Самые интересные открытия российских ученых за неделю

Тест-система, которая умеет по анализу крови определять онкологические заболевания на ранней стадии; инновационное устройство доставки оксида азота во время искусственного кровообращения при операции; фоточувствительная структура на основе германо-силикатного стекла для применения в оптоэлектронике; новый подход к внедрению графена в материалы для костных имплантатов — об этих и других прорывных разработках российских ученых по версии Минобрнауки РФ, Российского научного фонда и РАН читайте в материале.



Разработана тест-система для ранней диагностики рака


Ученые Уральского федерального университета и Института иммунологии и физиологии УрО РАН вместе с испанскими исследователями создали тест-систему, способную по анализу крови определять онкологические заболевания на ранней стадии. Разработка основана на выявлении молекулярных маркеров и по достоверности превосходит существующие аналоги.

Главное отличие новой тест-системы от аналогов — высокая надежность при выявлении в крови изменений метаболических биомаркеров — липидов, витаминов, аминокислот. При определении изменений биомаркеров используется метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией.

По словам руководителя проекта, заведующей лабораторией биотрансформационных технологий и пищевой химии УрФУ Елены Ковалевой, новая система анализирует состав крови на молекулярном уровне. Она более мощная, чем, в частности, один из ее аналогов — тест-система диагностирования гастроэнтерологических и легочных заболеваний, основанная на газовой хроматографии.

Открытие нового вируса-уничтожителя микобактерий приблизит прорыв в терапии туберкулеза


Российские ученые открыли и описали новый вирус, способный уничтожать микобактерии, среди которых возбудители таких опасных заболеваний, как туберкулез и проказа. Микобактериофаг Vic9 — первый из выделенных на территории России. Это важное научное достижение может положить начало созданию нового препарата против туберкулеза. 

Кроме Vic9 исследователи из Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства с коллегами выделили еще около 20 фагов, в том числе те, которые демонстрируют высокую активность против туберкулезной палочки. Ученые планируют использовать разработанную систему методов для детальных исследований и пополнения своей коллекции. Кроме того, они изучат механизм, с помощью которого микобактерии уклоняются от иммунного ответа, ведь те могут выживать внутри макрофагов — иммунных клеток, предназначенных для их уничтожения.

Ученые расшифровали геном Vic9 и сравнили его с генетическими последовательностями других бактериофагов. В геноме выявили несколько уникальных генов, которых нет у других похожих фагов. Эти особенности помогут понять, как эволюционируют фаги, приспосабливаясь к новым хозяевам, и как они взаимодействуют с бактериями. Исследователи планируют пополнять коллекцию описанных фагов, что позволит рассматривать фаготерапию в качестве альтернативного метода лечения туберкулеза и других опасных заболеваний, вызываемых микобактериями.

Композитный материал для «умных» имплантатов создали в ТПУ


Ученые Томского политехнического университета с коллегами из других стран разработали технологию внедрения графена в материалы для костных имплантатов. Она позволяет «рисовать» биосовместимые электрические схемы на поверхности непроводящего материала. Новый подход поможет при создании «умных» имплантатов. Томские ученые с помощью метода лазерной обработки интегрировали электропроводящий графен в титановую пластину с кальций-фосфатным покрытием. Такой материал используют для производства имплантатов в ортопедии и стоматологии.

«Полученный композит продемонстрировал превосходную прочность, выдержав испытание на истирание песком в течение двух часов и нагрузку в 100 тысяч циклов изгиба без ущерба для электрических характеристик. Электрохимическая стабильность материала сохранялась после миллиона импульсных циклов тока», — рассказала один из авторов исследования, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Евгения Шеремет.

Кроме того, в лабораторных условиях на поверхности композита в течение недели культивировали клетки остеосаркомы человека. Биоматериал доказал свою нетоксичность для клеточных культур. В университете уверены, что в будущем в такой «умный» материал можно будет, к примеру, встроить датчик, который будет отслеживать нагрузку на имплантат и подавать сигналы о его деформации или разрушении. Это поможет врачам корректировать реабилитацию.

Ученые смогли визуализировать кровоток в глубоких сосудах без инвазивного вмешательства

Уникальный метод, представленный российскими и британскими исследователями, стал прорывом в области нейрохирургии, трансплантологии и диагностике сосудистых патологий, где точность мониторинга кровотока критически важна для диагностики и лечения. Новый подход обеспечивает независимую от глубины оценку кровотока с точностью до 96% для глубоких сосудов.

Метод основан на лазерной спекл-визуализации (ЛСВ), улучшенной с помощью фильтрации анализа главных компонент (АГК). Лазерное излучение рассеивается на движущихся объектах, таких как красные кровяные тельца, и неподвижных объектах, таких как биоткань. Это позволяет визуализировать кровеносные микрососуды.

Эксперименты на лабораторных мышах показали значительное улучшение четкости изображений сосудов по сравнению с традиционными подходами, что подтвердило надежность и потенциал метода для клинического использования.

Разработка томских ученых поможет улучшить результаты операций на сердце

Ученые Томского НИМЦ РАН первыми в нашей стране и одними из первых в мире применили технологию доставки оксида азота во время искусственного кровообращения при операции. Исследователи запатентовали соответствующее устройство. Использование оксида азота во время кардиохирургических вмешательств позволяет уменьшить повреждения внутренних органов и улучшить результаты операций на сердце.

«Получены несколько патентов, в том числе на устройство контура доставки газовоздушной смеси с оксидом азота для аппаратов искусственного кровообращения», — рассказал заведующий лабораторией молодежной медицины критических состояний НИИ кардиологии Томского НИМЦ РАН Николай Каменщиков.

Томским кардиологам помогают физики из РФЯЦ-ВНИИЭФ, которые разрабатывают прибор, генерирующий оксид азота из окружающего воздуха.

Фоточувствительную структуру на основе германо-силикатного стекла создали в НГУ

Физики Новосибирского госуниверситета получили фоточувствительную структуру на основе германо-силикатного стекла, которая может найти применение в оптоэлектронике, системах регистрации оптической информации, фотодетекторах и сенсорах для повышения эффективности регистрации оптических сигналов в широком спектральном диапазоне.

Строение фоточувствительной структуры — слоистое. Технология нанесения слоев довольно проста — процесс осуществляется методами физического испарения и магнетронного распыления в вакууме, что обеспечивает оптимальные электрические и оптические свойства.

По словам ученых, использование германо-силикатного стекла в качестве диэлектрика между подложкой и прозрачным электродом существенно расширяет спектральный диапазон, в котором структура способна эффективно регистрировать фототок, в отличие от аналогов, созданных из менее эффективных материалов.