Белорусская молодежь готова сказать свое новое слово в науке. Подтверждение этому - результаты выставки-конкурса "100 инноваций молодых ученых". В этом году исследователи подали как никогда много проектов - более 140. Причем эти проекты охватывают все приоритетные области мировой науки. Жюри было непросто сделать выбор, но все же оно определило 26 победителей - лучших из лучших. Помочь в борьбе с аллергией, болезнями легких, гепатитом, сделать новый шаг в переработке отходов и горнодобывающей промышленности, разработать новые полезные продукты питания - все это под силу молодым разработчикам. О перспективах использования новаций на практике корреспондент БЕЛТА побеседовала с победителями конкурса.
Борьба с аллергией
Среди наиболее интересных разработок - тест-система для выявления аллергических реакций у человека. "Она представляет собой микрочип, подложку, на которую нанесены 200 различных аллергенов, характерных для Беларуси. Это быстрый экспресс-тест, который позволяет за один анализ выявить аллергию у пациента сразу к 200 аллергенам", - отметила младший научный сотрудник Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси Анастасия Давыденко.
Во всем мире число людей, страдающих аллергическими болезнями, неуклонно растет, особенно среди детей. Технология микрочипов является универсальной платформой для проведения анализа по широким панелям аллергенов, и при этом для тестирования требуется лишь небольшой объем сыворотки крови пациента. Внедрение в медицинскую практику перспективно, так как позволит значительно расширить панель тестируемых аллергенов и избежать нежелательных эффектов, появляющихся при использовании классических тестов.
"Работа выполняется в рамках проекта государственной программы "Биотехнологии". Планируется внедрение в практику тест-систем в учреждениях здравоохранения Беларуси. Эта разработка будет очень полезна для прогнозирования эффективности аллерген-специфической иммунотерапии у пациентов. В принципе она может использоваться как для уточнения уже поставленного диагноза, так и для прогнозирования появления возможных осложнений при лечении, возможных аллергических реакций в будущем, которые не имеют клинических проявлений в настоящий момент", - сделала акцент Анастасия Давыденко.
Синтетические аналоги костной ткани
В НАН Беларуси разработан спектр синтетических биоматериалов. В их числе композит на основе кальцийфосфатной пенокерамики, биомиметического апатита и геля гидроксиапатита с регулируемой резорбируемостью. Разработан и клеевой гибридный композит для лор-хирургии на основе цитратной плазмы и геля гидроксиапатита. А также тонкие многослойные биопокрытия на титановых имплантатах, обеспечивающие интеграцию имплантатов с костной тканью. "Известно, что титан до сих пор №1 в вопросах восстановления повреждений костной ткани. Но иногда бывает необходимость сгладить перепад между свойствами титана и свойствами костной ткани, например, упругость и прочность у них разные. Для этого можно получать покрытия на основе фосфатов кальция на титане. Таким образом, мы не только сглаживаем перепад свойств, но и стимулируем активность клеток, которые отвечают за нарастание костной ткани", - рассказал старший научный сотрудник Института общей и неорганической химии НАН Беларуси Илья Глазов.
Если говорить о клеевых гибридных композитах для лор-хирургии, то они успешно прошли клинические испытания на базе двух клиник Беларуси. По словам ученого, они применялись для восстановления перегородки носа после операции по ее исправлению. Прочие разработки прошли доклинические испытания. "Сейчас занимаемся вопросами полномасштабного внедрения через Министерство здравоохранения, чтобы разработки приносили пользу стране", - добавил Илья Глазов.
Добыча нефти
Еще одна разработка - неразрушающий метод определения механических свойств горных пород с построением паспорта прочности. "Это модицифированный метод индентирования, когда остается небольшой отпечаток на исследуемой поверхности. И тем самым определяется комплекс механических свойств. Это уникальная разработка, мы подали заявку на патент на изобретение, сейчас ждем одобрения. Активно работаем с "Белоруснефтью", они пользуются результатами наших исследований, очень заинтересованы. Практический эффект - расширение информации о механических свойствах горных пород для улучшения различных мероприятий при разработке месторождений нефти, улучшения эффективности операций в скважинах. А если мы увеличиваем эффективность операций, то увеличиваем и добычу нефти", - обратил внимание студент Гомельского государственного технического университета имени П.О. Сухого Никита Бочаров.
