Курсы валют на 22.08.2017
RUR
BYN
30.60
USD
59.04
EUR
69.59
CNY
88.65
BYN
RUR (100)
3.27
USD
1.93
EUR
2.27
CNY
2.90
Наука и техника

09.11.2016 Вирусы и лазеры - для победы над раком

В рамках пресс-тура "Новосибирский Академгородок - территория опережающего развития", организованного Постоянным Комитетом Союзного государства и МИА "Россия сегодня", белорусские и российские журналисты узнали о прорывных технологиях сибирских ученых, которые изменят качество нашей жизни в ближайшее десятилетие.

Самая научная улица в мире, как уверяет Книга рекордов Гиннесса, - это новосибирский проспект академика Лаврентьева. На двух с половиной километрах здесь уместилось почти два десятка институтов: от химической биологии и фундаментальной медицины до катализа и ядерной физики. Но дело не столько в географии, сколько в актуальности разработок, которые ведут ученые Сибирского отделения РАН. В этом убедились участники пресс-тура "Новосибирский Академгородок - территория опережающего развития" - белорусские и российские журналисты, познакомившиеся с прорывными технологиями сибирских ученых.

Вакцины против желудочных инфекций и противораковые вирусы
 
Раковые опухоли в некоторых случаях могут рассасываться под действием бактериальных и вирусных инфекций. Вирусы и бактерии начинают усиленно атаковать “поломанные” клетки - и болезнь отступает. Заведующий лабораторией бионанотехнологии, микробиологии и вирусологии Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН Сергей Нетёсов получил первые штаммы противоракового вируса еще в 2007 году - а в настоящий момент работает уже над его третьим поколением. “Он не просто лишен одного из генов, которые могут навредить пациенту, - объясняет Нетёсов, -  туда еще и вставлены некоторые гены. Строение этого аденовируса очень сложное, его геном имеет 35 000 нуклеотидов, и сейчас мы пытаемся сделать из него экспрессирующую систему нужного нам белка”.

Кстати, вместе с Институтом клинической биологии и фундаментальной медицины лаборатория Сергея Нетёсова участвует в исследовании желудочно-кишечных инфекций. “За последние 15 лет в этой области произошли колоссальные сдвиги, - рассказывает ученый. - Все считали, что кишечные инфекции - в основном бактериальные. На самом деле они на 70% - вирусные. Соответственно, антибиотики далеко не всегда надо применять: они могут оказаться просто бесполезными. Вот почему против некоторых кишечных инфекций стоит разработать вакцину. Сейчас у нас в стране примерно полмиллиона желудочно-кишечных больных в год. Если мы хотя бы сто тысяч из этих случаев предотвратим, представляете, сколько коек сэкономим, насколько уменьшим страдания?”.

6.jpg
Установка для "ремонта" клапанов сердца

Лазерные технологии для изготовления искусственных клапанов сердца

Этот аппарат, на первый взгляд, - нечто вроде ксерокса. По крайней мере, в управлении он не кажется особенно сложным. Правда, вместо бумаги тут используются фрагменты перикардиальной ткани: установка, созданная в новосибирском Институте лазерной физики (ИЛФ), способна измерять её толщину - и вырезать элементы клапанов сердца только из тех участков ткани, которые по техническим условиям соответствуют их заданной толщине. А на одной из модификаций установки можно еще и готовить ткань для того, чтобы искусственный клапан быстрее принимался организмом и не вызывал реакции отторжения.

Без современных лазеров немыслимы ни функционирование спутниковых систем вроде ГЛОНАСС, ни работа точнейших в мире приборов вроде атомных часов. А еще без них невозможно развитие многих направлений медицины. В Институте лазерной физики давно научились использовать лазерные установки для коррекции зрения и лечения глаукомы, - а теперь не только монтируют искусственные части сердец, но и собирают компактные приборы для лечения сложных герпесвирусных заболеваний.

7.jpg

Фрагмент одной из установок в новосибирском Институте лазерной физики (ИЛФ).

“Наши лазеры работают в хирургии, в нейрохирургии, общей хирургии, гинекологии, значительно сокращая кровопотери и позволяя, например, удалять гигантские опухоли коры головного мозга. Они работают на длине волны 1,32 микрона, их средняя мощность - до 100 ватт, и используются в Новосибирске в институте травматологии и ортопедии, в ЦКБ в Москве и в различных центрах  - в Томском, в Иркутском центре Сибирского отделения Академии наук”, - объясняет заведующий лабораторией лазерных медицинских технологий ИЛФ Александр Майоров.

Длинные открытые ловушки плазмы для энергетики будущего

Среднестатистическая электростанция, работающая на угле, сжигает на своем веку несколько миллионов тонн топлива - и выделяет еще больше углекислого газа. Можно спорить о том, на сколько - на 10, 100 или 1000 лет - хватит имеющихся на планете углеводородов, но, как ни крути, рано или поздно сожжено будет всё, что есть в наличии. То же самое касается и ядерной энергетики, основанной на реакциях деления: запасы редкоземельного урана не бесконечны, и в какой-то момент окажется, что все тяжелые элементы разделены и больше делить попросту нечего. Вот почему уже более полувека ученые бьются над решением проблемы управляемого термоядерного синтеза - слияния легких атомов.

