elektrónového mikroskopu študovala štruktúra kolónie vláskových buniek. Na obr. 3 ukazuje, že väčšina z nich zomrela alebo bola v kritickom stave, ich stereocília boli vážne poškodené. Etiológia tohto ochorenia bola jasná: dlhodobý pobyt na miestach, kde hluk prekračuje prípustné normy, veľmi často vedie k senzorineurálnej strate sluchu.

Na testovanie bunkových kolónií na proliferáciu sa do ich média pridal brómdeoxyuridín v koncentrácii na jednotku objemu bunkového média 0,00002 g/ml, potom sa skúmali pomocou konfokálneho mikroskopu Nikon A1+/A1R+. Neboli pozorované žiadne známky proliferácie vláskových buniek (obr. 5).

Na liečbu senzorineurálnej straty sluchu bola pripravená vodná suspenzia obsahujúca g/ml:

Táto suspenzia sa pridávala k bunkovej kolónii počas 5 dní každých 12 hodín v množstve 0,001 až 0,0015 g/ml bunkového média.

Na obr. Obrázok 4 ukazuje, že po tomto období sa mnohé bunky obnovili, objavili sa nové, ich stereocília boli plné.

Po pridaní brómdeoxyuridínu v množstve 0,00002 g/ml bunkového média sa kolónia skúmala pomocou konfokálneho mikroskopu Nikon A1+/A1R+. Imunohistochemické farbenie jednotlivých oblastí neuroepitelu, znázornené na obr. 6 jasne ukazuje prítomnosť proliferujúcich buniek.

Treba poznamenať, že dvadsaťdňové pozorovanie neodhalilo známky karcinogenézy v neuroepiteli, čo dokazuje absencia bunkových atypií a v dôsledku toho bunková dysplázia. Počas špecifikovaného obdobia neboli pozorované žiadne odchýlky od normálnej štruktúry celého tkanivového komplexu.

Prvýkrát sa tak zistilo, že vitronektín alebo jeho zmes s jedným alebo viacerými glukokortikoidmi umožňuje aktivovať signálnu dráhu Shh špecificky vo vláskových bunkách vnútorného ucha a tým ich regenerovať, najmä aktiváciou procesu ich proliferácie. , vzhľadom na jeho uľahčenú difúziu nielen počas chirurgického zákroku a priameho vplyvu na ne, ako v prototype, ale aj inými (neoperačnými) spôsobmi, čo výrazne rozširuje spôsoby použitia navrhovaných prostriedkov. Schopnosť vitronektínu difundovať proteín Shh a dodávať ho cieľovým bunkám poskytuje znateľný efekt obnovy vlasových buniek, na rozdiel od použitia glukokortikoidov, u ktorých táto schopnosť nebola zistená. Tieto skutočnosti nám umožňujú konštatovať, že navrhované vynálezy spĺňajú podmienku patentovateľnosti „vynálezecký krok“.

Navrhované lieky sú prvou a v súčasnosti jedinou účinnou liečbou senzorineurálnej straty sluchu spojenej s poškodením vláskových buniek. Pred ich vývojom bolo v medicíne všeobecne známou skutočnosťou, že „ľudské vlasové bunky sa nedajú nijakým spôsobom obnoviť“ (článok / Ch. Lieberman „Skrytá strata sluchu“. Vo svete vedy. október 2015; č. 10: str. 59, stĺpec 2, odsek 3 /; článok /Edge AS, Chen ZY (2008). „Regenerácia vlasových buniek.“ Aktuálne stanovisko v neurobiológii 18 (4): strany 377-382/; online publikácia http://sbio.info /news/newsmed/stvolovye_kletki_izbavja , 4. 5. 2009).

Komponenty na prípravu rôznych variantov navrhovaných produktov sú ľahko dostupné a pre ťažko dostupný vitronektín, ako je uvedené vyššie, existuje niekoľko známych a jednoduchých spôsobov výroby.

Ďalší rozvoj v oblasti kontroly génovej expresie otvorí nové možnosti pre obnovu organizmu. Okrem génu Rbl existuje aj mnoho ďalších génov, ktoré zohrávajú dvojakú úlohu: ich expresia aj ich potlačenie zohrávajú pozitívnu úlohu pre určité časti a funkcie tela a zároveň zohrávajú negatívnu úlohu pre iné časti a funkcie. Analogicky s tým, ako môže kompetentná supresia génu Rb1 podporiť obnovu vláskových buniek a zároveň nevyvolávať tvorbu malígnych nádorov, rovnakým spôsobom je možné v živom organizme obnoviť všetko ostatné vrátane zraku, citlivosti, pohybov. , tráviaci systém, mozog, zuby. Navyše riadením génovej aktivity je dokonca možné obnoviť stratené končatiny a orgány, no táto oblasť bola prakticky neprebádaná. Štúdium genofondu plazov, vtákov a rýb, ktorým okrem vláskových buniek vnútorného ucha dokážu obnoviť aj končatiny, zuby a zrak, pomôže objasniť túto problematiku, a preto existuje predpoklad, že práve tieto faktory, ktoré niektorým druhom dinosaurov zabezpečili veľmi dlhú dĺžku života.

Jedným z najdôležitejších aspektov tejto oblasti je tiež dôkladné štúdium všetkých funkcií konkrétneho génu a proteínov, ktoré exprimuje, pretože, ako bolo uvedené vyššie, aktivácia alebo supresia konkrétneho génu s cieľom obnoviť jednu funkciu tela. môže viesť k nezvratným a deštruktívnym následkom spojeným so zmenou alebo vypnutím iných telesných funkcií.

1. Prostriedok na liečbu senzorineurálnej straty sluchu, vyznačujúci sa tým, že obsahuje látku aktivujúcu signálnu dráhu Sonic hedgehog cell signalization, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje aspoň jednu protinádorovú látku, a látku, ktorá aktivuje signálnu dráhu Sonic hedgehog cell signalization, je vitronektín.

2. Produkt podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že navyše obsahuje aspoň jednu látku vybranú zo skupiny: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam.

3. Produkt podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že navyše obsahuje laminín.

4. Produkt podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že navyše obsahuje kyselinu palmitovú.

5. Prostriedok na liečbu senzorineurálnej straty sluchu, vrátane látky, ktorá aktivuje signálnu dráhu Sonic hedgehog cell signalization, vyznačujúci sa tým, že navyše obsahuje aspoň jedno protinádorové činidlo, aspoň jednu látku vybranú zo skupiny: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam. a látka, ktorá aktivuje signálnu dráhu buniek Sonic hedgehog, je zmes vitronektínu a aspoň jedného glukokortikoidu.

6. Produkt podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že navyše obsahuje kyselinu palmitovú.

7. Produkt podľa nároku 5 alebo 6, vyznačujúci sa tým, že navyše obsahuje laminín.

Skupina vynálezov sa týka liečby a/alebo prevencie vestibulárnych porúch. Použitie selektívneho antagonistu H4-histamínového receptora vybraného zo skupiny pozostávajúcej z 1-[(5-chlór-1H-benzimidazol-2-yl)karbonyl]-4-metylpiperazínu, 1-[(5-chlór-1H-indolu - 2-yl)karbonyl]-4-metylpiperazín, 4-((3R-)-3-aminopyrolidín-1-yl)-6,7-dihydro-5H-benzocykloheptapyrimidín-2-ylamín alebo cis-4-(piperazín- 1-yl)-5,6,7a,8,9,10,11,11a-oktahydrobenzofurochinazolín-2-amín na liečenie a/alebo prevenciu vestibulárnych porúch a prostriedok na rovnaký účel, vrátane týchto zlúčenín.

Vynález sa týka medicíny, menovite otorinolaryngológie, a môže sa použiť na liečbu exsudatívneho zápalu stredného ucha. Na tento účel sa na telesné body aplikuje farmakopunktúra: IG4 (wan-gu), IG17 (tian-rong), VB2 (ting-hui), VB8 (shuai-gu), VB10 (fu-bai), VB11 (tou -qiao-yin), VB12(wan-gu), T14(da-zhui), T20(bai-hui), T22(xin-hui), GI4(he-gu), E36(zu-san-li), TR20(jiao -sun), TR21(er-muži).

Vynález sa týka medicíny, menovite pôrodníctva a gynekológie, a môže byť použitý ako súčasť predimplantačnej prípravy endometria pre program IVF.

[0001] Vynález sa týka oblasti biotechnológie, konkrétne spôsobu na predĺženie doby pred relapsom nádoru, a môže byť použitý v medicíne. Antagonisty neuregulínu, ktorými sú anti-NRG1 protilátka, siRNA alebo shRNA zacielená na NRG1 alebo anti-NRG1 imunoadhezín, sa pripravujú na podanie pacientovi, ktorý bol predtým liečený protirakovinovou terapiou, v kombinácii s terapeutickým činidlom vybraným z paklitaxelu, cisplatiny alebo ich kombináciu na oddialenie času do recidívy nádoru alebo zabránenie vzniku rezistencie rakovinových buniek na liečbu terapeutickým činidlom.

Vynález sa týka medicíny, menovite pulmonológie, a môže sa použiť na liečbu pacientov s chronickou obštrukčnou chorobou pľúc komplikovanou anémiou.