Проверено космосом
Пробиотики - микроорганизмы, оказывающие благоприятное влияние на здоровье человека. Кисломолочные продукты являются предпочтительными источниками полезных микроорганизмов, так как пробиотики в их составе находятся в метаболически активном состоянии и обладают более высоким потенциалом. В условиях космического полета микроорганизмы испытывают влияние различных факторов космического пространства - микрогравитации, радиации и других. Штаммы пробиотических микроорганизмов из коллекции Института мясо-молочной промышленности исследованы после экспонирования на Международной космической станции в ходе 21-й экспедиции при выполнении Мариной Василевской биотехнологических экспериментов. После сравнения характеристик "наземных" и "космических" вариантов штаммов выбраны культуры, обладающие хорошей выживаемостью и стабильностью свойств. На основе "наземных" штаммов сформированы консорциумы пробиотических микроорганизмов и создана закваска. Кисломолочный биопродукт обладает полезными свойствами.
Как отметила младший научный сотрудник Института мясо-молочной промышленности НАН Елизавета Двоеженова, такой продукт может употреблять в пищу любой человек. "Те штаммы, которые использовались в этом продукте, уже проходили клинические испытания. То есть продукт может использоваться для диетического питания, профилактики. Рассчитываем, что наши молочные предприятия будут изготавливать такой продукт", - добавила она.
Младший научный сотрудник Института мясо-молочной промышленности НАН Анна Лабкова подчеркнула, что это принципиально новая ступень в производстве продуктов питания для людей, которые работают в трудных условиях, в том числе космических исследователей, полярников. "Этот биопродукт мы хотим использовать таким образом: взять закваску и отправить в космос, чтобы космонавты могли там ее использовать и получить там наиболее свежий кисломолочный биопродукт", - уточнила она.
Диагностика гепатита Е
В числе проектов-победителей - иммуноферментные тест-системы для диагностики гепатита Е. Сначала проводилась работа для выявления антител к вирусу гепатита Е у свиней, затем - для детекции таких антител у человека. "Это большая комплексная работа, которая проводится несколькими организациями. И она подошла к своему логическому завершению. Мы создали тест-системы, обеспечен промышленный выпуск. Их уже покупают различные учреждения здравоохранения по всей стране", - отметила младший научный сотрудник хозрасчетного опытного производства Института биоорганической химии НАН Илона Задора.
По аналитическим параметрам разработка соответствует лучшим зарубежным аналогам, при этом ее стоимость ниже. "Гепатит Е передается через пищу, воду. Он опасен тем, что циркулирует среди большого количества животных - свиней, диких кабанов, кроликов и других. Человек может заразиться при употреблении плохо термически обработанного мяса и субпродуктов. Гепатит Е крайне опасен для беременных женщин, а также для тех, у кого ВИЧ-инфекция", - пояснила Илона Задора.
Научный сотрудник хозрасчетного опытного производства Института биоорганической химии НАН Беларуси Юлия Мытько отметила, что благодаря этой разработке обеспечивается импортозамещение, не нужно покупать импортные наборы. И сырье для производства используется либо белорусское, либо российское.
Искусственный интеллект в медицине
В Академии наук разработан программный комплекс поддержки процессов медицинской диагностики в пульмонологии и онкологии. Разработка предназначена для анализа радиологических изображений легких на наличие патологий и раковых областей. При этом используется искусственный интеллект.
