Высокая синергия

В Год науки и технологий ученые объединяют свои силы

Представьте себе, что один плюс один будет три. Если вкратце, так можно объяснить синергетический эффект, когда взаимодействие двух или более факторов существенно превосходит простую сумму действий каждого из указанных факторов. Другими словами, совместная деятельность, в данном случае мы рассмотрим деятельность научную, образовательную, гораздо более эффективна и продуктивна.

Ни один ученый не может действовать в одиночку. Он должен быть погружен в научную среду – быть в курсе последних достижений, участвовать в различных симпозиумах, конференциях, постоянно обмениваться опытом. Кроме того, он не должен ограничиваться только своей сферой – в современном мире нет, условно говоря, строгого деления на «физиков» и «лириков». Биология, химия, экономика, право, информационные технологии – все тесно переплетено.

В этом материале мы приведем несколько примеров совместной деятельности ученых нашей республики и расскажем о том, какую пользу она может принести (и уже приносит).

Генетика в борьбе с онкологией

Разработки в области генетики ведет Центр молекулярной медицины, организованный БашГУ (кафедра генетики и фундаментальной медицины биологического факультета) и тесно сотрудничающий с Институтом биохимии и генетики УФИЦ РАН. В рамках деятельности НОЦ «Евразийский научно-образовательный центр мирового уровня» ведется работа над проектом «Геномика и цифровые системы предиктивной аналитики для персонализированной медицины», а руководит им доктор биологических наук, профессор, академик АН РБ Эльза Хуснутдинова, директор ИБГ УФИЦ РАН и заведующая кафедрой генетики БашГУ. Проект позволит разработать новые инструменты для профилактики, диагностики и лечения целого ряда наследственных и патологических заболеваний.

В курс дела нас ввела доцент кафедры, кандидат биологических наук Альфия Нургалиева.

– Суть нашей работы – в поиске информативных генетических маркеров предрасположенности к различным типам онкологии. В частности, здесь на кафедре мы изучаем такие заболевания, как рак желудка и рак яичников. К сожалению, часто они диагностируются на поздних стадиях – третьей, четвертой. А генетические маркеры позволят установить диагноз на ранней стадии или выявить повышенную предрасположенность до начала заболевания. Соответственно, пациенту назначаются необходимые эффективные препараты, а потенциальный пациент получает рекомендации по профилактике – соблюдать ЗОЖ, чаще проходить диагностику и так далее. В первую очередь, выявлять маркеры рекомендуется лицам с наследственной предрасположенностью к онкологии. Возьмем, например, ген CDH1. При его мутации вероятность заболеть раком желудка составляет 90 процентов. И если у родных пациента был или есть рак желудка, необходимо проверить его на наличие мутации в данном гене. Если она обнаруживается, то одна из главных рекомендаций – ежегодно делать ФГС, чтобы не пропустить начало патологии, ведь на ранних этапах терапия гораздо эффективнее. К слову, в Японии процедура ФГС включена в ежегодное комплексное обследование. Как результат, частота неблагоприятных исходов при раке желудка в этой стране существенно ниже, чем в России.

Центр работает в сотрудничестве с Республиканским онкодиспансером и БГМУ. Это тот пример, когда теория тесно связана с практикой.

– Преимущества такого слияния сил проявляются в том, – говорит Альфия Хаматьяновна, – что расширяется приборная база, студенты получают возможность проходить практику не только у нас, в БашГУ, но и в Институте биохимии и генетики. Происходит обмен опытом, знаниями.

В свою очередь, проректор по научной и инновационной работе, доктор физико-математических наук, профессор Светлана Мустафина сообщила нашему изданию о том, все науки сегодня – междисциплинарные, грани между ними стираются. В частности, в биогенетических исследованиях участвуют ученые биологического, химического, психологического факультетов, Физико-технического института, Института права.

– Это направление, а также другие, такие как развитие геопарков, создание новых материалов, ведутся не только силами сотрудников нашего университета, так и УФИЦ РАН. Наши научные исследования тесно переплетены с институтами РАН, АН РБ и с другими институтами. В целом, вуз следует концепции «Университет 3.0» – образование, наука, инновации. Другими словами, образование должно быть не ради образования, наука – не ради науки, а с целью вести научные разработки, которые были бы полезными для региона и страны.

Импланты – надежнее и доступнее

БГМУ и УГАТУ объединили усилия в создании медицинских имплантов нового уровня, которые будут хорошо «приживаться» в человеческом организме.

