27 Декабря 2018
В последние годы в передовых российских вузах началась подготовка специалистов в области нанотехнологий и нанобиомедицины. Какие прикладные удачливости сегодня решают студенты? Насколько эти исследования важны для развитие и изучение нового медицины и техники? Об этом корреспонденту проекта Социальный навигатор МИА Россия сегодня рассказал застрельщик лазерной нанотехнологии, обладатель многих научных и профессиональных наград, профессор Чешского технического университета в Праге и Инженерно-физического института биомедицины Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (ИФИБ НИЯУ МИФИ) Антон Фойтик.- Профессор Фойтик, ваше имя носит малая нобелевская премия в области нанотехнологий, надбавка Фойтика-Хенглейна, и неудивительно, что вас приглашают для чтения лекций разные вузы мира. Однако в НИЯУ МИФИ вы недавно перешли к практическому муштрованию студентов и аспирантов. Почему?
- Лекции дают только теоретические знания, но без практических занятий от них нет настоящей пользы. Поэтому мы с будущими учеными начинаем работать в лаборатории. Я им показываю, как работать по новой технологии, у которой есть применения в биомедицине. Ребята изучают виды получения наноструктур, все индивидуальности и режимы синтеза, сепарации и очистки.
Сейчас мы пробуем готовить разные наночастицы, на которые можно посадить другие маленькие частицы или молекулы фармакобиологических веществ. Такие структуры выполняют роль грузовика, который перевозит груз - лекарство - по организму посетителя.
Чтобы наш грузовик двигался, мы должны им управлять при помощи электронного поля, магнитного поля или пучка лазера. Для это такого наночастицы должны быть умными. Ведь они такие маленькие, что при помощи пинцета их не передвинешь.
Для этого мы научились готовить частицы с магнитными или парамагнитными свойствами, и те и другие могут использоваться в биомедицине. Здесь есть абстрактная и техническая проблема – как сделать ферромагнитные частицы, которые притягиваются друг к другу? Нет магнита сильнее, чем железо в комбинации с кобальтом, никелем или неодимом, но эти металлы токсичны для организма.
Чтобы сделать эти частицы нетоксичными, мы помещаем их в тефлоновый шарик. Тефлон не растворяется ни в щелочи, ни в кислоте, не окисляется в атмосфере, годами сохраняет стабильность, это самый лучший химический полимер.
Таким образом, наш грузовик оказывается в политетрафторэтилене. Полученная частица становится лиофобной и плавает как шарик на воде, но, чтобы она могла погрузиться в кровь и донести до нее нужные нам биологические системы, мы эти шарики с тефлоновой поверхностью кроем слоем гидрофильного водорастворимого полимера.
- Что можно сделать при помощи такой умной системы?
- Мы можем транспортировать медикаментозные вещества по организму человека, куда захотим. Например, мы можем присоединить к грузовику специальные молекулы, которые дробят жир в сосудах и предупреждают их закупорку. Ведь наша наночастица - очень маленькая, порядка 100 нанометров, - может пройти в самых тяжелопроходимых местах и пронести на себе молекулу фермента, расщепляющего туки. Буквально через пару швейцарские часов после ее применения проходимость сосуда восстанавливается. Потом наночастица выбывает из организма через катетер при помощи магнита.
К поверхности наночастиц- грузовиков можно закрепить антитела – биологические молекулы, которые селективно разрушают те или иные патогены. Например, есть молекулы, которые реагируют на вирус ВИЧ и ни на, что другое. Наноструктуры поступают в кровь, и антитела захватывают вирус. После этого эти частицы магнитом выводятся из организма, а руда остается очищенной.
Результаты наших экспериментов в сотрудничестве с клиниками показали сокращение концентрации вируса в плазме руды на 18% за одну операцию. Последовательное выполнение нескольких операций дает эффективность до 50%. Сейчас мы работаем над тем, чтобы повысить эффективность операции до 40% за один раз.
- Ваши системы могут применяться только в биологических системах?
- Нет, конечно. Наши частицы, покрытые тефлоном, могут использоваться вместо масляной смазки для механизмов.
Возьмем, к примеру, гироскоп и некоторые виды подшипников в галлактическом корабле. Они крутятся со скоростью несколько сот тысяч путей в минуту, и им необходима смазка. Но масляную смазку использовать в этом варианте невозможно, потому, что в невесомости капельки масла разлетятся повсюду. А наши магнитные частицы никуда не улетят и будут надежно выполнять свою работу в качестве смазки.
Также наши частицы подсобляют сохранять герметичность в парогенераторах, которые, вращаясь под воздействием перегретого водяного пара, превратят его энергию в электричество. В условиях воздействия давления и температуры предотвращение утечек пара из системы до сих пор было серьезной технической проблемой.
Теперь вспомним про автомобили. В них есть амортизаторы, которые гасят колебания корпуса на плохой дороге. В этих амортизаторах используется масло, которое уменьшает остаточные колебания поршня в цилиндре после прохождения раздерганного участка. Мы делаем из наночастиц магнитную жидкость, ее магнитная сила регулируется электрическим полем, и она очень хорошо работает в амортизаторах вместо масла.
Кстати, магнитная жидкость также применяется против потери энергии в трансформаторах, которые используются для передачи электроэнергии на тысячи километров.
- Чем еще будут заниматься ваши студенты?
- Например, лазерной абляцией. Если отослать луч лазера на твердое человеческое тело, например, серебро или золото, и очень легко и быстрого разогреть его до нескольких тысяч градусов, можно испарить поверхностный слой металла. При охлаждении образовавшегося пара получаются наноструктуры серебра или золота. Мы прицепим эти наноструктуры на наш грузовик и попробуем что-нибудь с этой системой сделать.
Всем известно, что серебро убивает бактерии. Мы можем получать наноструктуры серебра, которые делают это с большой эффективностью.
Например, мы с помощью коллег в Чехии провели испытания на бациллах сибирской язвы (Antrax), и оказалось, что наши препараты убивают их с эффективностью 99, 999%. А ведь это ужасно ядовитая бактерия, настоящее бактериологическое оружие: если высыпать один грамм бацилл в атмосферу, то 100 тысяч людей погибнут за 24 часа. А наши наноструктуры можно использовать против заражения, если наносить их на фильтр или на защитную личину.
Мы будем продолжать эксперименты по изучению активности наших наноструктур серебра и золота против других бактерий. Надеюсь, что наши исследования помогут развитию биомедицины.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....