[0001] Vynález sa týka oblasti biochémie, biotechnológie a genetického inžinierstva, najmä liečiva na liečbu fibrózy pečene na báze zmesi dvoch nevírusových plazmidových konštruktov. Prvým nevírusovým plazmidovým konštruktom je pC4W-HGFopt a obsahuje gén kódujúci ľudský hepatocytový rastový faktor. Druhým je pVax1-UPAopt a obsahuje gén kódujúci ľudskú urokinázu. V špecifikovanom lieku sú plazmidové konštrukty obsiahnuté v nasledujúcich koncentráciách: pC4W-HGFopt - od 0,5 do 0,7 mg/ml; pVax1-UPAopt - od 0,3 do 0,5 mg/ml, pričom celková koncentrácia DNA je 1±0,01 mg/ml. Predložený vynález opisuje spôsob výroby uvedeného liečiva a spôsob liečenia fibrózy pečene použitím uvedeného liečiva vo farmaceuticky prijateľnom množstve. Predložený vynález umožňuje získať liek na liečbu fibrózy pečene, ktorý má zvýšenú účinnosť, je bezpečný a jeho výroba je zjednodušená. 3 n. a 9 plat spisov, 28 ill., 4 tabuľky, 9 pr.

Skupina vynálezov sa týka medicíny a môže byť použitá v otolaryngológii na liečbu senzorineurálnej straty sluchu rôznych štádií. Na tento účel boli navrhnuté možnosti liečby, ktoré zahŕňajú zložku, ktorá aktivuje bunkovú signálnu dráhu Sonic hedgehog. V prvej verzii produktu sa ako takáto zložka používa vitronektín. Okrem toho navyše obsahuje aspoň jedno protinádorové činidlo. V druhej verzii prostriedku sa ako taká zložka používa zmes vitronektínu a aspoň jedného glukokortikoidu. Na rozdiel od prvého prostriedku navyše obsahuje aspoň jednu látku vybranú zo skupiny: vinpocetín, pentoxifylín a piracetam. Technickým výsledkom je zabezpečenie regenerácie poškodených vláskových buniek vnútorného ucha vrátane ich proliferácie bez rizika vzniku rakoviny v organizme, najmä retinoblastómu, ako aj rozšírenie spôsobov použitia lieku na liečbu senzorineurálneho sluchu. stratu. 2 n. a 5 plat f-ly, 6 chor., 2 priem.

Vnútorné ucho pozostáva z kostnatý labyrint a nachádza sa v ňom membránový labyrint, ktorý obsahuje receptorové bunky - vlasové senzorické epitelové bunky orgánu sluchu a rovnováhy. Nachádzajú sa v určitých oblastiach membránového labyrintu: sluchové receptorové bunky sú v špirálovom orgáne slimáka a receptorové bunky rovnovážneho orgánu sú v eliptických a guľovitých vakoch a ampulárnych hrebeňoch polkruhových kanálikov.

rozvoj. V ľudskom embryu sa orgány sluchu a rovnováhy tvoria spoločne z ektodermy. Z ektodermy sa tvorí zhrubnutie - sluchový štítok, ktorý sa čoskoro zmení na sluchová jamka a potom dovnútra ušná vezikula a oddeľuje sa od ektodermy a klesá do základného mezenchýmu. Sluchový mechúrik je zvnútra vystlaný viacradovým epitelom a čoskoro sa zúžením rozdelí na 2 časti - z jednej časti vznikne guľovitý vak - vznikne sacculus a kochleárny membranózny labyrint (t.j. sluchový aparát), a z druhej časti - elipsovitý vak - utriculus s polkruhovými kanálikmi a ich ampulkami (t.j. orgán rovnováhy). Vo viacradovom epiteli membranózneho labyrintu sa bunky diferencujú na senzorické zmyslové bunky a podporné bunky. Z epitelu 1. žiabrového vačku sa vyvíja epitel Eustachovej trubice spájajúci stredné ucho s hltanom a epitel stredného ucha. O niečo neskôr nastávajú procesy osifikácie a tvorby kostného labyrintu slimáka a polkruhových kanálov.

Stavba sluchového orgánu (vnútorné ucho)

Štruktúra membránového kanála kochley a špirálového orgánu (diagram).

1 - membránový kanál kochley; 2 - vestibulárne schodisko; 3 - scala tympani; 4 - špirálová kostná doska; 5 - špirálový uzol; 6 - špirálový hrebeň; 7 - dendrity nervových buniek; 8 - vestibulárna membrána; 9 - bazilárna membrána; 10 - špirálové väzivo; 11 - epitelové obloženie 6 a ďalšie schodisko; 12 - cievny pás; 13 - krvné cievy; 14 - krycia doska; 15 - vonkajšie senzoroepiteliálne bunky; 16 - vnútorné senzoroepiteliálne bunky; 17 - vnútorná podporná epitelitída; 18 - vonkajšia podporná epitelitída; 19 - stĺpové bunky; 20 - tunel.

Štruktúra sluchového orgánu (vnútorné ucho). Vo vnútri sa nachádza receptorová časť sluchového orgánu membránový labyrint, umiestnené striedavo v kostnom labyrinte, majúce tvar slimáka - kostnej trubice špirálovito stočenej do 2,5 závitu. Po celej dĺžke kostnej kochley prebieha membránový labyrint. Na priereze má labyrint kostného slimáka zaoblený tvar a priečny labyrint má trojuholníkový tvar. Steny membránového labyrintu v priereze tvoria:

supermediálna stena- vzdelaný vestibulárna membrána (8). Ide o tenkú fibrilárnu doštičku spojivového tkaniva pokrytú jednovrstvovým skvamóznym epitelom smerujúcim k endolymfe a endotelom smerujúcim k perilymfe.

vonkajšia stena- vzdelaný cievny pásik (12), ležiace na špirálové väzivo (10). Stria vascularis je viacradový epitel, ktorý má na rozdiel od všetkých epitelov v tele vlastné krvné cievy; tento epitel vylučuje endolymfu, ktorá vypĺňa membránový labyrint.

Spodná stena, základňa trojuholníka - bazilárna membrána (lamina) (9), pozostáva z jednotlivých natiahnutých šnúrok (fibrilárnych vlákien). Dĺžka šnúrok sa zväčšuje v smere od základne slimáka k vrcholu. Každá struna je schopná rezonovať na presne definovanej vibračnej frekvencii - struny bližšie k spodnej časti slimáka (kratšie struny) rezonujú pri vyšších frekvenciách vibrácií (vyššie zvuky), struny bližšie k vrcholu slimáka - pri nižších vibračných frekvenciách (nižšie zvuky).

Priestor kostnej kochley nad vestibulárnou membránou je tzv vestibulárne schodisko (2) pod bazilárnou membránou - bubnový rebrík (3). Scala vestibular a scala tympani sú vyplnené perilymfou a navzájom komunikujú na vrchole kostnej kochley. Na spodine kostnej kochley končí scala vestibular oválnym otvorom uzavretým chlopňami a scala tympani končí okrúhlym otvorom uzavretým elastickou membránou.

Špirálový orgán alebo Cortiho orgán - receptívna časť sluchového orgánu , nachádza sa na bazilárnej membráne. Skladá sa zo zmyslových buniek, podporných buniek a krycej membrány.

1. Senzorické vlasové epitelové bunky - mierne pretiahnuté bunky so zaoblenou základňou, na vrcholovom konci majú mikroklky - stereocilia. Dendrity prvých neurónov sluchovej dráhy sa približujú k báze zmyslových vláskových buniek a vytvárajú synapsie, ktorých telá ležia v hrúbke kostnej tyčinky - vretienka kostnej kochley v špirálových gangliách. Senzorické vlasové epitelové bunky sa delia na interné hruškovitý a externé hranolový. Vonkajšie vláskové bunky tvoria 3-5 radov, zatiaľ čo vnútorné vláskové bunky tvoria len 1 rad. Vnútorné vláskové bunky prijímajú asi 90 % všetkej inervácie. Cortiho tunel sa vytvára medzi vnútornými a vonkajšími vlasovými bunkami. Visí nad mikroklkami zmyslových vlasových buniek. tektoriálna membrána.

2. PODPORNÉ BUNKY (podporné bunky)

bunky vonkajšieho piliera

vnútorné stĺpové bunky

vonkajšie falangeálne bunky

vnútorné falangeálne bunky

Podpora falangeálnych epitelových buniek- nachádzajú sa na bazilárnej membráne a sú oporou pre zmyslové vláskové bunky, podporujú ich. Tonofibrily sa nachádzajú v ich cytoplazme.

