Потенциал и перспективы сотрудничества

Лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии — самому молодому научному подразделению Института механики УрО РАН — исполнилось пять лет. Возраст пока еще «детский», но направления исследований и успехи вполне «взрослые».

Подразделение медико-биологического профиля было образовано в 2007 году по инициативе ректора Ижевской государственной медицинской академии, профессора Н.С. Стрелкова при активной поддержке директора ИПМ академика А.М. Липанова и академика В.А. Черешнева, который в то время был председателем УрО РАН.  В составе института была создана хозрасчетная лаборатория (формально она вошла в состав отдела деформированного твердого тела) под руководством доктора медицинских наук заслуженного изобретателя Удмуртской Республики А.Л. Уракова. К работе приступили 10 сотрудников — докторов, кандидатов медицинских наук и аспирантов — Ижевской государственной медицинской академии.

Перед сотрудниками лаборатории были поставлены задачи развития фундаментальных исследований в области биологической и медицинской  механики и технологии, совершенствования и разработки новых способов экспертизы качества изделий биологического и медицинского применения, разработки новых материалов и технологий изготовления изделий биологического и медицинского назначения и др.

По инициативе академика В.А. Черешнева и под его руководством в Институте иммунологии и физиологии  Уральского отделения РАН (г. Екатеринбург) была создана своеобразная «группа поддержки» научных начинаний коллектива ижевской лаборатории. Координатором совместных научных проектов стал профессор, заслуженный деятель науки РФ Б.Г. Юшков, а непосредственным куратором — кандидат медицинских наук доцент Н.А. Забокрицкий. Благодаря совместным усилиям уже в первый год работы сотрудниками лаборатории было выполнено 18 инициативных научно-исследовательских разработок, каждая из которых завершилась созданием изобретений. Первыми были тающий кишечный зонд для новорожденных детей, средство для разжижения густого и липкого гноя и гипергазированное и гиперосмотическое антисептическое средство. Соавторами по праву стали инициаторы разработок, а именно — академики В.А. Черешнев и А.М. Липанов, а также профессоры Н.С. Стрелков и В.Б. Дементьев. 

Уже через несколько месяцев после организации лаборатории академик В.А. Черешнев предложил расширить сотрудничество и привлечь к разработке физико-химических проблем местного действия антисептических средств на гнойные массы ученых Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН (г. Пермь), для чего в 2008 году было проведено специальное рабочее совещание. В лаборатории начались комплексные исследования фармакологической активности широкого перечня противомикробных препаратов в реализации их местного действия  в различных гнойно-воспалительных очагах. 

К настоящему времени в лаборатории сложилось новое научное направление — физико-химическая фармакология и использование ее фундаментальных основ для разработки новых средств, устройств и способов лечения гнойно-воспалительных заболеваний. За пять лет сотрудники лаборатории определили физико-химические характеристики более 200 лекарств, провели анализ полученных результатов и выявили такие резервы в повышении качества лекарств, как их изощелочность, изоосмотичность и изотермичность (современные стандарты производства лекарства и их применения в медицине не учитывают эти физико-химические характеристики). Выявлена возможность значительного повышения эффективности и безопасности местного действия на густые гнойные массы антисептических, дезинфицирующих и моющих средств за счет придания препаратам определенной температуры, кислотности (щелочности) и осмотической активности.

С 2009 г. сотрудники лаборатории совместно с учеными Перми и Екатеринбурга разрабатывали новый антисептик при финансовой поддержке проекта № 09-П-4-1017 программы Президиума РАН № 21 «Фундаментальные науки – медицине» по теме «Разработка антисептического препарата и способа его применения для промывания гнойных полостей». В 2011 году комплексная научная разработка «Исследование роли температуры, щелочности, буферной емкости, газированности, удельного веса, осмотической и поверхностной активности растворов для разжижения густого и липкого гноя и разработка пиолитического средства для санации гнойных полостей», выполняемая сотрудниками лаборатории совместно с учеными Института иммунологии и физиологии УрО РАН, стала победителем конкурса ориентированных фундаментальных исследований УрО РАН (11-4-06-ВМА) и получила грант.

Научные связи лаборатории продолжают расширяться. Перспективное направление исследований и полученные результаты привлекают к сотрудничеству ученых, преподавателей и специалистов из различных городов России. В число соавторов и соисполнителей научных проектов влились профессоры и аспиранты Пермской, Уральской, Смоленской государственных медицинских академий и Казанского государственного медицинского университета. Сегодня в исследованиях принимает участие  более 50 человек, а число разработанных общими усилиями новых лекарственных средств и абсолютно новых устройств и технологий их применения приближается к 100. Большинство научных разработок направлены на повышение эффективности и безопасности лечения гнойно-воспалительных процессов: гнойных плевритов, пневмоний, перитонитов, панкреонекрозов, гангрены конечностей, постинъекционных абсцессов и др.  

