Томский политехнический университет продолжает реализацию проектов, получивших поддержку «Приоритет 2030».
В рамках стратегической ставки «Инженерия здоровья» получил поддержку проект, направленный на разработку отечественных искусственных трехмерных конструктов для префабрикации тканей. Он реализуется под руководством старшего научного сотрудника ИШХБМТ Евгения Больбасова.
Префабрикация тканей — сравнительно новое и широко изучаемое в мире направление в пластической и реконструктивной хирургии. Метод включает предварительное формирование комплексов тканей требуемого состава в донорской зоне на основе механизма неоваскуляризации путем привнесения в выбранную область источника кровоснабжения, завершающееся объединением сосудистых сетей этих тканей. Префабрикованный аутотрансплантат существенно уменьшает травматизацию донорской зоны и позволяет преодолеть ограничения, связанные с ее сосудистой анатомией.
Ранее ученые ТПУ разработали уникальную систему многоканального электроспиннинга, предназначенную для создания искусственных кровеносных сосудов из отечественных полимерных материалов. В этом году проект получит продолжение.
«Для изготовления компонентов тканеинженерных конструктов будут использованы отечественные полимерные материалы — сополимеры винилиденфторида с тетрафтор-этиленом. Благодаря высокому содержанию фтора в полимерной цепи эти материалы имеют хорошие механические свойства, обладают высокой биологической совместимостью и химической стабильностью. Они являются термопластичными и растворятся в низкотоксичных органических растворителях, что позволяет использовать их для изготовления каркасов методом электроформования и 3D-печати», — рассказывает Евгений Больбасов.
Также в 2024 году продолжится реализация проекта «Радионуклидная тераностика рака предстательной железы». Он направлен на создание оригинальных радиофармацевтических лекарственных препаратов на основе меченых изотопами 99mTc и 177Lu конъюгатов простатспецифического мембранного антигена для таргетной диагностики и лечения рака предстательной железы.
«В настоящее время рак предстательной железы занимает второе место в структуре онкологической заболеваемости у мужчин, что составляет 14,5?% от всех злокачественных новообразований. К сожалению, в 38 % случаев данная патология диагностируется на третьей-четвертой стадии заболевания, когда единственным методом воздействия на опухоль остается агрессивная системная таргетная терапия. Одним из видов такого лечения является системная таргетная радионуклидная терапия — бурно развивающееся направление современной онкологии и ядерной медицины. Сейчас в России нет зарегистрированных радиофармацевтических лекарственных препаратов для таргетной радионуклидной диагностики и терапии рака предстательной железы. При этом в мире прогнозируется значительный рост рынка радиофармпрепаратов, в большей степени за счет терапевтических молекул на основе лютеция-177 (177Lu)»,?— отмечает руководитель проекта, старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра «Онкотераностика» Роман Зельчан.
В 2022?2023 гг. в ТПУ провели комплекс научных исследований по разработке новых радиофармацевтических лекарственных препаратов (РФЛП) для тераностики рака предстательной железы. Был разработан диагностический РФЛП (99mTc-PSMA-BQ-0413) для селекции пациентов на таргетную лиганд-рецепторную радионуклидную терапию. Также был проведен полный цикл исследований, включающий фармацевтическую разработку, доклинические исследования in vitro и in vivo, а также пилотные клинические испытания, продемонстрировавшие безопасность и диагностическую эффективность препарата. Кроме того, учеными были синтезированы опытные образцы предшественника оригинального терапевтического препарата 177Lu-PSMA-BQ-7876. Проведены экспериментальные работы и доклинические испытания.
«В 2024 году мы планируем сосредоточиться на получении стабильной лекарственной формы для удобного применения препарата 177Lu-PSMA-BQ-7876 непосредственно в клинических условиях. Также планируется оценить токсикологические свойства полученного соединения, провести комплекс дополнительных исследований in vitro и in vivo для дальнейшего безопасного проведения пилотных клинических испытаний», — добавляет руководитель проекта.
