На стыке дисциплин

25.11.2021 11:08

20 октября завлабораторией лазерной медицины Института фотоники РАН Евгений Хайдуков выступал в Троицком кластере с лекцией о квантовых технологиях в медицине будущего. Уже тогда было известно, что у него готова докторская диссертация «Создание кристаллических наноматериалов с антистоксовой фотолюминесценцией для фотоники и наномедицины».

Защита была 11 ноября в ИПЛИТ РАН в Шатуре, где Хайдуков работал в начале 2010-х. Научный консультант – научный руководитель ИПЛИТ РАН академик Владислав Панченко, а один из оппонентов – руководитель ТОП ФИАН, завотделом ИСАН профессор РАН Андрей Наумов.

«Это знаковое событие для наукограда, – комментирует Наумов. – Большой процент работ сделан в Троицке, и это работы международного уровня. Диссертация Хайдукова – отличный пример междисциплинарности. Ведь чтобы синтезировать наночастицы, нужна химия, материаловедение, нанотехнологии. Чтобы их изучать, понимать, что там происходит, нужна физика: её инструменты исследования и закономерности. А дальше вступают в дело биология и медицина». Достаточно подчеркнуть, что доктором физ.-мат. наук Евгений Хайдуков стал сразу по двум направлениям – квантовой электронике и биофизике. «Лет 30 назад никто бы не сказал, что можно защититься по двум таким разным специальностям, да и сейчас это редкость», – добавляет Андрей Наумов.

Тем, кто видел лекцию, знакомы исследования, которые легли в основу докторской. За них Евгений Хайдуков получил премию президента РФ для молодых учёных в области науки и инноваций за 2020 год (вручение было отложено из-за ковида и скоро состоится). «Диссертация – логичное завершение многолетней работы, в основе которой лежит масштабный экспериментальный и теоретический материал, имеющий фундаментальное значение, –
пишет в своём отзыве академик Владислав Панченко. – Его исследования позволили разработать новые кристаллические материалы с антистоксовой фотолюминесценцией и сформулировать новые задачи в лазерной биоинженерии, диагностике и терапии опухолей, цифровых аддитивных технологиях, антиконтрафактных технологиях и наноинженерии».

Что это такое? Осторожно поднеся руку к яркой лампочке, вы увидите, как через пальцы проходит свет, но не белый, а красный. Если бы мы могли увидеть инфракрасный, то заметили бы и его, потому что окно прозрачности человеческих тканей лежит как раз в этом диапазоне. Ультрафиолет же остаётся на поверхности, и не зря – он разрушительно действует на живые клетки. Можно ли «загнать» его внутрь? Да, но надо найти частицы, которые улавливают свет в инфракрасном диапазоне и переизлучают его в ультрафиолетовом. Это явление открыто ещё в 1966 году и названо антистоксовой фотолюминисценцией. В работах Хайдукова и межинститутской научной группы (ИФТ РАН, ИБХ РАН, НМИЦ нейрохирургии им. Бурденко, НМИЦ онкологии им. Блохина, Сеченовский университет, МИРЭА и МГУ) использовались кристаллы NaYF₄ c ионами иттербия и тулия. Нужно было не просто получить нанокристаллы нужной формы, размера и состава, а сконструировать своего рода наноробот, который должен попасть в нужное место в организме, там с помощью лазерного ИК-излучения активироваться, чтобы целенаправленно уничтожить опухолевые клетки. Это лишь одна из задач, другие – визуализация тканей, 3D-биопечать, создание антиконтрафактных меток (наночастиц, которые можно добавить в определённую марку нефти, в чернила при печати на банкнотах)… Есть и совсем новая тема, которая осталась за рамками диссертации, – терапия постковидных изменений в лёгких.
А мозговой центр этой большой и многоплановой деятельности находится здесь, в Троицке.

«И всё уже не в сослагательном наклонении! Проект реализован, доведён от фундаментальных исследований до реальных приложений, проведены клинические испытания, – продолжает Андрей Наумов. – Видимо, это будет революция в современной медицине и биофизике, потому что апконвертирующие наночастицы являются основным агентом в тераностических (объединяющих терапию и диагностику) методах. Она не только малоинвазивна, но и не требует значительных материальных ресурсов, как ядерная медицина. На мой взгляд, это медицина будущего».