Поволжье славится не только красивыми пейзажами и историческими достопримечательностями, но и инновационными разработками ученых, в том числе и в области медицины. Стоит отметить, что наиболее выдающиеся разработки делаются вузами. В масштабах всей страны они являются настоящими научными лидерами, которые работают над созданием новых препаратов и технологий, способствующих улучшению качества жизни многих людей. И активно им в этом сегодня помогают государственные программы поддержки.
В лидерах Прикамье. Изучение последних разработок ученых Поволжья в области медицины позволяет дать однозначный вывод. Больше всего научных инфоповодов и открытий создает Пермский край. Мы выделили самые заметные за последнее время.
Все знают, что инсульт можно обнаружить, попросив человека улыбнуться. Но если это невозможно сделать, то на помощь придет разработка ученых Пермского политеха (ПНИПУ). В ноябре 2022 г. они сообщили о том, что создали приложение для смартфонов, которое позволяет определить признаки такого острого состояния, как инсульт, по лицу. По словам руководителя проекта, ассистента кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Ивана Шитоева, пользователь должен сделать фотографию лица, после этого ПО использует технологию фотограмметрии, строит 3D-модель лица в виртуальной среде и определяет реперные точки на его поверхности. Инсульт, поражение лицевого нерва или черепно-мозговая травма могут быть обнаружены по остро возникшей асимметрии лица. Полезным данное приложение может стать для сотрудников скорой медицинской помощи, стоматологов, хирургов и даже косметологов.
Еще одна разработка от Пермского политеха — бионический ушной имплант. По статистике, один ребенок из 5 тысяч рождается с микротией — недоразвитием или отсутствием ушной раковины, что закономерно приводит к проблемам со слухом. Совместно с коллегами из ПГМУ и МГМСУ разработана конструкция, объединяющая в себе восстановление костной проводимости звука и эстетику утраченного органа. Как рассказал доцент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ Игорь Безукладников, конструкция включает в себя протез уха, фиксирующую систему, микрофон, блок обработки звука и модуль радиоканала Bluetooth для беспроводного управления и приема внешних аудиосигналов. На данный момент разработка находится на стадии доклинических испытаний.
Но этим список достижений ученых Пермского политеха не исчерпывается. В прошлом году они разработали интеллектуальный механизм, который позволит своевременно обрабатывать запросы на госпитализацию на уровне отделений лечебно-профилактического учреждения. Определенные интеллектуальные алгоритмы позволят в режиме «здесь и сейчас» отслеживать текущее состояние системы массового обслуживания пациентов. Для ускорения обработки данных учитываются даже такие факторы, как наличие сезонных заболеваний и простуд, внешние и внутренние неполадки в системе учреждений (сокращение медицинских специалистов, неисправность и ремонт помещений, оборудования), интервалы времени между записью пациентов и другое.
В 2023 году ученые вуза не снижают темпов презентации новых разработок. Сотрудники ПНИПУ усовершенствовали конструкцию волоконного иттербиевого лазера, и в отличие от других устройств он сможет уничтожать опухолевые клетки без вреда для организма человека. Лазерные источники излучения обладают уникальными свойствами. Например, при онкологии, инфекционных или кожных заболеваниях используют фотодинамическую терапию, в процессе которой необходимо перестраивать длину волны излучения. Однако не все виды лазерной техники позволяют это делать. А новая разработка пермских ученых может. Утверждается, что разработку можно использовать в создании отечественных медицинских лазеров, что позволит обеспечить технологический суверенитет страны, столь необходимый в нынешнее непростое время.
Закончить перечисление изобретений ученых Пермского политеха можно математической моделью, которая позволит выращивать новую кожу. Как сообщили в пресс-службе вуза, разработка этого проекта велась в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
«Специалисты из области тканевой инженерии смогут использовать разработанную технологию для подбора наиболее эффективного плана восстановления эпителия с учетом индивидуальных особенностей строения клеток человеческого тела», — говорится в сообщении. Математическая модель позволяет разрабатывать скаффолды — структуру с ячейками в виде решеток, которые используются для восстановления тканей и затем рассасываются. Специалисты в области тканевой инженерии подготавливают скаффолд, который заполняют клетками костной ткани и помещают в питательную среду, где клетки начинают интенсивно расти по «каркасам». Таким образом выращивается костная ткань, которая вживляется на место перелома.