3. KRYCIA MEMBRÁNA (TECTORIÁLNA MEMBRÁNA) - želatínová formácia pozostávajúca z kolagénových vlákien a amorfnej látky spojivového tkaniva, siahajúca od hornej časti zhrubnutia periostu špirálového výbežku, visí nad Cortiho orgánom, sú v ňom ponorené hroty stereocilia vláskových buniek

1, 2 - vonkajšie a vnútorné vláskové bunky, 3, 4 - vonkajšie a vnútorné podporné (podporné) bunky, 5 - nervové vlákna, 6 - bazilárna membrána, 7 - otvory retikulárnej (retikulárnej) membrány, 8 - špirálové väzivo, 9 - špirálová kostná platnička, 10 - tektoriálna (krycia) membrána

Histofyziológia špirálového orgánu. Zvuk, podobne ako vibrácia vzduchu, rozvibruje ušný bubienok, potom sa vibrácie prenesú cez kladivo a nákovu na štuple; stapes cez oválne okienko prenáša vibrácie do perilymfy scala vestibularis, pozdĺž vestibulárnej scaly prechádzajú vibrácie na vrchole kostnej kochley do perilymfy scala tympani a špirálovite sa smerom nadol opierajú o pružnú membránu okrúhleho otvoru . Vibrácie perilymfy scala tympani spôsobujú vibrácie strún bazilárnej membrány; Keď bazilárna membrána osciluje, zmyslové vláskové bunky oscilujú vo vertikálnom smere a ich chĺpky sa dotýkajú tektorálnej membrány. Ohýbanie mikroklkov vláskových buniek vedie k excitácii týchto buniek, t.j. mení sa potenciálny rozdiel medzi vonkajším a vnútorným povrchom cytolemy, ktorý je snímaný nervovými zakončeniami na bazálnom povrchu vláskových buniek. Nervové impulzy sú generované na nervových zakončeniach a prenášané pozdĺž sluchovej dráhy do kortikálnych centier.

Ako bolo určené, zvuky sú rozlíšené podľa frekvencie (vysoké a nízke zvuky). Dĺžka strún v bazilárnej membráne sa mení pozdĺž membránového labyrintu, čím bližšie k vrcholu kochley, tým dlhšie sú struny. Každá struna je naladená tak, aby rezonovala pri určitej frekvencii vibrácií. Ak sú zvuky nízke, dlhé struny rezonujú a vibrujú bližšie k hornej časti slimáka a bunky, ktoré na nich sedia, sú podľa toho vzrušené. Ak rezonujú vysoké zvuky, krátke struny umiestnené bližšie k základni slimáka rezonujú a vláskové bunky sediace na týchto strunách sú vzrušené.

VESTIBULÁRNA ČASŤ MEMBRÁNOVÉHO LABYRINTU - má 2 rozšírenia:

1. Vrecúško - sférický nástavec.

2. Maternica – predĺženie elipsovitého tvaru.

Tieto dva nástavce sú navzájom spojené tenkým tubulom. S maternicou sú spojené tri navzájom kolmé polkruhové kanáliky s rozšíreniami - ampulky. Väčšina vnútorného povrchu vaku, utrikulových a polkruhových kanálikov s ampulkami je pokrytá jednovrstvovým skvamóznym epitelom. Súčasne sú v miešku, maternici a v ampulkách polkruhových kanálov oblasti so zhrubnutým epitelom. Tieto oblasti zhrubnutého epitelu v miešku a utriku sa nazývajú škvrny alebo makuly, a v ampulky - hrebenatky alebo cristae.

Vakové škvrny (macula).

Makulárny epitel pozostáva zo senzorických vláskových buniek a podporných epitelových buniek.

Vlasy senzorické existujú 2 typy buniek - hruškovitý a stĺpovitý. Na apikálnom povrchu zmyslových vláskových buniek sa nachádza až 80 nepohyblivých vlasov ( stereocília) a 1 pohyblivá mihalnica ( kinocelia). Stereocilia a cinocoelia sú ponorené do otolitová membrána- Ide o špeciálnu želatínovú hmotu s kryštálmi uhličitanu vápenatého, ktorá pokrýva zhrubnutý epitel makúl. Bazálny koniec zmyslových vláskových buniek je prepletený s koncami dendritov 1. neurónu vestibulárneho analyzátora, ktoré ležia v špirálovom gangliu. Makulárne škvrny vnímajú gravitáciu (gravitáciu) a lineárne zrýchlenia a vibrácie. Pôsobením týchto síl sa otolitová membrána posúva a ohýba chĺpky zmyslových buniek, čo spôsobuje excitáciu vláskových buniek a to je zachytené zakončeniami dendritov 1. neurónu vestibulárneho analyzátora.

Podpora epiteliálnych buniek , nachádzajúce sa medzi zmyslovými, vyznačujú sa tmavými oválnymi jadrami. Majú veľké množstvo mitochondrií. Na ich vrcholoch sa nachádza mnoho tenkých cytoplazmatických mikroklkov.

Ampulárne hrebene (cristae)

Nachádza sa v každom ampulárnom predĺžení. Tiež sa skladá zo senzorických a podporných vlasových buniek. Štruktúra týchto buniek je podobná bunkám v makulách. Hrebenatky sú navrchu želatínová kupola(bez kryštálov). Hrebenatka zaznamenáva uhlové zrýchlenia, t.j. otáčania tela alebo otáčania hlavy. Spúšťací mechanizmus je podobný fungovaniu makuly.

Vynález sa týka medicíny, menovite fyzioterapie. Spôsob zahŕňa stimuláciu oblasti vlasových senzorických buniek pomocou zvukovej stimulácie. Na tento účel sa izoluje frekvenčné pásmo, ktoré zodpovedá poškodenej oblasti zmyslových buniek vlasov, ktorá má vysoký sluchový prah. Toto pásmo je definované ako cieľové frekvenčné pásmo. Vyšle sa zvukový signál na stimuláciu poškodenej oblasti vlasových senzorických buniek. V tomto prípade sa používa rozhranie kochleárneho modelu s obrazom oblasti senzorických vláskových buniek, rozdelených v súlade s rozlíšením 1/k oktávy. Zvukový signál frekvenčného pásma zodpovedajúceho zvolenému obrázku oblasti vlasových senzorických buniek sa generuje v prípade, keď užívateľ zvolí aspoň jeden obrázok vlasovej senzorickej bunkovej oblasti. Prahová hodnota sluchu sa určuje pomocou informácií o odozve v súlade s výstupným zvukovým signálom. V tomto prípade zvukový signál zodpovedá aspoň jednému signálu vybranému zo skupiny, ktorá zahŕňa amplitúdovo modulovaný tónový signál, frekvenčne modulovaný tónový signál, pulzný tónový signál a amplitúdovo modulovaný úzkopásmový šum alebo kombináciu tónových signálov. . Metóda zvyšuje presnosť diagnostiky sluchu zvýšením rozlíšenia zvukových signálov a možno ju použiť pri liečbe straty sluchu. 11 plat f-ly, 15 chorých.

Výkresy pre RF patent 2525223

Predpoklady na vytvorenie vynálezu

[0001] Predložený vynález sa vo všeobecnosti týka spôsobu a zariadenia na stimuláciu zmyslovej vláskovej bunky pomocou audio signálu. Konkrétnejšie sa tento vynález týka spôsobu a zariadenia na presnú diagnostiku pacientovho sluchu a na zlepšenie sluchu (ostrosť sluchu) na základe diagnostických výsledkov.

Každý orgán, ktorý prenáša zvuk do mozgu, sa nazýva orgán sluchu.

Sluchový orgán sa delí na vonkajšie ucho, stredné ucho a vnútorné ucho. Zvuk prichádzajúci zvonku cez vonkajšie ucho vytvára vibrácie v bubienku, ktoré sa cez stredné ucho šíria do slimáka vnútorného ucha.

Sluchové vlasové senzorické bunky sú umiestnené na bazálnej membráne slimáka. Počet zmyslových vláskových buniek umiestnených na bazálnej membráne je asi 12 000.

Bazálna membrána je dlhá približne 2,5 až 3 cm Senzorické vláskové bunky, ktoré sa nachádzajú na začiatku bazálnej membrány, sú citlivé na vysokofrekvenčné zvuky a zmyslové vláskové bunky, nachádzajúce sa na konci bazálnej membrány, sú citlivé na nízke - frekvenčné zvuky. Toto sa nazýva frekvenčná špecifickosť (selektivita) senzorických vláskových buniek. Typicky je rozlíšenie frekvenčnej špecifickosti zodpovedajúce ideálnej intenzite stimulácie približne 0,2 mm (0,5 poltónu) na bazálnej membráne.

V poslednej dobe, v dôsledku rozšíreného používania prenosných zvukových zariadení a vystavenia rôznym druhom hluku, začalo veľa ľudí trpieť senzorineurálnou stratou sluchu.

Senzorická porucha sluchu je fenomén degenerácie sluchu spôsobený poškodením zmyslových vláskových buniek, ku ktorému dochádza v dôsledku starnutia, vystavenia hluku, nežiaducich reakcií na lieky, genetických príčin atď.

Senzorická porucha sluchu sa delí na ľahkú poruchu sluchu, stredne ťažkú ​​poruchu sluchu, ťažkú ​​poruchu sluchu a hlbokú poruchu sluchu. Zvyčajne je ťažké normálne hovoriť s osobou, ktorá má stredne závažnú stratu sluchu, závažnú stratu sluchu alebo hlbokú stratu sluchu.

Predpokladá sa, že v súčasnosti má asi desať percent celej svetovej populácie miernu poruchu sluchu, pri ktorej človek pociťuje zhoršenie sluchu. Okrem toho sa predpokladá, že len vo vyspelých krajinách má asi 260 000 000 ľudí alebo viac strednú stratu sluchu, ťažkú ​​alebo hlbokú stratu sluchu.

