Самарский университет имени Королева и СамГМУ создадут совместную лабораторию по биомедицинским системам

09.02.2021

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С. П. Королёва и Самарский государственный медицинский университет объединят усилия для реализации совместных проектов, в том числе в сфере IT-медицины — одного из ключевых направлений программы деятельности НОЦ мирового уровня «Инженерия будущего». Такое предложение было озвучено в рамках пленарного заседания форума молодежных научных инициатив, проходившего 8 февраля в День российской науки под председательством Губернатора Самарской области Дмитрия Азарова.

Основной деятельностью лаборатории должны стать не столько научные исследования, сколько реализация проектов практической направленности, которые будут интересны потребителю и которые можно будет вывести на рынок. Важным в работе совместной лаборатории будет участие индустриальных партнёров.

Руководство лабораторией на паритетных началах будут обеспечивать доцент кафедры лазерных и биологических систем Самарского университета им. Королёва Иван Братченко и директор НИИ «Бионики и персонифицированной медицины» СамГМУ Андрей Николаенко.

Создание межвузовской лаборатории позволит не только объединить разных специалистов в одну команду, но и будет способствовать привлечению грантов на междисциплинарные научные исследования, оснащению центр коллективного пользования приборной базой, а также производству прототипов нового оборудования.

Задачи, которые ставят перед собой ученые, — это: оптическая биопсия тканей человека для неинвазивной диагностики социально значимых заболеваний; спектральный анализ сыворотки крови (включая Lab-on-a-chip технологии) для диагностики злокачественных новообразований; создание методов и программного обеспечения для интеллектуального анализа больших массивов биомедицинских данных, включая применение нейронных сетей, облачных технологий, Big Data; моделирование биомеханики мелких суставов, оптимизация конструктивных особенностей эндопротезов; разработка онкологических эндопротезов (детский с раздвижным механизмом и эндопротез голеностопного сустава); магнитно-импульсная обработка лекарственных препаратов (антибиотикотерапия).

Губернатор Самарской области Дмитрий Азаров подчеркнул важность межвузовского взаимодействия и отметил, что в регионе оно активно развивается.

«Коллаборация университетов, как минимум входящих в НОЦ, сегодня уже работает. Давайте попробуем описать, что за лаборатория должна быть, посмотрим, чего не хватает в существующих студенческих лабораториях, которые на принципах межвузовского обмена уже действуют, а затем примем решение».

Александр Колсанов, ректор Самарского государственного медицинского университета:

«Наши два вуза взаимодействуют уже на протяжении многих лет и вместе решают общие задачи. Создание в Самарской области научно-образовательного центра „Инженерия будущего“, который получил статус НОЦ мирового уровня, дает нам еще больше возможностей для интеграции. Потому что именно междисциплинарные, комплексные проекты, направленные на коммерциализацию, на создание новых решений для трансфера технологий в реальный сектор экономики, для работы с индустриальными партнерами — это тот шаг, который, я считаю, позволит выйти на новый уровень отношений».

Владимир Богатырев, ректор Самарского национального исследовательского университета им. академика С. П. Королёва:

«Разработка новых методов и материалов, приборов и оборудования, аппаратного и программного обеспечения для медицинской науки требуют подготовки научно-технических специалистов нового типа. Такие специалисты должны хорошо знать как современные проблемы, стоящие перед биологической, химической, и медицинской науками, так и передовые технологии физики и техники. Создание межвузовской лаборатории по биомедицинским системам позволит объединить специалистов в области медицины, физики и техники, для решения проблем, которые стоят на стыке этих наук. Безусловно, нам нужно взаимодействовать в рамках НОЦ „Инженерия будущего“. Большие и сложные проекты сегодня невозможно реализовать одному университету. Необходима кооперация, когда компетенции одной лаборатории дополняют компетенции другой».

Справочно

В Самарском национальном исследовательском университете имени академика С. П. Королева накоплен значительный объем компетенций в сферах будущей деятельности создаваемой совместной лаборатории. Так, одним из направлений работы этой лаборатории станет разработка приборов и методов оптической биопсии тканей человека для неинвазивной диагностики социально значимых заболеваний. Успешные исследования по данному направлению ученые университета уже проводят совместно с коллегами из Самарского государственного медицинского университета. Результаты этих исследований опубликованы в одном из наиболее авторитетных научных журналов в сфере исследований взаимодействия света и биологических тканей — Journal of Biophotonics, а также в ряде других известных научных журналов. По замыслу ученых, почечную недостаточность и другие патологии можно будет выявлять за считанные минуты, просто «посветив» на кожу пациента специальным лазерным спектроанализатором, подключенным к ноутбуку. Он улавливает изменения в биохимическом составе кожи, проявляющиеся при характерных метаболических процессах в организме человека. Разрабатываемый метод может стать основой анализа состояния пациентов с хроническими заболеваниями почек. Согласно статистике Всемирной организации здравоохранения, почти 10% населения планеты страдает от заболеваний почек, миллионы людей ежегодно умирают от патологий почек.

Еще одним направлением работы лаборатории станет внедрение в практическое здравоохранение разработанного самарскими учеными метода диагностирования рака и других заболеваний с помощью спектроскопии крови. В отличие от лабораторных методов анализа, на которые требуются часы, данный метод позволяет анализировать компонентный состав крови в режиме реального времени, буквально за считанные минуты.

Лаборатория также займется практическим внедрением программного обеспечения для интеллектуального анализа больших массивов биомедицинских данных, в том числе с использованием нейронных сетей и облачных технологий. Ранее учеными Самарского университета имени Королева, Самарского государственного медицинского университета и Института систем обработки изображений РАН был реализован совместный проект по анализу медицинских изображений. Сегодня практически каждое медицинское учреждение оснащено аппаратурой для проведения лучевых диагностических исследований: рентген, ЭКГ, УЗИ, КТ, МРТ. С ежегодным увеличением объемов информации актуальный вопрос сегодняшнего дня — оперативная обработка и интерпретация данных, от которых зависит точность установленного диагноза и эффективность назначенного лечения. Особенно актуально это в условиях пандемии коронавируса. Искусственный интеллект должен облегчить работу врачей и ускорить обработку массива данных лучевых исследований.

Еще одним направлением работы лаборатории станет изучение потенциального использования импульсного магнитного поля в медицине и фармакологии. Ранее специалисты Самарского университета им. Королева в ходе экспериментов выявили повышение антибактериальной активности пенициллина после воздействия магнитного поля на антибиотик. Также было обнаружено, что импульсное магнитное поле увеличивает антиагрегационную активность пентоксифиллина практически в два раза, то есть, вязкость крови уменьшается в два раза, что может существенно повлиять на процесс тромбообразования.