Премии за научный вклад. Насыщенной научной жизнью живет и Республика Башкортостан. Выводы о значимых разработках и проектах в медицине можно сделать на основе недавно подписанного главой региона Радием Хабировом указа о присуждении коллективам ученых государственных премий в области науки и техники. Так, премия присуждена Мухарраму Бикбову, Азату Халимову, Эмину Усубову за разработку технологии молекулярно-энергетической хирургии и медицинских изделий для ультрафиолетового кросслинкинга тканей глаза. Это очень актуальная тема, ведь в 2020 году близорукостью страдали 2,6 млрд человек всех возрастов, а к 2050 году ожидается, что такие проблемы со зрением будут уже у 5 млрд человек, то есть почти у половины населения планеты.
Вышеупомянутый авторский коллектив более 15 лет изучает возможности сохранения, восстановления зрения и внедрения передовых способов коррекции патологических процессов на основе технологии молекулярно-энергетической хирургии, позволяющей проводить ультрафиолетовый кросслинкинг биотканей. И за это время в данном направлении в Башкирии сложилась целая научная школа. Сформулирована концепция патогенетического воздействия ультрафиолетового кросслинкинга роговицы на структуры глаза. Для лечения кератэктазий, эндотелиально-эпителиальной дистрофии в практику внедрены оригинальные клинические протоколы ультрафиолетового кросслинкинга роговицы, разработаны новые медицинские изделия для ультрафиолетового кросслинкинга биотканей, внедрена технология молекулярно-энергетической хирургии, позволяющая выполнять ультрафиолет-индуцированный кросслинкинг коллагена роговицы, склеры, изолированных алло- и ксено- трансплантатов.
Другая работа, удостоенная госпремии, проведена на стыке медицины и строительства и посвящена разработке концепции, проектированию и строительству ковид-госпиталей в Башкирии (авторы — А. В. Стариков, М. В. Петрова, М. Я. Масаллимов, А. А. Рахматуллин, А. С. Рахматуллин). Первые месяцы пандемии еще свежи в нашей памяти. COVID-19 повлиял на все сферы жизни, а основной удар приняла система здравоохранения. Мы помним, что требовалось в кратчайшие сроки строить ковидные госпитали и инфекционные больницы нового формата. И специалисты из Башкирии справились с этим. Разработанный и реализованный в республике проект быстровозводимого инфекционного госпиталя из легких тонкостенных стальных конструкций, соответствующий санитарным и строительным нормам, позволил сократить строительный объем на 12%, материалоемкость строительства на 14% в сравнении с ранее возводившимися объектами-аналогами. Срок изготовления и монтажа здания составлял менее двух месяцев, и в условиях пандемии это позволило последовательно возвести в Башкирии четыре таких объекта — в Уфе, Стерлитамаке, Сибае и Туймазах. Благодаря этим решениям удалось спасти тысячи жизней.
Нацпроект в помощь. В 2022 году ученые Нижегородского государственного университета (ННГУ) имени Н. И. Лобачевского разработали новую модель биокерамики, в которой улучшили ее антибактериальные свойства и биосовместимость. Разработка открывает новые перспективы в производстве медицинской керамики и покрытий металлических биоматериалов. Модель предполагает добавление антибактериального агента — ионов висмута, что позволяет снизить риски послеоперационных инфекций и повторных вмешательств. Также биокерамику модифицировали ионами натрия и фтора, что сделало материал более стабильным и биосовместимым. Полученное соединение является кристаллохимическим аналогом кости.
«Привычное наполнение импланта антибиотиками чревато их распространением по всему организму. Использование биокерамики на основе фторапатита не только снижает риски инфицирования после имплантации, но и защищает здоровые клетки организма от гибели под действием антибактериального компонента», — отметил соавтор исследования, доцент кафедры аналитической и медицинской химии химического факультета ННГУ Евгений Буланов.
В 2023 году ученые этого же университета усовершенствовали структуру гидрогелевых матриц, которые используются для восстановления клеток головного мозга. Перспективным инструментом восстановления головного мозга от последствий тяжелых травм и опухолей являются скаффолды — трехмерные биоактивные матриксы на основе гиалуроновой кислоты. Конструкции поддерживают анатомическую структуру ткани и обеспечивают свободное движение биологических жидкостей в зоне поражения. Постепенно матрица замещается естественной тканью, восстанавливая функции утраченных участков головного мозга.
И совсем свежая новость — в начале апреля пресс-служба Правительства Нижегородской области сообщила, что ученые из НГУ предложили новый алгоритм лечения людей с патологией сердца и легких. Метод основан на использовании бета-адреноблокаторов третьего поколения и антагонистов кальция. «Бета-блокаторы улучшают показатели продолжительности и качества жизни. Но когда кардиолог видит у пациента сопутствующую бронхиальную астму, он понимает, что для них есть противопоказания. Врач должен быть уверен, что риски будут минимальны. Мы доказали, что применение бета-блокаторов третьего поколения у пациентов с легкой и средней степенью бронхиальной астмы не только сокращает приступы стенокардии и увеличивает переносимость физических нагрузок, но и положительно влияет на бронхолегочную систему. Улучшается функция эндотелия, снижается давление в легочной артерии», — отметила и.о. директора Института клинической медицины ННГУ, профессор Наталья Григорьева.