В рамках стратегической ставки «Энергия будущего» политехники продолжат развивать проект, связанный с мультитопливными технологиями замкнутого цикла для энерго-установок и двигателей. Его реализуют ученые ИШЭ и ИШФВП. На 2024 год запланирован цикл испытаний разработанных ранее биотоплив с использованием пилотных установок, созданных в ТПУ. В рамках исследований будут определены физико-химические свойства, параметры распыления и горения биотоплива, состав дымовых газов при его сжигании в условиях, близких к объектам малой энергетики и двигателям внутреннего сгорания. Кроме того, ученые дадут оценку эксплуатационных характеристик оборудования и его узлов.
Также они протестируют на малоразмерных газотурбинных двигателях образцы авиационных топлив из различного сырья, приготовленные с применением наиболее распространенных технологий.
«По результатам тестирования будет создана база данных для разработки математических моделей. Они позволят прогнозировать эффективные условия сжигания углеводородных и альтернативных жидких топлив с минимальными газовыми антропогенными выбросами и сажеобразованием, максимальной тягой и повышенной полнотой выгорания топлива. Кроме того, будет выполнена модернизация системы подготовки топливовоздушной смеси к сжиганию для минимизации расхода жидкого топлива и концентрации вредных антропогенных выбросов», — рассказывает руководитель проекта, профессор научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ИШЭ Павел Стрижак.
Еще один перспективный проект связан с разработкой научных основ эффективного применения газовых гидратов в энергетических приложениях, в частности при термической утилизации твердых и жидких отходов. Газовые гидраты — соединения из газа в ледяной и водной оболочке, которые добывают со дна морей и океанов и называют замерзшим топливом будущего, или горючим льдом.
В этом году ученые ИШЭ планируют разработать уникальный экспериментальный стенд, который позволит обосновать использование газогидратов в энергетическом секторе с минимальными выбросами опасных газов и захоронением СО2. Подход основан на сепарации природного дымового газа методом замещения природного гидрата метана дымовыми газами, полученными при сжигании гидратного газа совместно с угольными шламами.
Этот способ позволит снизить экономические и экологические затраты. Специалисты ИЯТШ и Научно-образовательного центра перспективных исследований ТПУ при поддержке программы «Приоритет 2030» разрабатывают нейтронный порошковый дифрактометр ? прибор для анализа структуры материалов, в том числе магнитных и содержащих легкие элементы. Он будет смонтирован на одном из каналов Исследовательского ядерного реактора ТПУ. С его помощью можно уточнять структуру и фазовый состав в водородсодержащих системах. Полученные данные позволят оптимизировать процесс разработки материалов-накопителей водорода и повысить их эффективность.
«Дифрактометр будет почти полностью выполнен из компонентов отечественного производства. Одной из особенностей прибора является использование детектирующей системы на основе сцинтилляторов. Сцинтилляторы ? особые вещества, обладающие способностью излучать свет при поглощении ионизирующего излучения. Их использование является более дешевым решением по сравнению с применяемыми классическими газонаполненными детекторными системами на основе гелия. Кроме того, такие детекторы обладают более высокой чувствительностью. Разработкой детекторных систем для нейтронного порошкового дифрактометра занимаются специалисты ТПУ в сотрудничестве с коллегами из Объединенного института ядерных исследований», — комментирует руководитель отделения экспериментальной физики ИЯТШ Андрей Лидер.
Специалисты планируют приступить к монтажу нейтронного дифрактометра во второй половине 2024 года. Прибор будет эффективен не только для анализа структуры материалов-накопителей водорода и мембранных систем для очистки водорода, но и для определения других легких элементов в кристаллических образцах и изучения магнитных материалов.
Также в этом году при поддержке программы «Приоритет 2030» продолжится реализация проектов, связанных с цифровым сопровождением добычи и переработки нефти и газа, технологиями получения диагностических и терапевтических радионуклидов, геотермальными технологиями для энергоснабжения автономных объектов.
Подготовили Наталья Трунова и Елена Некрасова