"Это проект не одного поколения людей в нашей лаборатории. Над ним работали последние лет 10. Его начинали люди, которые сейчас являются нашими научными руководителями. Работа продолжается, мы планируем развиваться в этой области дальше и расширять возможности нашего программного обеспечения. На данный момент каждый желающий может посетить сайт нашей лаборатории анализа биомедицинских изображений и там проанализировать как изображения компьютерной томографии, так и рентгеновские на наличие патологий. Пока этот сервис работает только с легкими. Но имейте в виду, что без консультации врача нельзя, самодиагностирование очень вредно", - подчеркнула младший научный сотрудник Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси Александра Косарева.
Обращение с отходами
На территории горно-химического предприятия ОАО "Беларуськалий" накапливаются отходы - глинисто-солевые шламы. Такие отходы представляют опасность для окружающей среды, поэтому их переработка является стратегически важной задачей. В состав глинисто-солевых шламов входит иллит, который обладает высокими сорбционными свойствами по отношению к радионуклидам.
Учитывая это, ученые разработали сорбенты радионуклидов (то есть вещества, способные поглощать радионуклиды) из отходов ОАО "Беларуськалий". "В рамках развития системы обращения с радиоактивными отходами в нашей стране важно обеспечить использование отечественных материалов. Наша разработка позволяет использовать для этой цели отходы "Беларуськалия" и частично решить проблему их утилизации. То есть получать из шламов сорбенты радионуклидов. Такие сорбенты можно использовать в том числе для восстановления загрязненных цезием территорий", - сказала младший научный сотрудник Объединенного института энергетических и ядерных исследований "Сосны" НАН Беларуси Дарья Кузьмук.
Хирургические нити
Среди других разработок - поверхностное модифицирование хирургических нитей композиционными покрытиями с высокими антибактериальными свойствами. Это препятствует развитию послеоперационных инфекций, тем самым сокращая период восстановления после операций. "Мы напыляем на хирургические нити, хирургические сетки какие-то вещества, которые могут придавать им различные свойства. Кроме антибактериального, можно добиться и другого эффекта, например противовирусного", - отметил научный сотрудник Институт химии новых материалов НАН Беларуси Денис Мартинкевич. Разработка выполнялась в сотрудничестве с производителем хирургических нитей, она находится на стадии испытаний и внедрения.
Каждая из разработок по-своему уникальна и перспективна. А главное - применима в медицине, промышленности и других сферах. Молодые ученые не работают "в стол" - они хотят принести реальную пользу. И им это удается.
Валерия ГАВРИЛОВА,
Борьба с аллергией
Среди наиболее интересных разработок - тест-система для выявления аллергических реакций у человека. "Она представляет собой микрочип, подложку, на которую нанесены 200 различных аллергенов, характерных для Беларуси. Это быстрый экспресс-тест, который позволяет за один анализ выявить аллергию у пациента сразу к 200 аллергенам", - отметила младший научный сотрудник Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси Анастасия Давыденко.
Во всем мире число людей, страдающих аллергическими болезнями, неуклонно растет, особенно среди детей. Технология микрочипов является универсальной платформой для проведения анализа по широким панелям аллергенов, и при этом для тестирования требуется лишь небольшой объем сыворотки крови пациента. Внедрение в медицинскую практику перспективно, так как позволит значительно расширить панель тестируемых аллергенов и избежать нежелательных эффектов, появляющихся при использовании классических тестов."Работа выполняется в рамках проекта государственной программы "Биотехнологии". Планируется внедрение в практику тест-систем в учреждениях здравоохранения Беларуси. Эта разработка будет очень полезна для прогнозирования эффективности аллерген-специфической иммунотерапии у пациентов. В принципе она может использоваться как для уточнения уже поставленного диагноза, так и для прогнозирования появления возможных осложнений при лечении, возможных аллергических реакций в будущем, которые не имеют клинических проявлений в настоящий момент", - сделала акцент Анастасия Давыденко.