Neexistuje však žiadny liek na stratu sluchu; Dostupné sú len načúvacie prístroje, ako napríklad načúvacie prístroje pre nedoslýchavých.

Načúvací prístroj zosilňuje počuteľný vonkajší zvuk, takže načúvací prístroj nemôže zabrániť degenerácii (strate sluchu). Špecifickým problémom je, že sluch používateľa načúvacieho prístroja je viac narušený zosilneným zvukom.

Preto je potrebný spôsob liečby straty sluchu bez použitia načúvacieho prístroja.

Na druhej strane metóda čistého sluchového testu (metóda testu sluchu čistými tónmi) ako metóda na diagnostikovanie straty sluchu je široko používaná ako medzinárodná štandardná metóda testovania sluchu a pri tomto čistom sluchu sa využíva frekvenčná špecifickosť vláskových senzorických buniek. testovacia metóda.

Typicky sa pri testovaní čistého sluchu bazálna membrána rovnomerne rozdelí na šesť častí s intervalom rozlíšenia jedna oktáva a frekvenčná špecifickosť vláskových buniek umiestnených na každej z týchto šiestich častí sa určí pri vystavení šiestim frekvenčným signálom (napr. 250, 500, 1000, 2000, 4000 a 8000 Hz).

V prípade, že existuje normálna frekvenčná špecifickosť, pretože vlásková bunka nie je poškodená, môže nastať odozva konzistentná s frekvenčnou špecifickosťou vláskových buniek ako odpoveď na intenzity stimulácie, ktoré majú nízky akustický tlak.

Napríklad, keď je frekvenčná špecifickosť vláskovej bunky normálna pri 1000 Hz, elektrická odozva v tejto vláskovej bunke nastáva pri 1000 Hz pri hladine akustického tlaku (SPL) -1,4 dB.

Pri rutinnom teste sluchu skúsený operátor produkuje zvukové signály zodpovedajúce častiam bazálnej membrány oddeleným jednou oktáva pomocou sofistikovaného testovacieho zariadenia. Ak vyšetrovaná osoba počuje zvukové signály zodpovedajúce každej z častí, potom podľa toho stlačí tlačidlo. V tomto prípade je ťažké presne diagnostikovať sluch, pretože rozlíšenie je nízke. Navyše takáto diagnostika sluchu je nepohodlná.

Podstata vynálezu

V súvislosti s vyššie uvedeným je cieľom tohto vynálezu odstrániť tieto nevýhody doterajšieho stavu techniky.

Predložený vynález poskytuje spôsob a zariadenie na stimuláciu zmyslovej vláskovej bunky pomocou zvukového signálu na liečbu straty sluchu.

Predložený vynález tiež poskytuje spôsob a zariadenie na stimuláciu vláskovej bunky pomocou audio signálu na presnejšiu diagnostiku sluchu používateľa.

Predložený vynález tiež poskytuje spôsob a zariadenie na stimuláciu zmyslovej vláskovej bunky pomocou audio signálu na presnú diagnostiku sluchu používateľa na vzdialenom mieste a na poskytnutie liečby straty sluchu.

Spôsob stimulácie vlasovej senzorickej bunky podľa tohto vynálezu zahŕňa nasledujúce operácie: (a) výber frekvenčného pásma zodpovedajúceho poškodenej oblasti vlasovej senzorickej bunky v súlade s daným algoritmom; (b) definovanie frekvenčného pásma zodpovedajúceho poškodenej oblasti vlasovej bunky ako vopred určeného frekvenčného pásma; a (c) generovanie zvukového signálu s vopred stanovenou intenzitou vo vopred určenom frekvenčnom pásme na stimuláciu poškodenej oblasti vlasovej bunky. vlasová bunka.

Spôsob stimulácie vláskovej bunky v súlade s ďalším vzorovým uskutočnením tohto vynálezu zahŕňa použitie rozhrania kochleárneho modelu, ktoré má obrazy oblasti vláskovej bunky rozdelené podľa rozlíšenia 1/k oktávy, kde k je kladné celé číslo väčšie ako 2; generovanie audio signálu frekvenčného pásma zodpovedajúceho aspoň jednému pásmu (frekvenčnému pásmu) vybranému zo skupiny obsahujúcej obrazy oblasti vláskových buniek; a detekciu poškodenej oblasti vláskovej bunky odpovedaním používateľovi v súlade s výstupným (užívateľom prijímaným) zvukovým signálom.

Spôsob poskytovania stimulácie zmyslových vláskových buniek pomocou zariadenia elektricky pripojeného ku klientovi prostredníctvom komunikačnej siete, v súlade s ďalším aspektom tohto vynálezu, zahŕňa nasledujúce kroky: (a) prenos aplikácie na diagnostiku sluchu klientovi, uvedenej aplikácie zahŕňajúce rozhranie kochleárneho modelu, ktoré má obrazy oblasti vláskových buniek rozdelené podľa 1/k oktávového rozlíšenia; (b) prijímanie informácií o odozve užívateľa (klienta) v súlade so zvukovým signálom frekvenčného pásma zodpovedajúceho aspoň jednému z obrazov oblasti vláskových buniek; (c) určenie frekvenčného pásma zodpovedajúceho poškodenej oblasti vlasovej bunky ako daného frekvenčného pásma pomocou informácie o odozve a (d) prenos zvukového signálu daného frekvenčného pásma s danou intenzitou ku klientovi.

Poskytuje sa aj počítačom čitateľný programovací nástroj, ktorý implementuje spôsoby opísané vyššie.

Zariadenie na stimuláciu vláskových buniek využívajúce zvukovú stimuláciu podľa tohto vynálezu obsahuje diagnostickú časť sluchu (ostrosť sluchu) nakonfigurovanú na meranie prahu počutia v oblasti vláskových buniek pomocou informácií o odozve používateľa v súlade so špecifickým zvukovým signálom; sekciu detekcie stimulačnej oblasti nakonfigurovanú na určenie frekvenčného pásma zodpovedajúceho poškodenej oblasti vlasovej zmyslovej bunky ako vopred určeného frekvenčného pásma pomocou nameraného prahu sluchu; a sekciu stimulácie liečby nakonfigurovanú na generovanie zvukového signálu s vopred stanovenou intenzitou zistené vopred určené frekvenčné pásmo.

Ako je opísané vyššie, použitím spôsobu a zariadenia na stimuláciu vláskových buniek podľa tohto vynálezu môže užívateľ ľahko a presne vykonať diagnostiku sluchu pomocou rozhrania kochleárneho modelu.

Použitím spôsobu a zariadenia na stimuláciu vláskovej bunky podľa tohto vynálezu môže užívateľ vizuálne kontrolovať zvukový stimulačný signál a zlepšiť stav sluchu.

Spôsob a zariadenie na stimuláciu vláskovej bunky podľa tohto vynálezu môže radikálne zlepšiť sluch.

Vyššie uvedené a ďalšie charakteristiky vynálezu budú jasnejšie pochopené z nasledujúceho podrobného opisu uvedeného s odkazom na priložené výkresy, na ktorých sú rovnaké časti označené rovnakými vzťahovými značkami.

Stručný popis výkresov

Obrázok 1 je prvá bloková schéma prístroja na stimuláciu vlasových buniek podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu.

Obrázok 2 je druhá bloková schéma zariadenia na stimuláciu vláskových buniek podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu.

Obrázok 3 zobrazuje rozhranie modelu kochley v súlade s príkladným uskutočnením tohto vynálezu.

Obrázok 4 je prvý vývojový diagram metódy diagnostiky sluchu podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu.

Obrázok 5 je druhý vývojový diagram spôsobu stimulácie vláskovej bunky podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu.

Obrázok 7 znázorňuje graf výsledkov čistého testu sluchu pre jeden subjekt.

Obrázok 8 zobrazuje cieľové frekvenčné pásmo určené pre jeden subjekt podľa obrázku 7.

Obrázok 9 ukazuje reguláciu stimulačného tónu.

Obrázok 12 znázorňuje graf prahu sluchu pravého ucha pred a po stimulácii zvukovým signálom.

Obrázok 14 ukazuje tabuľku výsledkov merania sluchu pre pravé ucho po zastavení zvukového stimulačného signálu.

Obrázok 15 zobrazuje graf zodpovedajúci tabuľke zobrazenej na obrázku 14.

Podrobný opis vynálezu

Nasledujúci text opisuje príkladné uskutočnenia tohto vynálezu. Malo by sa však pamätať na to, že špecifické štrukturálne a funkčné detaily opísané v tomto dokumente slúžia len na ilustráciu opísaných vzorových uskutočnení tohto vynálezu, pričom tieto vzorové uskutočnenia tohto vynálezu môžu byť implementované v rôznych alternatívnych formách, a preto sú špecifikované detaily by sa nemali chápať ako obmedzujúce tu uvedené príkladné uskutočnenia tohto vynálezu.

Teda, hoci predložený vynález umožňuje rôzne modifikácie a alternatívne formy, teraz budú podrobne opísané jeho špecifické uskutočnenia, ktorých príklady sú znázornené na výkresoch. Malo by sa však chápať, že uvedené špecifické formy nie sú určené na obmedzenie vynálezu, ale skôr, vynález pokrýva všetky také modifikácie, ekvivalenty a alternatívy, ktoré spadajú do rozsahu tohto vynálezu a sú v súlade s jeho duchom.