4.jpg
Система электрофизических установок "Комплекс ДОЛ", на которой изучаются возможности управляемого термоядерного синтеза

Термоядерный реактор безопасен и чист (никаких радиоактивных отходов), а топливом для него служит самый распространенный во вселенной элемент - водород. Создание такого реактора потребовало решения невероятно сложных физических, инженерных и даже социально-политических задач. Плазма, при нагревании которой удалось достичь наиболее впечатляющих успехов в проведении управляемых термоядерных реакций, оказалась чрезвычайно своенравным состоянием вещества, способным и к неконтролируемой активности (вроде солнечных вспышек), и к самоорганизации.

3.jpg
Младший научный сотрудник ИЯФ Александр Касатов показывает, как плавится вольфрам при взаимодействии с раскаленной плазмой.

Один из вариантов магнитного удержания плазмы - замкнутые системы типа токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитной Катушкой), такие как установка  ITER, которая возводится во Франции силами Европейского Союза, Индии, Японии, Китая, России, Южной Кореи и США. Другой вариант - открытые ловушки плазмы. Именно ими занимаются в Институте ядерной физики им. Будкера (ИЯФ) Сибирского отделения РАН. Возможно, когда будут запущены коммерческие термоядерные реакторы, токамаки и открытые ловушки станут сосуществовать, наподобие того, как сейчас уживаются бензиновые и дизельные двигатели. А пока на линейных магнитных ловушках в ИЯФ отрабатывают технологии, которые будут востребованы, когда на Земле удастся зажечь управляемое “солнце”. Например, изучают методы нагрева термоядерной плазмы и её взаимодействие с поверхностью материалов.

1.jpg
Одна из крупных линейных магнитных ловушек для плазмы в новосибирском Институте ядерной физики

В ИЯФ умеют формировать такие же мощные потоки плазмы, как и те, что ожидаются в диверторе (плазмоприемнике) ИТЭР. А значит, еще до старта реактора ученые могут изучать поведение материала - в частности, вольфрама, - самого тугоплавкого металла, из которого и конструируются перспективные диверторы. Учитывая, что температура плазмы внутри дивертора может достигать десятков миллионов градусов, вольфраму приходится нелегко: многократное его переплавление приводит к растрескиванию поверхности и образованию вольфрамовой пыли, способной мгновенно остудить температуру в реакторе. Сотрудники ИЯФ уже сейчас знают о подобных проблемах и учатся решать их.

КСТАТИ

Ядерная физика в борьбе с раком

Новосибирский Институт ядерной физики также внес свой вклад в битву против рака, причем против самых тяжелых его проявлений - таких, как глиобластомы. Эти опухоли головного мозга практически не поддаются лечению. Чуть ли не единственной методикой, успешно примененной против них, считается бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ), при которой пациенту вводят изотоп бора и затем облучают его нейтронами. Однако до недавнего времени для проведения БНЗТ требовалось наличие атомного реактора - что чрезвычайно затормаживало практическое применение. Далеко не каждая клиника и даже далеко не каждая страна имеет возможность проводить операции на площадке АЭС… И вот в ИЯФ разработали компактные ускорители для бор-нейтронозахватной терапии, - в перспективе позволить себе такое устройство сможет любая клиника, готовая внедрить эту технологию.

2.jpg
Зам. директора по научной работе ИЯФ СО РАН доктор физ.-мат. наук Алесандр Иванов рассказывает о вкладе своего института в работу большого адронного коллайдера. Из Новосибирска в ЦЕРН тогда доставили 7000 тонн магнитов.

ТЕМ ВРЕМЕНЕМ

Журналисты России и Беларуси встретились с губернатором Новосибирской области Владимиром Городецким

Губернатор региона отметил, что ключевыми точками роста области в настоящее время являются технопарки, программа реиндустриализации и привлекательная для инвесторов среда, предполагающая, в частности, льготы под целевые показатели (подробнее)

ЕСТЬ МНЕНИЕ

Сотрудничество с Беларусью является для нас приоритетным направлением, - председатель Сибирского отделения РАН

По словам Александра Асеева, Новосибирская область активно работает с Республикой Беларусь: идут регулярные обмены делегациями. Кроме того, в Новосибирске ежегодно проходит форум «Технопром», в котором белорусская сторона всегда принимает участие.

Самое перспективное и успешное направление сотрудничества, по мнению ученого, связано с созданием новых материалов, как для машиностроения, так и для химической промышленности. Также развивается сотрудничество в сфере биотехнологий (подробнее)


СООБЩАЕМ ПОДРОБНОСТИ


Будущее ядерной энергетики: сибирские ученые работают над прорывными технологиями

Фундаментальные и прикладные исследования – две взаимосвязанные сферы деятельности различных научных учреждений, однако отношение к ним разнится как в обществе, так и в научной среде. Для обывателя фундаментальная наука сложна и зачастую находится вне сферы его интересов. Для ученых же именно они являются приоритетом. В то же время результаты прикладных исследований не только приносят прибыль, но и используются в повседневной жизни всего человечества (подробности)

Алексей Архипов
Фото: Татьяна Мысова
Источник
Яндекс.Метрика