Достижения томских ученых в 2015 году
Томск, 30 декабря, 2015, 10:03 — ИА Регнум. Ученые томских вузов и научно-исследовательских институтов в 2015 году сделали ряд важных открытий, которые прошли успешные испытания и были освоены на практике. О некоторых из них читайте в специальном обзоре ИА REGNUM.
«Идеальные имплантаты» на 3D-принтере
Томские ученые изобрели устройство, которое печатает из биосплавов имплантаты, предназначенные для конкретного пациента. Совместный проект Томского политехнического университета и Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН близится к завершению. Ученые разработали отечественную технологию печати индивидуальных титановых имплантатов, учитывающую анатомические особенности больного.
«Биосплав на основе титана и ниобия обладает идеальной сращиваемостью с костью, так как имеет такие же физические характеристики, — говорит директор научно-образовательного центра «Современные производственные технологии» Института физики высоких технологий Томского политехнического университета Василий Федоров. — Пока имплантаты печатаются на лазерном 3D-принтере. В перспективе перейдем на электронно-лучевой принтер и сравним результаты».
Ученые считают, что благодаря их разработке регенеративная медицина выйдет на новый уровень, пишет «Российская газета». Титан и биомедицинские низкомодульные сплавы на его основе не вызывают воспалительных процессов, устойчивы к коррозии, достаточно прочны. В следующем году специалисты планируют улучшить характеристики сплавов, а в 2017 году с помощью установки ученые собираются получить готовые изделия для медицинского применения.
Предотвращение инсульта
В Томске разработано зонтичное устройство, которое может предотвращать инсульт, а в НИИ кардиологии прошли его предклинические исследования. Устройство предназначено для закрытия ушка левого предсердия, которое при заболеваниях сердца становится источником тромбов, способных мигрировать и тем самым вызывать инсульт у человека.
Устройство представляет собой зонтик из никелида титана, который при холодной температуре сжимается, а в человеческом организме, нагревшись, раскрывается. Зонтичное устройство вводится через бедренную вену с помощью пункции, дальше под рентгенологическим контролем катетер идет к сердцу, пунктируется межпредсердная перегородка, и зонтик попадает в ушко левого предсердия, разворачивается, тем самым полностью перекрывает его просвет.
Операцию отработали на крупных животных (свиньях), что позволило выработать свою технологию имплантации и понять, как работает это устройство.
«Доклинические испытания показали, что устройство хорошо приживается в организме, не токсично для внутренних органов и целого организма», — пояснил профессор, заместитель директора НИИ кардиологии Шамиль Ахмедов. В настоящее время разработка регистрируется в Росздравнадзоре, и, как только будет получено разрешение, кардиологи планируют приступить к клиническим испытаниям.
Введение в организм пациентов зонтичного устройства позволит предотвратить развитие инсульта. Предполагаемая стоимость устройства составит 250 тысяч рублей, что в два раза меньше импортного аналога. На рынок зонтичное устройство выйдет в 2016 году.
Напомним, ежегодно в мире инсульт переносят около 6 млн человек, в России — 450 тысяч человек. Каждые полторы минуты в стране регистрируется инсульт, летальность составляет 36−43%.
На страже безопасности
Томские ученые разрабатывают установки для предотвращения терактов. Принципиально новая установка уже получила награду на международной специализированной выставке.
Устройство «Радиоглаз-Антитеррор», созданное на кафедре радиофизики, представляет собой радиолокатор с рефлектором диаметром 160 сантиметров и позволяет дистанционно и скрытно обнаруживать спрятанные электронные предметы — радиоэлектронные элементы, содержащие диоды, схемы, пусковые устройства. За счет параболического рефлектора он обладает очень большой направленностью и дальностью действия (до 10 метров и более) и способен увидеть предметы, скрытые для стандартных металлоискателей.
«Мы проводили такой эксперимент, — рассказывает научный сотрудник кафедры радиофизики Ксения Завьялова. — Сначала человека обыскали металлоискателем, который используются службами досмотра в аэропортах и таможенных пунктах; он обнаружил, как и предполагалось, телефон, ключи, часы и другие металлические предметы. Однако имитатор запрещенного предмета с пусковым устройством, находящийся у человека в сумке, обнаружить удалось лишь с помощью разработанного учеными устройства «радиоглаз», причем дистанционно — прибор во время эксперимента находился за стеной и подал сигнал, когда человек с опасным предметом проходил мимо по коридору».
Устройство может использоваться как в пунктах досмотра в аэропортах и на вокзалах, так и в местах большого скопления людей — концертных залах, торговых центрах, стадионах, школах и других. Из большого потока проходящих людей «радиоглаз» выявит человека с подозрительным предметом в сумке или под одеждой. И тут же передаст изображение носителя опасного предмета на контрольный экран службы безопасности.
«Этот прибор обладает большими преимуществами по сравнению с имеющимися аналогами, — он действует на достаточно большом расстоянии и из-за низкого уровня используемого излучения не наносит вреда здоровью человеку», — говорит Ксения Завьялова.
Прибор уже был представлен на ХIХ Международной выставке средств обеспечения безопасности государства «Интерполитех-2015», проходившей в октябре 2015 года, и заинтересовал многих посетителей, в том числе и представителей силовых структур РФ, а также иностранных гостей из Израиля, Руанды. Устройство «Радиоглаз-Антитеррор» было удостоено золотой медали.
На службе у авиации
Специалисты Томского госуниверситета нашли способ делать сплавы для авиации прочнее. По данным вуза, ученые лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов совместно с коллегами из Университета Брунеля подбирают оптимальные составы сплавов и композитов с наночастицами, чтобы улучшить физико-механические свойства материалов. Сложность в том, что задающие сплаву нужные свойства микро — и наночастицы имеют плохую смачиваемость жидким металлом, а из-за своего малого размера они склонны к слипанию. Однако ученым удалось найти принципиально новое решение проблемы путём добавления тугоплавких частиц в специальную лигатуру, на которую воздействуют ударной волной. В результате получается очень плотный алюминиевый пруток с концентрированным содержанием наночастиц, обладающий нужными свойствами.
Новый способ позволяет увеличить прочность легких сплавов на 20−25%, сообщают «Вести Томск». При этом улучшаются и другие свойства металла, например, его теплопроводность. Добавим, сплавы могут быть использованы в судостроении, электротехнике, аэрокосмической и других отраслях.