В Томске находится один из мощнейших инновационных кластеров не только в Сибири, но и во всей России. Поэтому главные достижения Томской области связаны, как правило, либо с научными открытиями, либо с промышленным внедрением инновационных разработок. Приведем наиболее яркие примеры того, как идеи томских ученых воплощаются в жизнь.
Биоразлагаемые хирургические нити
В Томске начали производить хирургические нити нового поколения. Их изготавливают на основе уникального полимера – глиоксаля. Биоразлагаемые нити не нужно извлекать после заживления раны – они полностью перерабатываются организмом. Это особенно важно в тех случаях, когда с их помощью сшивают внутренние органы. Нити томского производства стоят в 2 – 2,5 раза дешевле зарубежных аналогов.
Биоразлагаемые нити – прямой аналог кетгута, распространенного шовного материала, который изготавливают из тканей животных. Однако разработка томских ученых обладает по сравнению с кетгутом целым рядом преимуществ. Во-первых, нити, произведенные в Томске, – монофиламентные, то есть цельные. Сейчас на рынок поставляются, в основном, мультифиламентные нити, сплетенные из нескольких тонких волокон. Плетеная нить сильнее травмирует ткани, а время ее рассасывания менее предсказуемо.
Ольга Бабкина, руководитель проекта по производству биоразлагаемых хирургических материалов: В России наш продукт не только первый, но и единственный. Биоразлагаемые нити в нашей стране никто не производит, мы привозим из-за границы либо сырье, либо готовый продукт. Наши нити отличаются своими регенеративными функциями, ведь в них может находиться лекарство (например, антибиотик), которое ускорит заживление. Особенно это актуально для пациентов с онкологическими заболеваниями, ведь у них ослабленный иммунитет.
Технология изготовления биоразлагаемых хирургических материалов – лишь один из результатов фундаментальных научных исследований по синтезу глиоксаля, которые проводятся в Томском университете с начала девяностых. Другим продуктом этих исследований стал кристаллический глиоксаль, который является важнейшим компонентом при производстве ракетного топлива и взрывчатки последнего поколения.
Глиоксаль, по аналогии с «черным золотом» – нефтью, и «голубым» – природным газом, называют «бесцветным» или «серым» золотом. Спектр его применения очень широк. Он используется не только в медицине и фармацевтике, но даже в металлургии: с его помощью получают некоторые сверхпрочные сплавы. Азотные удобрения на основе глиоксаля работают намного дольше, чем обычные, и полностью разлагаются в почве, то есть экологически безопасны. Если добавить глиоксаль в обыкновенный клей ПВА, его клеящие свойства повышаются на 70 %. Число инновационных продуктов, которые можно создать на основе этого полимера и его производных, измеряется тысячами.
В медицине производные глиоксаля могут применяться очень широко. На его основе можно изготавливать лекарства, шовные материалы, дезинфектанты. Чтобы сделать из глиоксаля биоразлагаемую хирургическую нить, требуется порядка 25 химических операций. Мы научились производить качественные хирургические материалы исключительно из томского сырья, не пользуясь импортными компонентами.
Полипренол из хвои
Еще один «полимер будущего», который научились производить в Томске, – полипренол. Он служит основой многих лекарственных препаратов. Это природный биорегулятор, участвующий в обменных процессах на клеточном уровне. Препараты, содержащие полипренол, применяются для лечения болезней печени, в комплексной терапии при онкологических заболеваниях и даже ВИЧ-инфекции. Уникальные свойства полипренола были открыты сравнительно недавно, поэтому по мере его изучения создаются новые лекарственные средства.
Во всем мире неоднократно делались попытки найти сравнительно дешевую технологию выделения полипренола из различного органического сырья. Например, в Японии его пытались производить из свиной печени. Из 2 тонн получался 1 грамм, и стоил он более 6 тысяч долларов. В Томске разработали технологию получения полипренола из хвои, что позволило удешевить его производство во много раз.
Владимир Подкатов, заместитель директора компании «Солагифт»: Еще несколько лет назад грамм полипренола на мировом рынке стоил порядка тысячи фунтов стерлингов. Технология, созданная в Томске, позволяет уменьшить эту цифру в 20 раз — до 50 фунтов, то есть примерно до 3 тыс. рублей. Это дает возможность более широко использовать полипренолы в фармацевтическом производстве. В «Сколково» на основе полипренолов сейчас разрабатывается 15 новых лекарств. Получение полипренолов из хвои – наше собственное ноу-хау.
Сейчас в особой экономической зоне Томска планируют построить крупнейший в мире завод по производству полипренолов. Реализация проекта обойдется примерно в миллиард рублей.
Нанокерамические суставы
Производство современных материалов медицинского назначения – одна из точек роста томского инновационного кластера. Ученые из Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработали пористую наноструктурную керамику со специальным покрытием. Из нее изготавливают протезы костей и суставов. Благодаря тому, что материал не воспринимается человеческим организмом как инородное тело, процесс заживления после операции проходит значительно быстрее.
Сергей Кульков, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией физики наноструктурных керамических материалов ИФПМ СО РАН: Внутренняя структура нанокерамики напоминает поролон. Материал состоит из ячеек особого типа. По своему механическому поведению он является аналогом человеческой кости. Нанокерамические протезы успешно прошли доклинические испытания на животных. Импланты мелких суставов ставили кроликам, и они не отторгались. Наоборот, специальное покрытие провоцирует рост костной ткани.
Следующий этап – клинические испытания на людях. Если они пройдут успешно, в чем разработчики не сомневаются, протезы из нанокерамики начнут производить серийно. Российские импланты будут примерно в 10 раз дешевле импортных. Учитывая, что в России число операций по протезированию суставов измеряется тысячами в год, это даст огромный экономический эффект.
Прибор, убивающий раковые клетки
Еще одна разработка томских ученых, созданная на стыке физики и медицины, – прибор, убивающий раковые клетки методом локальной гипертермии. Опухолевые ткани погибают при температуре 43-45 градусов. Этот факт известен давно, и за рубежом существуют установки, убивающие рак с помощью высокой температуры. Однако в них используется СВЧ-излучение, которое наносит вред как больному, так и медперсоналу. Кроме того, зарубежные приборы бессильны против опухолей, залегающих глубже 5 см. Ученые из Томского университета систем управления и радиоэлектроники разработали прибор, который прогревает опухолевые ткани «контактным способом».
Денис Пахмурин, разработчик прибора, кандидат технических наук: Над этим проектом работала целая группа ученых из ТУСУРа и томского НИИ Онкологии. Мы научились нагревать раковые клетки без использования СВЧ-излучения. Специальные электроды-нагреватели, изготовленные на основе медицинских игл для внутримышечных инъекций, позволяют прогреть любую опухоль с помощью постоянного тока. При этом глубина залегания опухоли не имеет значения. Наш прибор не наносит никакого вреда здоровым тканям. К тому же, он намного дешевле импортных установок.
Доклинические испытания показали, что разработка томских физиков в сочетании со стандартными методами радио- и химиотерапии успешно справляется даже с таким опасным видом рака, как карцинома Льюис. Причем использование прибора, прогревающего раковую опухоль, позволяет значительно снизить дозы облучения и химических препаратов.
По материалам smartnews.ru
