Распылитель бактерий. Российские учёные представили разработки для здоровья

Российские ученые создают систему контроля внутренней среды замкнутых помещений, восстанавливают функции кисти руки при частичной или полной ампутации, а также разрабатывают зубные имплантаты из наноструктурного титана.

8 февраля отмечается День российской науки. Aif.ru сделал подборку некоторых последних разработок отечественных учёных в области медицины и здоровья.

Фитостены и бактерии на страже здоровья

Учёные из Нижегородского научно-образовательного центра (НОЦ) «Техноплатформа-2035» разработали систему мониторинга и управления внутренней средой замкнутых помещений. Его можно использовать как во время эпидемий для снижения распространения инфекции, так и в обычное время для создания комфортной для здоровья среды. Программно-аппаратный комплекс «Эдем» можно использовать в квартирах, коттеджах, торговых центрах, офисах. Система позволяет регулировать температуру воздуха, влажность, снижать запыленность, концентрацию углекислого газа и агрессивных микроорганизмов в воздухе и на поверхностях.

Для поддержания оптимальной для здоровья среды система использует не только технические средства (кондиционеры, увлажнители, проветриватели, УФ-рециркуляторы и т. п.), но и биологические — растения и микроорганизмы. Управляемое использование биосредств осуществляется с помощью роботизированных активных фитостен, которые фильтруют воздух через листву и корневую систему растений и выделяют дезинфицирующие помещения летучие органические соединения. Кроме этого, система распыляет в помещении пробиотики — безопасные для человека, но губительные для патогенных микроорганизмов.

По словам руководителя проекта, заведующего лабораторией физических основ и технологий беспроводной связи радиофизического факультета ННГУ им. Н. И. Лобачевского Алексея Умнова, управление внутренней средой помещений возможно как в ручном, так и в автоматическом режимах. Например, дезинфекция помещений с помощью УФ-излучателей проводится по заданному расписанию, а поддержание оптимальных значений влажности и температуры воздуха — с помощью увлажнителей и кондиционеров, включаемых на основе данных, поступающих с датчиков.

Проект реализуется при содействии Центра трансфера технологий ННГУ им. Н. И. Лобачевского. Система уже установлена на территории АО «Технопарк «Саров» (г. Саров, Нижегородская область) и в лаборатории Нижегородского НИИ гигиены и профпатологии Роспотребнадзора для проверки научных принципов и технологий системы управления.

Новые пальцы и кисти взамен утраченных

Участники Уральского НОЦ придумали, как восстанавливать функции кисти при частичной или полной утрате пальцев за счет оригинальной хирургической технологии и имплантируемых конструкций. Разрабатывает технологию Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени академика Г. А. Илизарова в сотрудничестве с Уральским федеральным университетом и Курганским государственным университетом. Ключевой партнер — предприятие «Сенсор».

«Наша задача — изготовить имплант и передать его для установки, — пояснил aif.ru завкафедрой термообработки и физики металлов Уральского федерального университета Артемий Попов. — То есть обеспечить те свойства материалов, которые нужны потребителю по форме, размеру, прочности, биосовместимости, другим параметрам».

Преимущество подхода уральских ученых и медиков в том, что импланты выполняются под конкретного пациента. «Схема такая — после перелома врачи делают снимок, присылают нам, что нужно сделать, мы это выполняем в течение нескольких часов или дней и отдаем врачам для установки. Или, к примеру, при травме откололся осколок кости. Чтобы заполнить его имплантом, делается снимок конкретного места. Под него мы делаем соответствующий фрагмент, который заполнит дефект», — добавляет Попов.

Одним из ключевых материалов, который будет использоваться при создании имплантов, станет титан — он не аллергенен, биосовместим, то есть не вредит организму. Многие другие материалы, используемые в таких случаях, отравляют организм. Использование же 3D-технологий позволит значительно снизить расход столь дорогостоящего материала.

Планируется, что технология начнёт внедряться с 2025 года, а к 2035 году Уральский межрегиональный НОЦ «Передовые производственные технологии и материалы» займёт до 20% рынка технологий реконструктивной хирургии и экспресс-имплантации.

Зубные имплантаты из нанотитана

Ученые Уфимского университета науки и технологий совместно с инициативной группой стоматологов и разработчиков из Челябинска создали дентальные имплантаты из наноструктурного титана с биомиметическим покрытием. Покрытие сделано на основе применения метода плазменно-электролитического оксидирования и имеет морфологию и физико-химический состав, близкий к кости человека. Это ускоряет приживаемость имплантатов в 1,5-2 раза. Технология прошла апробацию, и челябинские индустриальные партнеры уже запустили производство имплантов из нанотитана с биопокрытием.

Наноструктурный титан — высокопрочный материал. Его получают путем сжатия технически чистого титана под большим давлением на прессовом оборудовании. Это приводит к упрочнению прутков титана и созданию нанокристаллической внутренней структуры.

Исследования проходят в рамках НОЦ «Евразийский научно-образовательный центр мирового уровня» (Республика Башкортостан), проект «Передовые имплантируемые устройства восстановительной и регенеративной медицины».

Справка aif.ru

Сегодня в России действуют 15 НОЦ, объединяющих 638 различных участников в 36 регионах нашей страны. В 2022 году на их поддержку направили более 1,6 млрд рублей. Создание и развитие НОЦ идет в рамках национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России.