Разработки нижегородских ученых помогут предотвратить старение организма и напечатать костные импланты
Как предотвратить развитие возрастных изменений в организме человека? Существует ли способ вылечить болезнь Альцгеймера? Как распечатать индивидуальный костный имплант? Можно ли определить состав продуктов в местной кулинарии с помощью смартфона?
И почему в будущем электроэнергия станет дешевле? На эти и другие сложные научные вопросы ответили молодые ученые, ведущие исследования и разработки на базе научно-образовательного центра мирового уровня «Техноплатформа 2035», в рамках пресс-тура, организованного АНО «Национальные приоритеты» совместно с Нижегородским государственным университетом им. Н.И. Лобачевского (ННГУ им. Н.И. Лобачевского).
Среди первых научно-образовательных центров мирового уровня, созданных в рамках национального проекта «Наука и университеты», – Нижегородский НОЦ «Техноплатформа 2035». Одно из основных направлений его научных исследований – высокотехнологичная персонализированная медицина и медицинское приборостроение. Ученые создают современные приборы, импланты, приложения, необходимые при современных подходах к диагностике и лечению различных заболеваний. Так, например, команда молодых ученых Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н.И. Лобачевского во главе с доктором биологических наук Марией Ведуновой ведет исследования по вычислению биологического возраста человека, которые позволят в будущем не только продлить здоровую и активную жизнь человека, но и предотвратить развитие у него онкологических, сердечно-сосудистых и дегенеративных заболеваний.
Благодаря анализу крови и определению изменений в ДНК медики смогут давать индивидуальные рекомендации по корректировке образа жизни или диеты пациентам с ранними возрастными изменениями. Учеными Приволжского исследовательского медицинского университета, также входящего в состав НОЦ мирового уровня «Техноплатформа 2035», была разработана технология создания прецизионных имплнтатов из костнозамещающих материалов. Уникальность разработки заключается в возможности изготовления индивидуальных имплантов с высокой точностью соответствия костному дефекту, а также в запатентованной методике их производства.
Для создания имплантата команда молодых ученых во главе с кандидатом медицинских наук Романом Горбатовым по данным компьютерной томографии моделирует и изготавливает на 3D-принтере специальную матрицу – «медицинскую формочку», внутренняя поверхность которой соответствует дефекту кости, и наполняет ее быстрозатвердевающим костнозамещающим материалом. Такая методика не только сокращает сроки производства имплантов до двух дней, но и позволяет замещать костные дефекты любой сложности, формы и размеров.
Кроме того, благодаря возможности добавления в состав костнозамещающего материала антибиотиков снижаются риски развития инфекционных осложнений. Предполагается, что в будущем в состав имплантатов можно будет включать и другие лекарственные препараты, например, для лечения онкологических заболеваний. На сегодняшний день с использованием методики проведено более 50 успешных операций. Среди других важнейших направлений деятельности НОЦ мирового уровня «Техноплатформа 2035» – инновационные производства, компоненты и материалы. Одна из разработок ученых в этой области – волоконнооптические спектральные сенсоры. Сложная система, размером не больше шариковой ручки, представляет собой прибор-зонд, способный определить состав любой смеси – жидкой, порошковой или газообразной. Внедрение такой разработки, например, в нефтяной трубопровод позволит проанализировать состав нефти на предмет наличия посторонних веществ и сигнализировать оператору, предотвратив тем самым развитие аварийной ситуации.
Использование прибора на АЗС позволит автовладельцу выбрать бензин или омыватель без вредных примесей и химических веществ; анализ чернильного спектра с использованием прибора поможет криминалистам в установлении даты и способа создания тех или иных документов; а покупателю в продуктовом магазине прибор поможет определить свежесть и состав готового продукта. Один из создателей инновационных спектральных сенсоров, младший научный сотрудник Лаборатории химии высокочастотных веществ им. Г.Г Девятых РАН (ИХВВ РАН) Александр Вельмужов рассказывает, что в будущем подобные приборы будут внедряться в смартфоны, что позволит его владельцам определять состав выдыхаемого человеком воздуха и диагностировать такие сложные заболевания, как например, сахарный диабет.
Научно-образовательные центры мирового уровня призваны объединить потенциал науки, образования и бизнеса для подготовки кадров, создания новых технологий и продуктов, востребованных не только на российском, но и зарубежных рынках. Основным результатом деятельности НОЦ станет присутствие Российской Федерации в числе ведущих стран мира в области исследований и разработок.