Стоит отметить, работа над всеми тремя проектами велась в соответствии с целями нацпроекта «Наука и университеты».
Студенческие инициативы и серийное производство инновационных изделий. Популярны и весьма практичны разработки молодых ученых. Например, студентка стоматологического факультета Казанского государственного медуниверситета создала тренажер из медицинского силикона для лечения разных дисфункций височно-нижнечелюстного сустава. Проект победил на конкурсе студенческих стартапов, который проводят при поддержке нацпроекта «Наука и университеты». Тренажер предназначен для пациентов, которые не могут полностью открыть рот, например, после удаления зубов или перелома челюсти. Также подобные проблемы возникают из-за того, что у человека мало жевательной нагрузки. Тренировки необходимо проводить 3-4 раза в день по 3-4 минуты. Себестоимость изобретения гораздо дешевле капы, которая изготавливается индивидуально.
А разработка студентов и ученых Самарского университета им. Королева расширит возможности врачей в зоне боевых действий или ЧП. Их проект по созданию портативного прибора антишоковой физиотерапии для оказания оперативной медпомощи в полевых условиях, например в зоне боевых действий или ЧП, стал победителем конкурса «Студенческий стартап» и получит финансовую поддержку Фонда содействия инновациям. С помощью такого прибора можно будет снимать у пострадавшего или раненого болевой синдром или стрессовое состояние, выводить из шокового состояния, усиливать действие лекарств.
Продолжая тему развития науки в Самарской области, необходимо сказать, что важным событием стало открытие в ноябре 2022 года Центра серийного производства (ЦСП) Самарского государственного медуниверситета Минздрава России. Главная цель проекта — масштабирование накопленного в вузе опыта в разработке и выпуске инновационных медицинских изделий. Продукция будет быстро выводиться на рынок и способствовать обеспечению технологического суверенитета России в сфере медицины. Сегодня в центре уже выпускают ряд продуктов, разработанных в СамГМУ. В их числе линейка реабилитационных тренажеров ReviVR и ReviMotion, а также первая отечественная система хирургической навигации AUTOPLAN.
Еще на площадке серийного производства расположен Центр НТИ «Бионическая инженерия в медицине» СамГМУ. Там выпускают разработанные в университете индивидуальные эндопротезы из титана и циркониевой керамики — биоинертного материала с уникальной способностью прирастать к кости.
В дальнейшем в ЦСП планируется организовать крупносерийный выпуск изделий для телемедицины. Будет налажено производство разработанных в СамГМУ цифровых тонометров, фонендоскопов и спирометров. Открытие центра стало возможным благодаря участию университета в программе стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В авангарде науки. Что касается других прорывных открытий из регионов ПФО, то особо отметить можно два недавних. Благодаря открытию сотрудников Пензенского госуниверситета стало возможным проводить эффективную терапию закрытого разрыва ахиллова сухожилия с последующим полным восстановлением его функций. Разработка применяется как при свежих разрывах, так и при застарелых. Оба метода запатентованы, и ксеноперикардиальные пластины производит для России и всего мира пензенское научно-производственное предприятие «МедИнж». Медицинский прорыв совершили доктор медицинских наук, заведующий кафедрой «Травматология, ортопедия и военно-экстремальная медицина» ПГУ Станислав Сиваконь и старший преподаватель кафедры Сергей Сретенский.
Неожиданное для обывателей открытие сделали недавно специалисты из Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева. Они утверждают, что удалось создать препарат от рака, в основу которого лег борщевик Сосновского, известный своей фототоксичностью. Исследователи вуза выделили из борщевика фуранокумарины. Эти биоактивные соединения реагируют на УФ-излучение, связываясь с ДНК опухолевых клеток. В итоге раковые клетки теряют возможность делиться и гибнут путем самоуничтожения. По словам ученых, новое лекарство безопасно и не вызывает побочных эффектов.
«Фармакология и фармация сегодня — одни из динамично развивающихся направлений в вузе. Наши исследователи разрабатывают средства для лечения онкологических заболеваний, диабета, контроля свертываемости крови. Новое средство — ультрафиолетовый фотосенсибилизатор — очередной прорыв наших ученых. В мире нет аналогов с подобными свойствами», — прокомментировал ректор МГУ им. Н. П. Огарева Дмитрий Глушко.
