В Образовательном центре «Сириус» с курсом научно-популярных лекций выступил начальник лаборатории биомедицинских нанотехнологий, доцент Института биомедицинских систем «МИЭТ», заведующий лабораторией биомедицинских нанотехнологий Сеченовского университета Александр Герасименко. Он рассказал о современных сферах применения лазеров в медицине. Ученые национально-исследовательского университета разработали новый метод в лазерной хирургии, который позволит быстро и безопасно проводить послеоперационную реабилитацию. Кроме того, научные сотрудники трудятся над внедрением наноматериалов в области имплантологии и проводят исследования в наноэлектронике. Все эти темы были рассмотрены на лекции для участников сентябрьских образовательных программ «Сириуса».
Ученые Национального исследовательского университета «МИЭТ» вместе с коллегами из Сеченовского университета разработали новую технологию восстановления тканей после операций без применения традиционных хирургических игл и нитей. По новой методике операции можно будет проводить с использованием биоорганического состава в качестве припоя. Врачи будут наносить его на края раны и затем припаивать с помощью лазера. Такая методика позволит избежать послеоперационных рубцов как на коже, так и на внутренних органах. Это не только улучшит эстетический вид тканей. В случае с операциями на внутренних органах вместо грубого рубца будет оставаться минимальный герметичный шов, а значит, сохранятся кровообращение и все функции органов.
«Если инновационный метод применить на сердце после операции, то мы восстановим орган с минимальным рубцом, который будет виден только с помощью микроскопа. Таким образом, мы сохраним все функции органа. Безусловно, методика будет очень востребована и в эстетической медицине. В настоящее время над внедрением этого метода параллельно работают специалисты нескольких мировых научных институтов. И в этом плане я могу сказать, что Россия ближе всех к внедрению в хирургическую практику. Проведенные нами ранние клинические испытания метода действительно подтвердили отсутствие рубца. По предварительным прогнозам, мы можем говорить о практическом применении в течение ближайших трех лет», – считает руководитель исследования, доцент Института биомедицинских систем НИУ «МИЭТ», заведующий лабораторией Сеченовского университета Александр Герасименко.
В основе припоя – транспортный белок крови альбумин. Он и другие компоненты состава поглощают лазерное излучение и концентрируют его в области раны. Материал припоя, который изначально находится в жидком состоянии, становится твердым и соединяет ткани. А после их заживления он выводится из организма пациента.
Еще одно приоритетное направление работы ученых МИЭТ – создание наноматериалов и инновационных покрытий для имплантов. Улучшение совместимости их поверхности с разными видами ткани обеспечит лучшую приживаемость.
Так, специалисты разработали новый метод лазерной 3D-печати сердечных имплантатов. Это позволит в короткий срок после инфаркта миокарда провести реабилитацию пациента: ее метод основан на формировании многослойных структур из углеродных нанотрубок с молекулами белков альбумина и коллагена, а также полисахарида из панцирей ракообразных – хитозана.
Кроме того, ученые МИЭТ выступили одними из разработчиков искусственных связок суставов. Инновационные имплантаты состоят из бесшовной трубки из волокон полиэтилентерефталата, которая покрыта белком коллагеном, армированным каркасом из углеродных нанотрубок. Научные сотрудники выяснили, что такое покрытие улучшает восстановление и прорастание костной ткани, а значит, риски отторжения таких имплантатов значительно ниже, а приживаемость лучше по сравнению с традиционными синтетическими покрытиями.
«Наноматериалы по структуре и свойствам похожи на некоторые элементы нашего организма. Например, белковые цепочки по структуре и функциям схожи с углеродными нанотрубками. Таким образом, добавление углеродных наноматериалов в биологические объекты придает им необходимые механические и электрофизические свойства. Если взять сердечную ткань, она также обладает электропроводящими свойствами. Есть такой термин bio-inspired, то есть вдохновленный природой. И это очень актуально в разрезе применения нанотехнологий», – поясняет Александр Герасименко.
Доцент Института биомедицинских систем рассказал и том, над какими еще направлениями работают ученые МИЭТ.
«Это области наноэлектроники, то есть разработка новых компонентов электронной базы. Например, мы проектируем новые катоды, которые применяются для рентгеновских источников, и электропроводящие соединения в наноэлектронике. Наши ученые разрабатывают биоэлектронные устройства, предназначенные для диагностики, а также восстановления биотканей. Среди приоритетных направлений – внедрение медицинского оборудования, оно позволит выявлять разные заболевания, в том числе онкологические, экспресс-методом на ранней стадии. Сейчас как никогда очень важна работа в сфере разработки медицинской техники и материалов», – отметил эксперт.
Во время лекции школьники могли задать спикеру любые вопросы. Чаще всего ребята спрашивали о типах лазеров и принципах их работы: как лазерное излучение используется для создания 3D-принтеров, а также какое современное оборудование необходимо для диагностики и лечения разных заболеваний.
Подобные лекции для ребят от известных ученых и экспертов проводятся в «Сириусе» регулярно. Благодаря им школьники получают возможность узнать о трендах и задачах современной науки, открытиях и исследованиях, над которыми специалисты работают прямо сейчас.
