КРЕПНУТ НАУЧНЫЕ СВЯЗИ
Недавно в Новосибирск из поездки на Тайвань возвратилась делегация учёных, которая приняла участие в организованном Сибирским отделением РАН и Национальным научным советом (ННС) Тайваня совместном симпозиуме, посвящённом применению методов механики в физиологии и клеточной биологии. Сопредседателями симпозиума были заместитель председателя СО РАН академик В. М. Фомин и президент университета Тунхай профессор М.-Дж. Тан.
Н. Петров, «НВС»
— Научные связи учёных Сибирского отделения и научных организаций Тайваня имеют более чем двадцатилетнюю историю, но официальные отношения были установлены в 2001 году, когда в Новосибирске был подписан Меморандум о сотрудничестве между СО РАН и ННС, — рассказывает академик В. М. Фомин. — В результате переговоров в последующие годы была разработана схема взаимодействия и достигнута договорённость о грантах на совместные научные исследования и проведение двухсторонних симпозиумов. В 2008 году были выделены первые гранты и выбраны темы симпозиумов, и к настоящему времени в рамках сотрудничества СО РАН — ННС поддержано около 30 проектов и проведено 10 симпозиумов.
Кроме того, осуществляются взаимные визиты исследователей для участия в международных конференциях в России и на Тайване, проведения совместных работ, обучения в магистратуре и аспирантуре, в том числе в течение нескольких месяцев и лет. Активно участвуют в программах не только новосибирские учёные, но и представители Иркутского, Красноярского, Томского научных центров. Спектр тем очень широк, но с самого начала сотрудничества особое внимание уделялось междисциплинарным исследованиям. Подтверждением этого служит и состоявшийся симпозиум, на котором было рассмотрено использование методов точных наук для исследований в физиологии, биологии клеток, разработке новых методов диагностики и лечения.
Программа Симпозиума включала в себя 27 докладов, которые охватывали широкий список проблем функционирования живых систем на разных уровнях организации, механико-математического анализа процессов в кровеносной, дыхательной системах, клетках.
Наиболее очевидным приложением механики в биологии является анализ движения газов и жидкостей, чему были посвящены доклады
Дж.-Дж. Мяу, В. М. Фомина,
А. В. Садовского, А. Е. Медведева. Важным итогом этих работ является расшифровка сложной организации потоков в верхних дыхательных путях и кровеносных сосудах. Результаты, полученные на основе численного моделирования, имеют существенное значение и для понимания патогенетических механизмов, и для разработки инновационных терапевтических подходов.
В частности, сложная структура потоков воздуха в носовой полости и легких во многом предопределяют области максимального осаждения наноразмерных аэрозолей на внутренних поверхностях верхних дыхательных путей. Их расшифровка создаёт основы для разработки более эффективных методов ингаляционной доставки лекарственных препаратов (В. М. Фомин), а также определяет условия наибольших рисков нейрозаболеваний, обусловленных поступлением наноаэрозолей в головной мозг, которое происходит внутри волокон обонятельных нервов (М. П. Мошкин). В основе этого процесса лежит везикулярный транспорт, изучению которого был посвящён доклад У.-Ц. Чао.
Не менее интересные патогенетические следствия вытекают из анализа гемодинамических факторов, приводящих к формированию завихренностей в пульсирующем потоке крови, параметры которого существенно зависят от геометрии сосудов (Дж.-Дж. Мяу) и от реологических свойств крови, определяемых соотношением жидкой фракции (плазма крови) и клеточных элементов (А. Е. Медведев, С. Х. Ван), в докладе которого рассматривались особенности применения ультразвуковой диагностики для различных частот (не доступных на стандартных врачебных установках, но влияющих на разрешение) для исследования движения физиологических жидкостей между клетками.
В работе Дж.-Дж. Мяу исследовались начальные возмущения в пульсирующих потоках в трубе, скорость и давление которого менялась по синусоиде. При пульсовом движении крови в артериях человека в некоторый момент времени наблюдается отрицательное значение скорости потока, т.е. кровь течёт в обратную сторону. Хотя средняя скорость за период пульсации, конечно, положительна. Турбулентность также вносит существенный вклад в напряжение сдвига в кровеносных сосудах. Именно в области отрыва потока крови от стенок сосуда, где напряжение трения равно нулю, механические воздействия «раздвигают» клетки эндотелия и гладкой мускулатуры (внутренние и средние слои сосудистой стенки), открывая «ворота» для миграции лейкоцитов из сосудистого русла в ткани (Дж.-Дж. Чу). Таким образом, напряжение сдвига играет ключевую роль в инициации локальных воспалений и развитии атеросклероза.
Профессор Т. Г. Амстиславская из ИЦиГ СО РАН хорошо знакома с достижениями тайваньских коллег и имеет большой опыт сотрудничества с ними — проводила исследования по гранту СО РАН — ННС, организовывала совместный симпозиум
в 2012 году, неоднократно посещала университеты Тайваня. И в этот раз она рассказала о результатах совместного исследования, посвященного сравнению широко используемой фармакологической модели ускоренного старения, вызванного введением Д-галактозы, с созданной в ИЦиГ генетической моделью, линией крыс с ускоренным темпом старения OXYS, а также о результатах изучения эффектов биоактивного фитостероида диосгенина на биохимические и поведенческие нарушения у крыс с ускоренным темпом старения.