Treba poznamenať, že aj keď slová ako prvý, druhý atď. môžu byť použité na opis rôznych prvkov, tieto slová nie sú obmedzujúce na tieto prvky. Tieto slová nám umožňujú iba rozlíšiť jeden prvok od druhého. Napríklad prvý prvok môže byť označený ako druhý prvok a podobne môže byť druhý prvok označený ako prvý prvok, bez toho, aby došlo k odchýleniu sa od rozsahu tohto vynálezu. Okrem toho, ako sa tu používa, výraz „a/alebo“ zahŕňa akékoľvek a všetky kombinácie jedného alebo viacerých uvedených prvkov.

Malo by byť zrejmé, že keď sa o prvku hovorí, že je „spojený" alebo „spojený" s iným prvkom, môže byť priamo spojený alebo spojený s iným prvkom, alebo môžu byť medzi nimi prítomné medziľahlé prvky. Naproti tomu, keď je prvok uvedený ako „priamo spojený“ alebo „priamo spojený“ s iným prvkom, neexistujú žiadne medziľahlé prvky. Ostatné slová, ktoré sa používajú na opis vzťahu medzi prvkami, by sa tiež mali interpretovať podobným spôsobom (napríklad „medzi“ by sa malo odlíšiť od „bezprostredne medzi“, „vedľa“ by sa malo odlíšiť od „bezprostredne susediace“ atď. ).

Terminológia použitá v tomto dokumente je určená len na opis špecifických uskutočnení a nie je určená na obmedzenie vynálezu. Tu používané formy jednotného čísla zahŕňajú aj množné číslo, pokiaľ kontext jasne nevyžaduje inak. Okrem toho by sa malo chápať, že výrazy ako „zahŕňa“, „zahŕňa“, „zahŕňajúci“ a/alebo „vrátane“ označujú prítomnosť špecifikovaných charakteristík, celých čísel, operácií, prvkov a/alebo komponentov, ale nebránia prítomnosti alebo pridávaniu jednej (jednej) alebo viacerých ďalších charakteristík, celých čísel, operácií, prvkov, komponentov a/alebo ich skupín.

Pokiaľ nie je špecificky uvedené inak, všetky tu použité výrazy (vrátane technických a vedeckých výrazov) majú rovnaký význam, ako ho bežne chápu odborníci v odbore, ktorým je tento vynález určený. Malo by sa tiež pamätať na to, že výrazy, ktoré sú definované v bežne používaných slovníkoch, by sa mali interpretovať tak, aby mali význam, ktorý zodpovedá významu v kontexte vynálezu, a nemali by sa vykladať v idealizovanom alebo príliš formálnom zmysle, pokiaľ nie je výslovne uvedené inak uvedené inak.

Obrázok 1 je bloková schéma zariadenia na stimuláciu vláskových buniek podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu.

Ako je znázornené na obrázku 1, zariadenie na stimuláciu vláskových buniek podľa tohto vynálezu obsahuje časť 100 na diagnostiku sluchu, časť 102 na detekciu oblasti stimulácie a časť 104 na stimuláciu liečby.

Diagnostická časť 100 sluchu generuje zvukový signál zodpovedajúci špecifickému frekvenčnému pásmu používateľa a meria sluch používateľa v tomto frekvenčnom pásme v súlade s odozvou používateľa na generovaný zvukový signál. Meranie sluchu sa môže vykonávať pomocou audiometrie čistých tónov PTA, echometrie OAE a audiometrie evokovanej odozvy ERA atď.

Podľa príkladného uskutočnenia tohto vynálezu generuje časť 100 na diagnostiku sluchu audio signály vo frekvenčnom pásme s rozlíšením (s frekvenčnými medzerami medzi nimi) menej ako jedna oktáva, poskytuje ich užívateľovi a deteguje polohu poškodeného senzorického signálu. vlásková bunka a stupeň poškodenia zmyslovej vláskovej bunky.bunky v súlade s daným zvukovým signálom.

Sekcia diagnostiky sluchu 100 s výhodou poskytuje subjektu zvukové signály vo frekvenčnom pásme s rozlíšením 1/k oktávy (kde k je kladné celé číslo väčšie ako 2) a výhodne s rozlíšením 1/3 až 1/24 oktávy a diagnostikuje sluch používateľa.v súlade s daným zvukovým signálom. V tomto prípade, podľa jedného vzorového uskutočnenia tohto vynálezu, audio signál poskytovaný užívateľovi zodpovedá strednej frekvencii v rozsahu 250 Hz až 12 000 Hz. Rozdelením stredného frekvenčného rozsahu s maximálnym rozlíšením 1/24 oktávy je možné celú oblasť senzorických vláskových buniek používateľa rozdeliť do 134 frekvenčných pásiem (regiónov frekvenčných pásiem).

Pri teste sluchu je používateľovi prezentovaný zvukový signál v špecifickom frekvenčnom pásme vybranom zo 134 frekvenčných pásiem a používateľ zadáva informácie o odozve ako odpoveď na zvukový signál, ktorého hlasitosť je upravená.

Informácie o odozve v súlade so zvolenou úrovňou hlasitosti sa uložia ako prah počutia zodpovedajúci zvukovému signálu vo zvolenom frekvenčnom pásme. Sluchový prah sa tu týka sluchového prahu oblasti senzorickej vláskovej bunky, ktorá má frekvenčnú špecifickosť vzhľadom na zvolené frekvenčné pásmo.

Detekčná časť 102 stimulačnej oblasti deteguje stimulačnú oblasť pomocou sluchového prahu pre audio signál každého frekvenčného pásma. Detekcia stimulačnej oblasti je tu detekciou oblasti, v ktorej by sa mal generovať stimulačný zvukový signál. Najmä, keď sa zistí stimulačná oblasť, určí sa frekvenčné pásmo zodpovedajúce poškodenej oblasti zmyslovej vláskovej bunky.

Stimulačná sekcia 104 ošetrenia dodáva zvukový signál s vopred stanovenou intenzitou vo frekvenčnom pásme poškodenej oblasti vlasovej bunky detekovanej sekciou 102 na detekciu oblasti stimulácie. V tomto prípade môže mať zvukový signál intenzitu (decibely) vyššiu na vopred stanovenej úrovni, ako je uložený prah počutia pre zodpovedajúce frekvenčné pásmo.

V súlade s jedným vzorovým uskutočnením tohto vynálezu audio signál zodpovedá aspoň jednému signálu vybranému zo skupiny pozostávajúcej z amplitúdovo modulovaného tónu, frekvenčne modulovaného tónu, pulzného tónu a amplitúdovo modulovaného úzkopásmového šumu alebo ich kombinácie. tónov a hluku.

Okrem toho, ak sú poškodené viaceré oblasti vláskovej bunky, zvukový signál sa môže doručiť do poškodených oblastí vláskovej bunky v špecifickom poradí v závislosti od rozsahu poškodenia, môže sa doručiť do poškodených oblastí vláskovej bunky v v náhodnom poradí, alebo sa môže poslať do všetkých oblastí súčasne.poškodené oblasti zmyslovej vláskovej bunky.

Keď sa zvukový signál aplikuje na poškodené oblasti vláskovej bunky v rôznej intenzite, v rôznych formách alebo v rôznom poradí, môže sa zlepšiť sluch používateľa.

Obrázok 2 je bloková schéma prístroja na stimuláciu vlasových buniek podľa príkladného uskutočnenia tohto vynálezu.

Ako je znázornené na obrázku 2, časť 100 na diagnostiku sluchu podľa tohto uskutočnenia obsahuje časť 200 na generovanie UI a časť 202 na ukladanie informácií o odpovedi.

Podľa jedného príkladného uskutočnenia tohto vynálezu sekcia 200 na generovanie UI zobrazuje rozhranie kochleárneho modelu znázornené na obrázku 3 na sekcii displeja 232, takže neskúsený subjekt si môže sám diagnostikovať svoj sluch.

Ako je znázornené na obrázku 3, rozhranie modelu kochley v súlade s týmto vynálezom má obraz 300 zodpovedajúci oblastiam vláskovej bunky oddeleným použitím vysokého rozlíšenia (oddelené s vysokým rozlíšením). V tomto prípade, keďže celý frekvenčný rozsah pre diagnostiku sluchu zodpovedá priemerným frekvenciám od 250 Hz do 12 000 Hz, rozhranie kochleárneho modelu môže mať 134 snímok 300 oblastí vláskových buniek, ak je celý špecifikovaný frekvenčný rozsah rozdelený pomocou rozlíšenia 1 /24 oktáva .

Keď používateľ vyberie jeden z 300 obrázkov oblasti vláskových buniek na meranie sluchu, vygeneruje sa signál zvukového frekvenčného pásma zodpovedajúci vybranému obrázku oblasti vláskových buniek. Tu sa pod frekvenčným pásmom oblasti vláskových buniek so zhodou obrazu rozumie frekvenčné pásmo, ktoré má frekvenčnú špecifickosť zodpovedajúcu frekvenčnej špecifickosti oblasti vláskových buniek spojenej s obrázkom. Okrem toho by sa malo oceniť, že obraz 300 oblasti vláskových buniek možno vybrať pomocou tlačidiel, myši, dotykovej obrazovky a podobne.