Научные данные, полученные в лабораторных, экспериментальных и клинических условиях, показывают, что разработанные в лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии Института механики новые санирующие средства превосходят по своей эффективности все современные отечественные и зарубежные аналоги и позволяют сокращать в 2–3 раза сроки лечения и финансовые затраты, связанные с лечением хронических нагноительных процессов в грудной клетке и в брюшной полости пациентов в отделениях гнойной хирургии. Применение этих средств не требует разрешения фармкомитета РФ, поскольку они относятся к санитарно-гигиеническим средствам и представляют собой новое сочетание известных средств в новых соотношениях, придающих препарату абсолютно новые физико-химические свойства. Благодаря этому несколько научно-технических разработок уже внедрено в лечебных учреждениях Ижевска и Екатеринбурга, что позволило существенно повысить эффективность и безопасность лечения пациентов и снизить затраты, связанные с курсовым лечением хронических гнойно-воспалительных процессов.  

Кроме этого,  накоплен большой опыт совершенствования и разработки новых лекарств и способов экспертизы их качества с целью более эффективного и безопасного лечения гнойно-воспалительных процессов.  В частности, в области фармакологической безопасности разработаны новые способы оценки качества лекарств (таблеток, глазных капель, растворов для инъекций). Ноу-хау ижевцев — замена лабораторных крысах двухмесячными поросятами. Доказано, что испытание безопасности лекарств на поросятах расширяет диапазон получаемой информации о лекарствах и позволяет «забраковать» лекарства, опасные не только для взрослых, но и для детей.

В лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии разработан уникальный метод исследований фармакологической безопасности лекарств, основанный на мониторинге теплоизлучения тканей до и после взаимодействия их с лекарством в инфракрасном диапазоне спектра излучения с помощью тепловизора. Метод позволяет увидеть на экране монитора «температурное возмущение» тканей при их встрече с «плохим» лекарством. Преимуществом такого способа контроля качества лекарств является его высокая точность, безопасность, отсутствие физического контакта, возможность получения информации в цифровом формате с расстояния нескольких метров и независимость от освещенности.

Потенциальные возможности этого научного направления привлекли внимание акушеров-гинекологов, занимающихся разработкой проблем диагностики, профилактики и лечения внутриутробной гипоксии плода. Дело в том, что местное действие кислорода в организме беременной женщины и плода так же зависит от физико-химических факторов взаимодействия, как и действие других лекарств. Поэтому в лаборатории начались исследования динамики физико-химических свойств органов и тканей беременной женщины и ее плода в условиях гипер-, нормо- и гипоксии. 

Группой молодых акушеров-гинекологов из Ижевска проведены предварительные исследования, результаты которых подтверждают эту научную гипотезу. Их инициативу поддержал профессор Виктор Евсеевич Радзинский — главный специалист-эксперт акушер-гинеколог Росздравнадзора, вице-президент Российского общества акушеров-гинекологов. Сотрудничество с ним ижевцев уже привело к созданию двух изобретений, посвященных борьбе с внутриутробной гипоксией и спасению жизни плода при родах. Результаты научных исследований сотрудников опубликованы в 70 статьях полутора десятков рецензируемых научных журналов  РФ и ближнего зарубежья.

Молодые ученые лаборатории не только защитили уже 5 кандидатских диссертаций, но и добились побед в научных конкурсах. В 2009 году «Разработка способов и устройств реставрации зубов в условиях стоматологической клиники», созданная при активном участии кандидата медицинских наук А.П. Решетникова, признана Союзом научно-инженерных общественных организаций Удмуртии победителем конкурса научно-технических разработок, и для ее выполнения коллективу был вручен денежный сертификат. В 2010 году член научного кружка при лаборатории студент Г.И. Ивонин, принявший участие в разработке изобретения «Стоматологический манипулятор», и докторант Н.А. Уракова, разработавшая устройство для инфузионного введения, признаны лучшими молодыми изобретателями Удмуртской Республики в номинации студентов и молодых ученых и получили сертификаты и денежные вознаграждения. Наталья Александровна и в последующие годы неоднократно побеждала во всероссийских научных конкурсах по акушерству и гинекологии. Студентки Э.Н. Ихсанова с проектом  «Разработка интравагинального спрея» и Л.Ф. Гайсина с проектом «Разработка способа и средства для удаления серных пробок» признаны победителями конкурса «У.М.Н.И.К.» и заключили контракты с представительством Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в Удмуртской Республике. 

Несмотря на «детский» возраст лаборатории прикладной биомеханики и биотехнологии (ведь научные школы складываются десятилетиями),   результативность и перспективность ее работы налицо. Это — пример плодотворного сотрудничества ученых и внутри Отделения, и с вузовской наукой, пример того, как могут быть востребованы прикладные разработки, если они опираются на высокий научный потенциал.

Подготовил 

А. ЯКУБОВСКИЙ