– Этой темой мы занимаемся уже около 10 лет и достигли значительных результатов, – говорит доктор физико-математических наук, профессор, директор НИИ Физики перспективных материалов УГАТУ, заведующий кафедрой материаловедения и физики металлов УГАТУ Руслан Валиев. – В настоящее время импланты изготавливаются в большинстве своем на основе металлов – титана, нержавеющей стали, хромокобальтовых сплавов. Свойства металлов можно заметно улучшить – повысить прочность, снизить степень усталостного разрушения посредством наноструктурирования, чем мы и занимаемся. Применяемые в стоматологии, травматологии, нейрохирургии импланты, обладающие такими свойствами, гораздо лучше приживаются в теле человека, служат дольше. Сегодня 90 процентов имплантов, используемых в медицине в России, изготовлены за рубежом и стоят они весьма дорого. Другая проблема – многие импланты ломаются через какое-то время. А представьте себе повторную операцию – какой это стресс для организма. Принципиально новые по свойствам материалы – нанометаллы, которые мы создаем, улучшают конструкцию имплантов, делают их более миниатюрными, удобными, в результате операция проходит намного легче, ускоряется заживление раны. Возьмем, к примеру, зубной имплант, что актуально почти для 100 процентов взрослого населения. После самой операции проходит еще 4-6 месяцев – на установку коронки и так далее. Реально же сократить этот период до пары недель.

– Руслан Зуфарович, а на практике ваши материалы уже применяются?

– Пока было проведено всего несколько операций в нашей республике, но уже тысячи операций с имплантами, изготовленными из уфимского нанотитана, были проведены в Чехии и даже в США. Поэтому есть большая надежда на то, что наши импланты, не имеющие аналогов в мире, будут доступны широкому кругу людей. Как известно, Башкирия недавно выиграла конкурс на создание Евразийского научно-образовательного центра, благодаря чему есть возможность повысить статус вузов УГАТУ и БашГУ до университета мирового класса в рамках общероссийского конкурса Минобрнауки РФ. Это новый этап развития, сотрудничества, дополнительные финансовые возможности. В частности, мы планируем открыть в Уфе инновационный центр по производству нанотитановых полуфабрикатов, из которых будут изготавливать импланты. Таким образом, стоматологические операции будут поставлены на поток, их стоимость существенно уменьшится, а в дальнейшем уже можно будет подумать и об экспорте имплантов за рубеж. Здесь много организационных вопросов, которые, я надеюсь, руководство республики поможет нам решить.

В свою очередь, начальник управления информационных технологий БГМУ, кандидат медицинских наук Азат Билялов рассказал о преимуществах имплантов, изготовленных из полимеров.

– Сегодня такие импланты широко используются в медицине. И рассматривать их следует не просто как какую-то деталь, присоединенную к кости, а как медицинское изделие, которое погружается в человеческое тело для выполнения определенной функции. Например, в хирургии и урологии активно используются полимерные сетки из композиционных материалов. Сейчас возможно создавать такие сетки с помощью аддитивных технологий – 3D-печати. Данная технология позволяет сделать имплант персонифицированным, то есть соответствующим анатомическим особенностям конкретного человека. Если во время операции удаляется, к примеру, часть черепа, кости, то посредством 3D-печати создается персональный имплант – не только из металла, но и из керамики. Одно из направлений, по которому мы начинаем активно работать в рамках Евразийского НОЦ совместно со «Сколтехом», это использование керамики для создания имплантов.

Как отмечает Азат Ринатович, импланты, изготовленные с использованием полимерных материалов и композитов, обладают повышенной прочностью и эластоупругостью, что больше всего подходит для человека. Кроме того, делается упор на такое свойство, как биозразлагаемость. Таким образом, импланты, выполнив свою функцию, постепенно растворяются, не принося вреда здоровью человека. И в результате пациенту не требуется повторная операция.

– В связке БГМУ – УГАТУ мы выступаем как постановщики задач, – говорит Билялов. – Даем идеи для разработки, задаем необходимые свойства, параметры. Авиационный университет, в свою очередь, проводит исследования, делает расчеты, занимается математическим моделированием. Тут задействованы математика, физика, химия, материаловедение, нанотехнологии. То есть, только в комплексе мы можем создать что-либо, что можно использовать в медицине.

Объединенными силами

Латинское выражение «E pluribus unum», что означает в переводе «Из многих – единое», очень точно подходит к текущей тенденции ученых к объединению. Напомним, 2021 год объявлен в России Годом науки и технологий, что подразумевает создание научных центров, поддержку ученых и многое другое. Помимо планов создать на базе БашГУ и УГАТУ единый вуз, накануне также стало известно о том, что Институт стратегических исследований РБ и учреждение науки «Башкирская энциклопедия» образуют государственное автономное научное учреждение «Институт социально-гуманитарных исследований и энциклопедистики Республики Башкортостан», а в ведение БГМУ перейдет «Уфимский НИИ глазных болезней Академии наук РБ».

– Научные силы должны объединяться, создавать большие группы, которые будут заниматься исследованиями в какой-то области, – рассказал в интервью нашему изданию президент Академии Наук РБ, доктор педагогических наук, профессор, член-корреспондент Российской академии образования Альфис Гаязов. – Сложение сил должно привести к синергетическому эффекту – результату, который имеет свойство далее саморазвиваться. Это комплексная работа с точками приложения и роста для множества научных учреждений. Со стороны НОЦ эта деятельность будет организовываться, координироваться.

Фото: Е. Соколов, ГТРК «Башкортостан», БГМУ, Институт физики перспективных материалов