Синтетические аналоги костной ткани
В НАН Беларуси разработан спектр синтетических биоматериалов. В их числе композит на основе кальцийфосфатной пенокерамики, биомиметического апатита и геля гидроксиапатита с регулируемой резорбируемостью. Разработан и клеевой гибридный композит для лор-хирургии на основе цитратной плазмы и геля гидроксиапатита. А также тонкие многослойные биопокрытия на титановых имплантатах, обеспечивающие интеграцию имплантатов с костной тканью. "Известно, что титан до сих пор №1 в вопросах восстановления повреждений костной ткани. Но иногда бывает необходимость сгладить перепад между свойствами титана и свойствами костной ткани, например, упругость и прочность у них разные. Для этого можно получать покрытия на основе фосфатов кальция на титане. Таким образом, мы не только сглаживаем перепад свойств, но и стимулируем активность клеток, которые отвечают за нарастание костной ткани", - рассказал старший научный сотрудник Института общей и неорганической химии НАН Беларуси Илья Глазов.
Если говорить о клеевых гибридных композитах для лор-хирургии, то они успешно прошли клинические испытания на базе двух клиник Беларуси. По словам ученого, они применялись для восстановления перегородки носа после операции по ее исправлению. Прочие разработки прошли доклинические испытания. "Сейчас занимаемся вопросами полномасштабного внедрения через Министерство здравоохранения, чтобы разработки приносили пользу стране", - добавил Илья Глазов.Добыча нефтиЕще одна разработка - неразрушающий метод определения механических свойств горных пород с построением паспорта прочности. "Это модицифированный метод индентирования, когда остается небольшой отпечаток на исследуемой поверхности. И тем самым определяется комплекс механических свойств. Это уникальная разработка, мы подали заявку на патент на изобретение, сейчас ждем одобрения. Активно работаем с "Белоруснефтью", они пользуются результатами наших исследований, очень заинтересованы. Практический эффект - расширение информации о механических свойствах горных пород для улучшения различных мероприятий при разработке месторождений нефти, улучшения эффективности операций в скважинах. А если мы увеличиваем эффективность операций, то увеличиваем и добычу нефти", - обратил внимание студент Гомельского государственного технического университета имени П.О. Сухого Никита Бочаров.
Проверено космосом
Пробиотики - микроорганизмы, оказывающие благоприятное влияние на здоровье человека. Кисломолочные продукты являются предпочтительными источниками полезных микроорганизмов, так как пробиотики в их составе находятся в метаболически активном состоянии и обладают более высоким потенциалом. В условиях космического полета микроорганизмы испытывают влияние различных факторов космического пространства - микрогравитации, радиации и других. Штаммы пробиотических микроорганизмов из коллекции Института мясо-молочной промышленности исследованы после экспонирования на Международной космической станции в ходе 21-й экспедиции при выполнении Мариной Василевской биотехнологических экспериментов. После сравнения характеристик "наземных" и "космических" вариантов штаммов выбраны культуры, обладающие хорошей выживаемостью и стабильностью свойств. На основе "наземных" штаммов сформированы консорциумы пробиотических микроорганизмов и создана закваска. Кисломолочный биопродукт обладает полезными свойствами.
Как отметила младший научный сотрудник Института мясо-молочной промышленности НАН Елизавета Двоеженова, такой продукт может употреблять в пищу любой человек. "Те штаммы, которые использовались в этом продукте, уже проходили клинические испытания. То есть продукт может использоваться для диетического питания, профилактики. Рассчитываем, что наши молочные предприятия будут изготавливать такой продукт", - добавила она.
Младший научный сотрудник Института мясо-молочной промышленности НАН Анна Лабкова подчеркнула, что это принципиально новая ступень в производстве продуктов питания для людей, которые работают в трудных условиях, в том числе космических исследователей, полярников. "Этот биопродукт мы хотим использовать таким образом: взять закваску и отправить в космос, чтобы космонавты могли там ее использовать и получить там наиболее свежий кисломолочный биопродукт", - уточнила она.