Keď sa vygeneruje zvukový signál (poskytnutý používateľovi), používateľ môže upraviť intenzitu prijímaného zvukového signálu pomocou ovládača hlasitosti 302 a poskytnúť spätnú väzbu týkajúcu sa bodu intenzity, v ktorom už zvukový signál nepočuje.

Sekcia 202 na ukladanie informácií o odpovedi prijíma informácie o odpovedi zodpovedajúce každému audio signálu z užívateľskej vstupnej sekcie 220 a ukladá prijaté informácie o odpovedi. Tu môže užívateľská vstupná sekcia 220 používať klávesy, myš alebo dotykovú obrazovku. V súlade s jedným vzorovým uskutočnením tohto vynálezu môže byť informácia o odozve uložená ako prahová hodnota zvukového pásma spojená so zodpovedajúcim audio signálom, ako je tu definované vyššie.

Pomocou tejto metódy možno merať ostrosť sluchu v oblastiach senzorických vlasových buniek.

Ako je znázornené na obrázku 2, časť 102 na detekciu stimulačnej oblasti obsahuje časť 204 na porovnávanie prahu sluchu a časť 206 na určenie vopred určeného frekvenčného pásma.

Sekcia 204 na porovnávanie prahu sluchu porovnáva prah sluchu používateľa, ktorý je uložený v sekcii 202 na ukladanie informácií o odozve, s referenčným prahom sluchu.

Porovnávacia časť 204 prahu sluchu určuje, či je prah sluchu v meranom frekvenčnom pásme vyšší alebo nižší ako referenčný prah sluchu.

Sekcia 206 na určovanie vopred určeného frekvenčného pásma určuje frekvenčné pásmo, v ktorom sa má vykonať ošetrenie podľa výsledku porovnania ako vopred určeného frekvenčného pásma. V tomto prípade sa pod určením (nájdením) daného frekvenčného pásma rozumie detekcia frekvenčného pásma zodpovedajúcej poškodenej oblasti vlasovej zmyslovej bunky a dané frekvenčné pásmo možno určiť v jednotkách rozlíšenia 1/k oktávy. rovnakým spôsobom ako v sekcii diagnostiky sluchu 100. Určenie daného frekvenčného pásma však nie je obmedzené na túto metódu. Napríklad rozsah frekvenčného pásma zodpovedajúci oblastiam poškodených vláskových buniek s vysokým sluchovým prahom a umiestneným súvisle možno definovať ako dané frekvenčné pásmo.

Informácie týkajúce sa určenia jedného alebo viacerých vopred určených frekvenčných pásiem a informácie o poradí (poradie stimulácie) podľa stupňa poškodenia sú uložené v pamäti 208, kde sa vyberajú v súlade s informáciami o identifikácii používateľa.

Sekcia 104 na stimuláciu liečby podľa tohto uskutočnenia obsahuje sekciu 210 na určovanie intenzity audio signálu, sekciu 212 na určovanie typu audio signálu, sekciu 214 na určovanie poradia stimulácie audio signálu, sekciu 216 na generovanie audio signálu a časovaciu sekciu 218 a výstupy audio signál pre používateľa pomocou informácií uložených v pamäti 208.

Sekcia 210 na určenie intenzity zvukového signálu určuje intenzitu zvukového signálu dodávaného užívateľovi.

Je žiaduce, aby sekcia 210 na určovanie intenzity zvukového signálu určovala intenzitu s úrovňou o 3 až 20 decibelov vyššou ako je prah sluchu v každom danom frekvenčnom pásme ako intenzita zvukového signálu.

V prípade, že je vopred určené frekvenčné pásmo definované ako rozsah frekvenčných pásiem zodpovedajúcich priľahlým oblastiam vláskových buniek, sekcia 210 na určenie intenzity zvukového signálu môže určiť intenzitu, ktorá je o 3 až 20 decibelov vyššia ako priemer prahov sluchu oblasti vláskových buniek.ako intenzita zvukového signálu.

Intenzitu zvukového signálu je možné s výhodou určiť v rozsahu od 3 do 10 decibelov.

Sekcia 212 na určenie typu zvukového signálu určuje typ zvukového signálu poskytovaného používateľovi, pričom berie do úvahy výber používateľa, stupeň straty sluchu používateľa vyžadujúceho liečbu alebo vopred určené frekvenčné pásmo.

Podľa jedného vzorového uskutočnenia tohto vynálezu môže byť zvukový signál amplitúdovo modulovaný tón, frekvenčne modulovaný tón (ďalej označovaný ako tón orgánového bodu), pulzný tón, amplitúdovo modulovaný úzkopásmový šum a podobne. Sekcia 212 na určovanie typu zvukového signálu tu určuje aspoň jeden signál vybraný zo skupiny pozostávajúcej z jedného z tónov, tónu organového bodu a šumu, alebo kombinácie tónov, tónu organového bodu a šumu ako zvuku. signál, dodávaný užívateľovi.

Sekcia 214 na určovanie poradia stimulácie určuje poradie zvukového signálu vzhľadom na vopred určené frekvenčné pásma, pričom berie do úvahy výber používateľa, stupeň straty sluchu používateľa vyžadujúceho liečbu alebo priľahlé vopred určené frekvenčné pásmo.

Sekcia 214 na určovanie poradia stimulácie môže s výhodou určovať poradie, v ktorom je audio signál dodávaný v sekvencii začínajúcej od frekvenčného pásma zodpovedajúceho najviac poškodenej oblasti vláskovej bunky. Je však potrebné mať na pamäti, že uvedený príkaz na podanie sa neobmedzuje len na tento príkaz. Napríklad audio signál môže byť prezentovaný v náhodnom poradí alebo môže byť prezentovaný súčasne vo všetkých špecifikovaných frekvenčných pásmach.

Sekcia 216 na generovanie audio signálu vytvára audio signál s vopred určenou intenzitou, typom a poradím. V prípade, že existujú vopred určené frekvenčné pásma a audio signály vo vopred určených frekvenčných pásmach sú vydávané jednotlivo, je možné špecifikovať časovanie každého audio signálu. Časovacia sekcia 218 určuje načasovanie každého audio signálu a riadi sekciu 216 na generovanie audio signálu tak, že sekcia 216 na generovanie audio signálu po dokončení zodpovedajúceho časovania audio signálu pokračuje generovaním audio signálu v ďalšom vopred určenom frekvenčnom pásme alebo prestane generovať zvukový signál.

Podľa jedného vzorového uskutočnenia tohto vynálezu sekcia 200 na generovanie používateľského rozhrania zobrazuje informácie na rozhraní kochleárneho modelu, keď je na výstupe audio signál na ošetrenie sluchu používateľa, pričom používateľ vizuálne vidí, či je alebo nie je výstup audio signálu, a získava informácie. o jej intenzite, druhu a pod. .P.

Napríklad sekcia 200 na generovanie používateľského rozhrania môže zmeniť farbu alebo veľkosť obrazu 300 oblasti vláskových buniek zodpovedajúcej frekvenčnému pásmu (vopred určenému frekvenčnému pásmu) audio signálu aktuálne vydávaného ovládačom 230.

V prípade, že audio signál je amplitúdovo modulovaný tón, UI generujúca sekcia 200 môže meniť farbu alebo veľkosť zodpovedajúceho obrazu 300 oblasti vláskových buniek synchrónne so zmenami v amplitúde amplitúdovo modulovaného tónu.

V prípade, že audio signál je frekvenčne modulovaný tón, UI generujúca sekcia 200 môže meniť farbu alebo veľkosť zodpovedajúceho obrazu 300 oblasti vláskových buniek synchronizovane so zmenami vo frekvencii frekvenčne modulovaného tónu.

V prípade, keď je zvukový signál tónom orgánového bodu alebo pulzným tónom, sekcia 200 generujúca UI môže meniť farbu alebo veľkosť zodpovedajúceho obrazu 300 oblasti vláskových buniek synchrónne so zmenami tónu orgánového bodu alebo tónu pulzu.

V súlade s jedným vzorovým uskutočnením tohto vynálezu môže užívateľ intuitívne testovať pomocou rozhrania kochleárneho modelu zlepšenie sluchu v každej z oblastí vláskových buniek.

Sekcia 200 na generovanie UI obsahuje rozhranie kochleárneho modelu, ktoré umožňuje zobrazenie obrazu oblasti vláskových buniek 300 daného frekvenčného pásma určeného v súlade s diagnózou sluchu, oddelené od iných obrazov oblasti vláskových buniek. Okrem toho sekcia 200 na generovanie používateľského rozhrania umožňuje zobrazenie obrazu 300 poškodenej oblasti vlasovej bunky so zmenami farby alebo veľkosti, ktoré sa menia podľa stupňa poškodenia.

Sekcia 200 na generovanie UI mení farbu alebo veľkosť zodpovedajúceho obrazu 300 oblasti vláskových buniek podľa stupňa zlepšenia sluchu v každej z oblastí vláskových buniek pomocou vyššie uvedenej stimulácie pomocou zvukového signálu (ďalej len „stimulačný zvukový signál“ ), aby si používateľ mohol skontrolovať zlepšenie ostrosti sluchu.

