Extremely polysubstituted magnetic material based on magnetoplumbite with a hexagonal structure: Synthesis, structure, properties, prospects

Crystalline high-entropy single-phase products with a magnetoplumbite structure with grains in the µm range were obtained using solid-state sintering. The synthesis temperature was up to 1400 °C. The morphology, chemical composition, crystal structure, magnetic, and electrodynamic properties were studied and compared with pure barium hexaferrite BaFe 12 O 19 matrix. The polysubstituted high-entropy single-phase product contains five doping elements at a high concentration level. According to the EDX data, the new compound has a formula of Ba(Fe6Ga1.25In1.17Ti1.21Cr1.22Co1.15)O19. The calculated cell parameter values were a = 5.9253(5) Å, c = 23.5257(22) Å, and V = 715.32(9) Å3. The increase in the unit cell for the substituted sample was expected due to the different ionic radius of Ti/In/Ga/Cr/Co compared with Fe3+. The electrodynamicmeasurements were performed. The dielectric and magnetic permeabilities were stable in the frequency range from 2 to 12 GHz. In this frequency range, the dielectric and magnetic losses were??0.2/0.2. Due to these electrodynamic parameters, this material can be used in the design of microwave strip devices. © 2019 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Funding: The work was supported by the Russian Science Foundation, project No. 18-73-10049

Medical feasibility of cinesiatrics in cases of orthopedic pathologies

Objective: Dynamic evaluation of pain syndrome of clinical and functional disorders in patients with degenerative-dystrophic pathologies of the spine while implementing the cinesiatrics. Materials and methods. Studied 100 patients, men - 55, women - 45. Median age men - 35.2 years, women — 42.6 years. Knowledge workers mostly prevailed. We have proved the orthopedic effectiveness of cinesiatrics methods for the dynamics of psycho-emotional disorders, pain syndrome, stress levels and autonomic dysfunction the body-weight index.Цель исследования: изучение динамики болевого синдрома ортопедических и клинико-функциональных нарушений у пациентов с дегенеративно-дистрофическими изменениями позвоночника при использовании силовой кинезитерапии в процессе лечения. Материалы и методы. Изучено 100 больных, мужчин было 55 человек, женщин - 45. Средний возраст мужчин 35,2 года, женщин - 42,6 года. Доминировали работники умственного труда. Доказали эффективность проведения курса кинезитерапии по динамике ортопедических и психоэмоциональных нарушений, болевого синдрома, уровня стресса и вегетативной дисфункции, индекса массы тела

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ БОР-НЕЙТРОНОЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ НА РАЗЛИЧНЫЕ ОПУХОЛЕВЫЕ И НОРМАЛЬНУЮ КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ

Introduction. Boron neutron capture therapy (bnct) is a promising method for treating tumors, in particular, infiltrative malignant tumors, due to the selective destruction of tumor cells without damaging the surrounding normal tissues. This type of therapy is based on nuclear reaction of neutron capture by stable 10b isotope. For the successful implementation of bnct, boron delivery drugs that must be selectively accumulated in malignant cells in a sufficient amount, and a neutron source with the energy required for the neutron capture reaction are needed. At the budker institute of nuclear physics, the accelerator-based neutron source was designed with flux parameters allowing studies on bnct to be conducted.Objective: to assess the effect of bnct on tumor and normal cell lines using borphenylalanine (bpa), borcaptate (bsh) and liposomal borcaptat as boron delivery drugs.Materials and methods. Human cell cultures: glioblastoma (u87), colorectal human adenocarcinoma (sw-620), human melanoma (sk-mel28) and primary embryonic cell lines were irradiated with a neutron flux at the presence of bpa, bsh and liposomal bsh with a concentration of 10b 40 μg/ml. The short-term cytotoxic effect of irradiation was evaluated using trypan blue. Cell survival 96 hours after irradiation was determined using mtt test, and survival fraction was evaluated using the clonogenic test.Results. Early cytotoxic effects of irradiation were not observed for all 4 cell lines. According to mtt and clonogenic tests, the most pronounced effect of bnct was noticed for sw-620 and u87 lines, regardless of boron delivery drug used. For sk-mel28 line, the best effect was achieved after irradiation with liposomal borocaptate. For the primary transplanted embryonic line, high toxicity was revealed when bnct was performed with borphenylalanine and borcaptate.Conclusion. The data obtained indicate that the accelerator-based bnct using boron delivery drugs, such as borphenylalanine, borcaptate and liposomal borcaptat, has a positive effect on tumor lines of glioblastoma, colorectal adenocarcinoma and melanoma.Введение. В институте ядерной физики им. Г.и. Будкера СО РАн был сконструирован источник нейтронов ускорительного типа с параметрами потока, позволяющими проводить эксперименты по бор-нейтронозахватной терапии (БнЗТ). В основе БнЗТ лежит микроядерная реакция внутри клетки, возникающая в результате поглощения нейтрона стабильным изотопом 10B.Целью исследования явилось определение влияния БнЗТ на опухолевые клеточные линии и на первично-перевиваемую эмбриональную линию с использованием борфенилаланина (BPa), боркаптата (BsH) и липосомального боркаптата в качестве препаратов бора.Материал и методы. клеточные культуры человека: глиобластома (u87), колоректальная аденокарцинома  человека (sW-620), меланома человека (sK-Mel28) и первичная эмбриональная клеточная линия были  облучены потоком нейтронов в присутствии препаратов бора с концентрацией 10В 40 мкг/мл.Результаты. Ранних цитотоксических эффектов облучения (через 2–4 ч) в отношении всех 4 линий клеток при окрашивании трипановым синим обнаружено не было. По данным МТТ и клоногенного тестов наиболее выраженное снижение выживаемости после БнЗТ было отмечено для линий sW-620 и u87 вне зависимости от используемого препарата доставки бора. Для линии sK-Mel28 наилучший цитотоксический эффект был достигнут при облучении с липосомальным боркаптатом. Для первично-перевиваемой эмбриональной линии была выявлена высокая токсичность при проведении БнЗТ с препаратами борфенилаланина и боркаптата.Выводы. Анализ полученных данных указывает на эффективность воздействия БнЗТ, проводимой на источнике нейтронов ускорительного типа иЯФ СО РАн, на опухолевые линии глиобластомы, колоректальной  аденокарциномы и меланомы при использовании препаратов борфенилаланин, боркаптат и липосомальный боркапта

ЦИТОПАТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ БОР-НЕЙТРОНОЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ НА УСКОРИТЕЛЬНОМ ИСТОЧНИКЕ ЭПИТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ ДЛЯ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК ГЛИОБЛАСТОМЫ ЧЕЛОВЕКА

Boron neutron capture therapy (BNCT) is a targeted therapy based on a selective damage to cancer cells due to the interaction between boron-10 isotope and neutron. Reactor-based BNCT has been found to be effective in the treatment of high-grade gliomas. It is believed that compact accelerator-based neutron sources will ensure widespread adoption of the technique in clinical practice. New accelerator-based neutron sources are being actively developed all over the world. At the Institute of Nuclear Physics (Russia), the accelerator-based neutron source was developed for pre-clinical studies of BNCT.Purpose: to determine the cytopathic effects of accelerator-based BNCT on the human U87-glioblastoma cell line and to select a concentration of boron drugs that do not have a toxic effect on the cells before irradiation in vitro.Material and Methods. To assess the cytopathic effects (MTT test and colony-forming assay) of various concentrations of boron-containing drugs, U87 cells were incubated with boronophenylalanine (BPA) and sodium borocaptate (BSH) for 1, 2 and 10 days. The effect of BNCT on the U87 cell line was determined using colony-forming assay.Results. The MTT test showed a decrease in cell survival at a boron-10 isotope concentration of 160 μg/ml after 48 hours and 640 μg/ml after 24 hours of incubation for BPA. The cytopathic effects for sodium BSH appeared at a boron concentration of 80 µg / ml after 48 hours of incubation, and survival fraction of cells was reduced to 89 % compared to the control. According to the colonyforming assay, the cytotoxic effects of BSH and BPA at a boron concentration of 40 µg/ml in the medium were 79.6 and 84 %, respectively. The proportions of surviving cells were 18 ± 2 % and 13 ± 2 % after epithermal neutron irradiation in the presence of boronophenylalanine and in the presence of sodium borocaptate, respectively. Cell death without boron drugs occurred due to the neutron elastic scattering, nuclear reactions of thermal neutron capture by hydrogen and nitrogen, and accompanying gamma radiation.Conclusion. The study clearly showed a decrease in the proportion of surviving U87 cells after accelerator-based BNCT in the presence of 10B-enriched BSH and BPA. Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) – экспериментальный метод лучевой терапии, основанный на селективном повреждении клеток злокачественных опухолей за счет реакции между изотопом бор-10 и нейтроном. Клинические исследования на ядерных реакторах доказали эффективность данного вида терапии для пациентов с глиомами высокой степени злокачественности. Считается, что широкое внедрение методики в клиническую практику обеспечит компактные источники нейтронов на основе ускорителей заряженных частиц. Во всем мире ведется активная разработка новых ускорительных источников нейтронов, в том числе и в России: в Институте ядерной физики СО РАН был предложен и создан такой источник, на котором в настоящее время проводят доклинические испытания БНЗТ.Цель исследования – определить цитопатические эффекты БНЗТ на ускорителе эпитепловых нейронов для культуры клетки глиобластомы человека U87 и выбрать концентрацию препаратов бора, не оказывающую токсического влияния на клетки до облучения in vitro.Материал и методы. Клетки линии U87 инкубировали с борфенилаланином (BPA) и боркаптатом (BSH) в течение 1, 2 и 10 сут в различных концентрациях. Оценку цитопатических эффектов препаратов бора проводили с помощью МТТ-теста и клоногенного теста. Эффективность БНЗТ на клеточной линии U87 определяли на основании клоногенного теста.Результаты. МТТ-тест показал снижение выживаемости клеток при концентрации изотопа бора-10 в среде 160 мкг/мл через 48 ч и 640 мкг/мл через 24 ч инкубации для BPA. Цитопатические эффекты BSH проявляются при концентрации бора 80 мкг/мл после 48-часовой инкубации, а доля выживших клеток снижается до 89 % по сравнению с контролем. Согласно клоногенному тесту, цитотоксические эффекты препаратов BSH и BPA при концентрации бора в среде 40 мкг/мл составили 79,6 и 84 % соответственно. При облучении клеток эпитепловыми нейтронами в присутствии BPA доля выживших клеток составила 18 ± 2 %, в присутствии BSH – 13 ± 2 %. Гибель клеток без препаратов бора обусловлена упругим рассеянием нейтронов, ядерными реакциями поглощения тепловых нейтронов водородом и азотом и сопутствующим γ-излучением.Заключение. Проведенное исследование наглядно показало уменьшение доли выживших клеток линии U87 после БНЗТ на ускорительном источнике эпитепловых нейтронов в ИЯФ СО РАН в присутствии препаратов BSH и BPA, обогащенных изотопом 10В