Диагностика гепатита Е
В числе проектов-победителей - иммуноферментные тест-системы для диагностики гепатита Е. Сначала проводилась работа для выявления антител к вирусу гепатита Е у свиней, затем - для детекции таких антител у человека. "Это большая комплексная работа, которая проводится несколькими организациями. И она подошла к своему логическому завершению. Мы создали тест-системы, обеспечен промышленный выпуск. Их уже покупают различные учреждения здравоохранения по всей стране", - отметила младший научный сотрудник хозрасчетного опытного производства Института биоорганической химии НАН Илона Задора.
По аналитическим параметрам разработка соответствует лучшим зарубежным аналогам, при этом ее стоимость ниже. "Гепатит Е передается через пищу, воду. Он опасен тем, что циркулирует среди большого количества животных - свиней, диких кабанов, кроликов и других. Человек может заразиться при употреблении плохо термически обработанного мяса и субпродуктов. Гепатит Е крайне опасен для беременных женщин, а также для тех, у кого ВИЧ-инфекция", - пояснила Илона Задора.
Научный сотрудник хозрасчетного опытного производства Института биоорганической химии НАН Беларуси Юлия Мытько отметила, что благодаря этой разработке обеспечивается импортозамещение, не нужно покупать импортные наборы. И сырье для производства используется либо белорусское, либо российское.Искусственный интеллект в медицинеВ Академии наук разработан программный комплекс поддержки процессов медицинской диагностики в пульмонологии и онкологии. Разработка предназначена для анализа радиологических изображений легких на наличие патологий и раковых областей. При этом используется искусственный интеллект.
"Это проект не одного поколения людей в нашей лаборатории. Над ним работали последние лет 10. Его начинали люди, которые сейчас являются нашими научными руководителями. Работа продолжается, мы планируем развиваться в этой области дальше и расширять возможности нашего программного обеспечения. На данный момент каждый желающий может посетить сайт нашей лаборатории анализа биомедицинских изображений и там проанализировать как изображения компьютерной томографии, так и рентгеновские на наличие патологий. Пока этот сервис работает только с легкими. Но имейте в виду, что без консультации врача нельзя, самодиагностирование очень вредно", - подчеркнула младший научный сотрудник Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси Александра Косарева.
Обращение с отходамиНа территории горно-химического предприятия ОАО "Беларуськалий" накапливаются отходы - глинисто-солевые шламы. Такие отходы представляют опасность для окружающей среды, поэтому их переработка является стратегически важной задачей. В состав глинисто-солевых шламов входит иллит, который обладает высокими сорбционными свойствами по отношению к радионуклидам.
Учитывая это, ученые разработали сорбенты радионуклидов (то есть вещества, способные поглощать радионуклиды) из отходов ОАО "Беларуськалий". "В рамках развития системы обращения с радиоактивными отходами в нашей стране важно обеспечить использование отечественных материалов. Наша разработка позволяет использовать для этой цели отходы "Беларуськалия" и частично решить проблему их утилизации. То есть получать из шламов сорбенты радионуклидов. Такие сорбенты можно использовать в том числе для восстановления загрязненных цезием территорий", - сказала младший научный сотрудник Объединенного института энергетических и ядерных исследований "Сосны" НАН Беларуси Дарья Кузьмук.
Хирургические нити
Среди других разработок - поверхностное модифицирование хирургических нитей композиционными покрытиями с высокими антибактериальными свойствами. Это препятствует развитию послеоперационных инфекций, тем самым сокращая период восстановления после операций. "Мы напыляем на хирургические нити, хирургические сетки какие-то вещества, которые могут придавать им различные свойства. Кроме антибактериального, можно добиться и другого эффекта, например противовирусного", - отметил научный сотрудник Институт химии новых материалов НАН Беларуси Денис Мартинкевич. Разработка выполнялась в сотрудничестве с производителем хирургических нитей, она находится на стадии испытаний и внедрения.
Каждая из разработок по-своему уникальна и перспективна. А главное - применима в медицине, промышленности и других сферах. Молодые ученые не работают "в стол" - они хотят принести реальную пользу. И им это удается.
Валерия ГАВРИЛОВА,
БЕЛТА.-0-
Фото Татьяны Матусевич
- размещаются материалы рекламно-информационного характера.