Zlepšenie ostrosti sluchu možno zistiť opakovaným meraním prahu sluchu v danom frekvenčnom pásme.

Obrázok 4 je vývojový diagram metódy diagnostiky sluchu podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu. Tu je zobrazovacia časť 232 zariadenia na stimuláciu vláskových buniek nakonfigurovaná ako dotyková obrazovka.

Teraz s odkazom na obrázok 4 je znázornené, že keď si užívateľ želá, aby bol jeho sluch diagnostikovaný, v kroku S400 zariadenie na stimuláciu vláskových buniek zobrazí rozhranie kochleárneho modelu zobrazené na obrázku 3 na dotykovej obrazovke 232. B V v tomto prípade sa používa rozhranie kochleárneho modelu, ktoré má viacero snímok oblastí senzorickej vláskovej bunky a je možné vizuálne rozlíšiť frekvenčné pásma získané vydelením stredofrekvenčného rozsahu s maximálnym rozlíšením 1/24 oktávy.

V operácii S402 sa určí, či užívateľ vybral alebo nevybral obrázok 300 oblasti vláskových buniek zobrazený na rozhraní modelu kochley.

V kroku S404, keď si užívateľ vybral obrázok 300 oblasti vláskových buniek, je na výstup privedený zvukový signál frekvenčného pásma zodpovedajúci oblasti vláskových buniek pridruženej k vybranému obrázku 300.

V kroku S406 zariadenie na stimuláciu vláskových buniek určí, či bola alebo nebola prijatá informácia o odozve užívateľa v súlade so zvukovým signálom.

Používateľ môže nastaviť úroveň hlasitosti, ak nepočuje pípnutie, a poskytuje spätnú väzbu s intenzitou, pri ktorej začne pípanie počuť.

V kroku S408 sa informácia o odozve uloží ako sluchový prah vo frekvenčnom pásme zodpovedajúcom každému zvukovému signálu.

V kroku S410 zariadenie na stimuláciu vláskových buniek porovnáva užívateľský prah sluchu s referenčným prahom sluchu po dokončení zadávania informácií o odozve.

V kroku S412 sa porovnaním výsledkov určí vopred určené frekvenčné pásmo, v ktorom je potrebná stimulácia audio signálom.

V kroku S414 sú informácie týkajúce sa špecifikovaného frekvenčného pásma uložené v pamäti 208. V tomto prípade môžu mať informácie týkajúce sa špecifikovaného frekvenčného pásma informácie o identifikácii používateľa, informácie týkajúce sa prahu sluchu vo frekvenčnom pásme, v ktorom je sluch diagnostikovaný, informácie ohľadom poradia aplikácie signálu podľa stupňa poškodenia a pod.

V prípade, že zvukové signály zodpovedajú deleniu frekvenčných pásiem s rozlíšením 1/24 oktávy, je možné určiť dané frekvenčné pásmo v každom z frekvenčných pásiem. Určenie daného frekvenčného pásma však nie je obmedzené len na tento prípad. Ako dané frekvenčné pásmo možno definovať najmä špecifický rozsah frekvenčných pásiem, v ktorých sú priemerné prahy sluchu nad referenčnými hodnotami. Napríklad v prípade merania sluchovej ostrosti pomocou každého zvukového signálu zodpovedajúceho frekvenčným pásmam od 5920 Hz do 6093 Hz (prvý interval), od 6093 Hz do 6272 Hz (druhý interval) alebo od 6272 Hz do 6456 Hz (tretí interval) získaný vydelením rozsahu stredných frekvencií s rozlíšením 1/24 oktávy možno určiť dané frekvenčné pásmo v každom z intervalov alebo v novom intervale s vyššie uvedenými tromi intervalmi, to znamená od 5920 Hz do 6456 Hz.

Obrázok 5 je vývojový diagram spôsobu stimulácie vláskovej bunky podľa vzorového uskutočnenia tohto vynálezu.

Prístroj na stimuláciu zmyslovej bunky vlasu určuje intenzitu, typ, poradie atď. (signál) vopred určeného frekvenčného pásma po určení vopred určeného frekvenčného pásma v súlade s vyššie uvedeným a vydáva zvukový signál na zlepšenie sluchu používateľa podľa získaných výsledkov.

Teraz s odkazom na obrázok 5 je znázornené, že v kroku S502 zariadenie na stimuláciu vláskových buniek načíta informácie týkajúce sa daného frekvenčného pásma z pamäte 208 a potom určí intenzitu audio signálu daného frekvenčného pásma, keď používateľ v kroku S500 požaduje zvukový signál.

V operáciách S504 a S506 sa určuje typ a poradie zvukového signálu.

Ako už bolo spomenuté vyššie, poradie zvukového signálu môže byť určené podľa stupňa poškodenia alebo môže byť určené tak, že zvukový signál bude znieť náhodne alebo bude aplikovaný súčasne na všetky oblasti.

V kroku S508 sa vydáva zvukový signál podľa určenej (nájdenej) intenzity, typu a poradia doručenia.

V prevádzke S510, v prípade, že zvukový signál vychádza podľa stupňa poškodenia alebo je vydávaný náhodne, zariadenie na stimuláciu vláskových buniek určí, či čas zvukového signálu uplynul alebo nie.

V kroku S512, keď čas dodávania skončil, sa začne vysielať audio signál ďalšieho vopred určeného frekvenčného pásma.

Na druhej strane, keď je na výstupe zvukový signál, zariadenie na stimuláciu vláskových buniek synchronizuje rozhranie kochleárneho modelu so zmenami v amplitúde, frekvencii alebo perióde impulzov zvukového signálu a mení farbu alebo veľkosť obrazu 300 oblasti vláskových buniek. na rozhraní modelu kochley podľa s týmito zmenami.

Spôsob stimulácie vláskových buniek podľa tohto uskutočnenia môže byť implementovaný pomocou počítača alebo užívateľského prenosného terminálu, alebo môže byť implementovaný v nemocnici alebo podobne. Okrem toho môže byť tento spôsob implementovaný na diaľku na vzdialenom mieste pomocou komunikačnej siete.

Obrázok 6 zobrazuje systém radenia na zlepšenie sluchu podľa príkladného uskutočnenia tohto vynálezu.

Ako je znázornené na obrázku 6, systém radenia pre zlepšenie sluchu tohto uskutočnenia obsahuje server 600 pre zlepšenie sluchu elektricky pripojený aspoň k jednému užívateľovi (klientovi) 602 pomocou komunikačnej siete. Komunikačná sieť tu zahŕňa káblovú komunikačnú sieť s internetom a súkromnú komunikačnú linku s bezdrôtovým internetom, mobilnú komunikačnú sieť a satelitnú komunikačnú sieť.

Server 600 na zlepšenie sluchu vytvára aplikáciu na generovanie rozhrania kochleárneho modelu znázorneného na obrázku 3 pre používateľa (klienta) 602 v súlade s požiadavkou používateľa. V tomto prípade môže server 600 na zlepšenie sluchu vytvoriť aplikáciu pomocou rôznych metód, ako je napríklad metóda sťahovania alebo metóda na vkladanie aplikácie do webovej stránky a podobne.

V prípade, že používateľ vyberie špecifický obraz oblasti vláskovej bunky 300 pomocou rozhrania kochleárneho modelu, aplikácia vytvorí zvukový signál frekvenčného pásma zodpovedajúceho oblasti vláskovej bunky zvolenej používateľom.

Potom, keď užívateľ 602 zadá spätnoväzbovú informáciu týkajúcu sa bodu intenzity, v ktorom audio signál nepočuje, pomocou nastavenia úrovne hlasitosti zvuku, sú tieto spätnoväzbové informácie poskytnuté serveru 600 na zlepšenie sluchu.

Server 600 na zlepšenie sluchu má detekčnú sekciu stimulačnej oblasti, ako je znázornené na obrázkoch 1 a 2, a určuje vopred určené frekvenčné pásmo, v ktorom je potrebná liečba pomocou prijatej informácie o odozve používateľa.

Okrem toho server 600 na zlepšenie sluchu ukladá informácie týkajúce sa daného frekvenčného pásma, určuje intenzitu, typ, poradie doručenia a podobne. signál daného frekvenčného pásma v súlade s požiadavkou užívateľa a poskytuje audio signál daného frekvenčného pásma užívateľovi (klientovi) 602 prostredníctvom komunikačnej siete v súlade so stanovenými (získanými) výsledkami.

Používateľ (klient) 602 môže mať terminál, ktorý spracováva aplikáciu a má reproduktor, a je to stolný počítač, prenosný počítač, mobilný komunikačný terminál alebo podobne.

Používateľ (klient) 602 stimuluje svoju vláskovú bunku zvukovým signálom generovaným serverom 600 na zlepšenie sluchu.

Stupeň zlepšenia sluchu, ktorý poskytuje zariadenie na stimuláciu vláskových buniek podľa tohto vynálezu, možno testovať experimentálne.

Obrázok 7 znázorňuje graf výsledkov čistého testu sluchu pre jeden subjekt. Konkrétne na obrázku 7 sú znázornené výsledky testu sluchu získané vyšetrením sluchu v rozsahu od 2000 Hz do 8000 Hz s rozlíšením 1/24 oktávy pomocou časti diagnostiky sluchu.

Ako je znázornené na obr. 7, pravé ucho subjektu má stratu sluchu plochého typu vo frekvenčnom pásme od 3000 Hz do 7000 Hz.

Obrázok 8 zobrazuje cieľové frekvenčné pásmo určené pre subjekt s výsledkami znázornenými na obrázku 7. Konkrétne, frekvenčné pásmo od 5920 Hz do 6840 Hz s prahom sluchu približne 50 dBHL je určené ako cieľové pásmo pre subjekt s výsledkami znázornenými na obrázku 7.

Zvukový signál, ako je frekvenčne modulovaný tón alebo amplitúdovo modulovaný úzkopásmový tón spojený s určitým vopred určeným frekvenčným pásmom znázorneným na obrázku 8, bol prezentovaný do pravého ucha počas 30 minút ráno a večer počas 15 dní. Zvukový signál má v tomto prípade intenzitu od 5 dBSL (SL - senzačná úroveň) do 10 dBSL.

Obrázok 9 znázorňuje reguláciu stimulácie zvukovým signálom. Konkrétne sa merala ostrosť sluchu pred stimuláciou pípaním (prípad 1), po 5 dňoch stimulácie pípaním (prípad 2) a po 15 dňoch stimulácie pípaním (prípad 3) a porovnávali sa zodpovedajúce namerané prahy sluchu.

V každom z týchto prípadov bola ostrosť sluchu meraná 10-krát s rozlíšením 1/24 oktávy a potom boli výsledky merania spriemerované, aby sa eliminovala experimentálna chyba.

Obrázok 10 ukazuje tabuľku porovnávajúcu výsledky meraní sluchu pred aplikáciou stimulačného tónu na pravé ucho a po aplikácii stimulačného tónu na pravé ucho počas 10 dní.

Na obr.11 je tabuľka porovnávajúca výsledky meraní sluchu po aplikácii stimulačného tónu na pravé ucho počas 10 dní a po aplikácii stimulačného tónu na pravé ucho počas 15 dní.

Ak sa pozrieme na obrázky 10 a 11, môžeme vidieť, že prah sluchu v danom frekvenčnom pásme sa po aplikácii zvukového stimulačného signálu zmenšuje, to znamená, že sluch sa zlepšuje.

Obrázok 12 znázorňuje graf prahu sluchu pravého ucha pred a po stimulácii zvukovým signálom.

Ako je znázornené na obrázku 12, prah sluchu (pravé ucho) vo frekvenčnom pásme od 5920 Hz do 6840 Hz pred zvukovou stimuláciou je 45,4 dBHL. Avšak prah sluchu v tomto frekvenčnom pásme po stimulácii zvukovým signálom počas 10 dní sa rovná 38,2 dBHL, to znamená, že prah sluchu klesá. Okrem toho sa prah sluchu po stimulácii zvukovým signálom počas 15 dní rovná 34,2 dBHL, to znamená, že prah sluchu sa ešte viac zníži.

Obr. 13 znázorňuje postup kontroly pokračujúceho udržiavania stavu zlepšenia sluchu po zastavení zvukového stimulačného signálu v pravom uchu.

Sluch sa meral medzi 5 a 15 dňami po ukončení sluchového stimulačného signálu.

Obrázok 14 ukazuje tabuľku výsledkov merania sluchu po zastavení zvukového stimulačného signálu v pravom uchu. Obrázok 15 zobrazuje graf zodpovedajúci tabuľke zobrazenej na obrázku 14.

S odkazom na obrázky 14 a 15 je možné vidieť, že účinok zlepšenia sluchu pretrváva aj po zastavení zvukového stimulačného signálu. Okrem toho je možné vidieť, že po 18 dňoch od ukončenia zvukového stimulačného signálu sa ostrosť sluchu zlepšuje približne o 7,9 dB.

Malo by byť zrejmé, že akýkoľvek odkaz v tejto špecifikácii na „jedno uskutočnenie“, „uskutočnenie“, „vzorové uskutočnenie“ alebo podobne. Pojem "špecifická vlastnosť, časť alebo charakteristika opísaná s odkazom na špecifikované uskutočnenie" je zahrnutá v aspoň jednom uskutočnení vynálezu. Výskyt takýchto odkazov v rôznych častiach špecifikácie nevyhnutne neznamená, že všetky odkazujú na rovnaké uskutočnenie. Navyše, keď je špecifický znak, znak alebo charakteristika opísaná s odkazom na jedno z uskutočnení, možno predpokladať, že odborníci v odbore môžu použiť takýto znak, znak alebo charakteristiku na ktorékoľvek iné z uskutočnení.

Hoci boli opísané výhodné uskutočnenia vynálezu, je jasné, že odborníci v odbore môžu k nemu urobiť zmeny a doplnky bez toho, aby došlo k odchýleniu sa od rozsahu nárokov.

NÁROK

1. Metóda stimulácie oblasti vlasových senzorických buniek pomocou zvukovej stimulácie, ktorá zahŕňa nasledujúce operácie:

a) výber frekvenčného pásma zodpovedajúceho poškodenej oblasti vlasových senzorických buniek s vysokým sluchovým prahom;

b) určenie frekvenčného pásma zodpovedajúceho poškodenej oblasti vlasových senzorických buniek ako vopred určeného frekvenčného pásma;

c) dodanie zvukového signálu s vopred stanovenou intenzitou vo vopred určenom frekvenčnom pásme na stimuláciu poškodenej oblasti zmyslových vláskových buniek,

pričom operácia (a) zahŕňa:

použitie rozhrania kochleárneho modelu, ktoré má obrazy oblasti vláskových buniek rozdelené podľa rozlíšenia 1/k oktávy, kde k je kladné celé číslo väčšie ako 2;

generovanie zvukového signálu frekvenčného pásma zodpovedajúceho zvolenému obrazu oblasti vláskových buniek, v prípade, že používateľ vyberie aspoň jeden obraz oblasti vláskových buniek, a určenie sluchového prahu pomocou informácií o odozve v súlade s výstupom zvukový signál,

pričom audio signál zodpovedá aspoň jednému signálu vybranému zo skupiny pozostávajúcej z amplitúdovo modulovaného tónu, frekvenčne modulovaného tónu, pulzného tónu a amplitúdovo modulovaného úzkopásmového šumu alebo kombinácie tónov;

okrem toho pri operácii (c) je zvukový signál generovaný s intenzitou určenou prahom sluchu.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že v prípade poškodenia viacerých oblastí vlasových senzorických buniek sa v kroku (b) určí rozsah frekvenčných pásiem zodpovedajúcich súvisle umiestneným poškodeným oblastiam ako vopred určené frekvenčné pásmo.

3. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že keď sa určí množstvo vopred určených frekvenčných pásiem, v kroku (c) sa vyšle zvukový signál podľa stupňa poškodenia alebo sa vyšle náhodný zvukový signál.

4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že pri určovaní množstva vopred určených frekvenčných pásiem sa v kroku (c) súčasne dodáva audio signál vo všetkých vopred určených frekvenčných pásmach.

5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že k je vybrané z hodnôt od 3 do 24.

6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že v kroku (b) sa ako dané frekvenčné pásmo určí frekvenčné pásmo oblasti vláskových zmyslových buniek, v ktorej prah sluchu prekračuje danú referenčnú hodnotu,

pričom uvedený spôsob ďalej poskytuje:

(d) generovanie obrazu oblasti vláskových buniek zodpovedajúceho vopred určenému vopred určenému frekvenčnému pásmu, pričom výstupný obraz oblasti vláskových buniek sa pozoruje vizuálne.

7. Spôsob podľa nároku 6, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že v kroku (c) sa vydáva zvukový signál s intenzitou nad prahom sluchu o hodnotu od 3 dB do 20 dB.

8. Spôsob podľa nároku 1, ktorý ďalej poskytuje:

Vytvorenie obrazu oblasti vláskových buniek zodpovedajúceho frekvenčnému pásmu zvukového signálu v prípade, že zvukovým signálom je amplitúdovo modulovaný tónový signál a stupeň zmeny amplitúdovo modulovaného tónového signálu je vizuálne pozorovaný v obraz oblasti vlasových buniek.

9. Spôsob podľa nároku 1, ktorý ďalej poskytuje:

generovanie obrazu oblasti vláskových buniek zodpovedajúceho frekvenčnému pásmu frekvenčne modulovaného tónového signálu v prípade, že audio signál zodpovedá frekvenčne modulovanému tónovému signálu a stupeň zmeny frekvenčne modulovaného tónového signálu je vizuálne pozorované na obrázku oblasti vlasových buniek.

10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že frekvenčne modulovaný tónový signál má rozlíšenie menšie ako 1/3 oktávy.

11. Spôsob podľa nároku 1, ktorý ďalej poskytuje:

Vytvorenie obrazu oblasti vláskových buniek zodpovedajúcej frekvenčnému pásmu zvukového signálu v prípade, že zvukový signál zodpovedá impulznému tónovému signálu, pričom určenie sa vykonáva pomocou obrazu oblasti vláskových buniek, v ktorej zvukový signál zodpovedá na pulzný tónový signál.

12. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obraz oblasti vláskových buniek má farbu alebo veľkosť, ktorá sa mení v závislosti od zlepšenia stupňa počutia.