— Для меня интересны были все представленные доклады без исключения, — говорит Т. Г. Амстиславская. — Особо хочу отметить выступления наших тайваньских коллег, посвященные технологической разработке 3D биоразлагаемой конструкции, созданной для усиления регенерации костной ткани (И. Гу), созданию концентрирующих микро/нанофлюидных платформ, дающих возможность аккумулировать белковые молекулы, присутствующие в крови и других биологических жидкостях в наноконцентрациях, что может быть весьма полезным в качестве высокоточного метода диагностики заболеваний (C.-П. Жэнь), использованию микрофлюидной платформы в качестве микродиализного аппарата, что очень важно и необходимо людям с почечной недостаточностью (C.-C. У). Очень важны для практики массовых применений для диагностики различных заболеваний исследования по использованию бумажной основы в разнообразных недорогих тест-системах (С.-T. Фань).
Этим же целям могут служить методы жидкокристаллической термографии, первоначально разработанные Г. М. Жарковой в ИТПМ для панорамной визуализации температурных полей при исследовании аэродинамического нагрева летательных аппаратов. В соответствии с комплексной программой научных исследований РАН и Министерства здравоохранения был создан специальный набор теплочувствительных пленок для медицины. Плёнки прошли испытания в 11 ведущих клиниках России в таких областях как хирургия, онкология, урология, гинекология и т.д. Термоиндикаторные пленки зарегистрированы и получено разрешение на их применение.
Проведенные испытания показали, что пленки могут быть успешно использованы в больничных условиях, при оказании первой помощи в медицине катастроф, неотложной медицинской помощи. В докладе Г. М. Жарковой были продемонстрированы результаты их использования при различных заболеваниях. Материалом заинтересовались тайваньские специалисты по биомедицинской инженерии. Достигнута договорённость о передаче им медицинских пленок для проведения экспериментов. В свою очередь, полезно перенять опыт формирования структурированных пленок, содержащих различные сенсорные добавки, широко развиваемые тайванской стороной для нужд фармакологии.
Работа Н. А. Маслова (ИТПМ) была выполнена в содружестве с НИИ патологии кровообращения
им. академика Е. Н. Мешалкина и посвящена применению индуцированной лазером флуоресценции для определения в режиме реального времени границ злокачественной опухоли в нейро-онкологии. Продемонстрированы различия спектров злокачественной и нормальной ткани при возбуждении лазерным излучением с различной длиной волны.
Впервые принять участие в совместном симпозиуме СО РАН — ННС были приглашены сотрудники неакадемических организаций, активно сотрудничающих по совместным программам с Сибирским отделением.
Сердечно-сосудистый хирург Центра хирургии аорты и коронарных артерий НИИПК к.м.н. А. В. Фомичёв принимает участие в совместных с ИТПМ исследованиях систем механического сердца. Большой интерес вызвал его доклад об опыте НИИПК в использовании систем механической поддержки сердца, современном состоянии проблемы в мире, перспективах развития, возможности разработки новой модели обхода левого желудочка.
На следующий день А. В. Фомичёва пригласили посетить клинику Чэн Гун университета в Тайнане. Сотрудники клиники (сердечно-сосудистые хирурги) провели содержательную экскурсию по хирургическому отделению и операционному блоку клиники. Обращает на себя внимание отличная оснащенность операционных. Несмотря на относительно небольшое количество операций — около 150 в год, в клинике применяется большинство современных технологий, включая миниинвазивные технологии, робот-ассистированные операции с использованием последней модели аппарата da Vinci для проведения хирургических операций. Также в клинике выполняются имплантации систем обхода левого желудочка и трансплантаций сердца.
Приняли участие в симпозиуме и представители компании ЗАО «НЭВЗ-КЕРАМИКС» О. В. Медведко и А. В. Медведко. Были представлены новые разработки в области биокерамики для лечения заболеваний позвоночника и суставов и продемонстрирован успешный опыт внедрения в практику совместных разработок компании и НП НПК «Сибирская керамика», куда входят многие институты СО РАН. Были установлены новые контакты с потенциальными партнёрами по использованию биокерамики для стоматологии.
Помимо участия в заседаниях для участников симпозиума было организовано посещение ряда компаний и производств в технопарках Тайцзюня и Тайнаня, занимающихся исследованиями и производством медицинского диагностического и лечебного инструментария и оборудования. Высокую оценку со стороны А. В. Фомичева получили эндоскопический инструментарий, изготавливаемый в Тайнане и Тайцзюне, портативный центр ПЦР-диагностики (полимеразная цепная реакция) для широко используемой в биологической и медицинской практике при диагностике наследственных заболеваний, анализе и выделении новых генов. Благодаря установленным контактам интересной представляется перспектива сотрудничества НИИПК и институтов СО РАН с научно-производственным центром Технопарка в Тайнане с целью разработки модели центрифужного насоса для новой системы обхода левого желудочка.
Успеху симпозиума и визита на Тайвань способствовали организационная работа учёных секретарей симпозиума
C.-C. У (Джош) и Н. А. Маслова, а также координатора программ Президиума по сотрудничеству СО РАН — ННС В. А. Лебиги, который в своём сообщении на симпозиуме обобщил многолетнюю историю научной кооперации Сибирского отделения и Национального научного совета Тайваня.
Увлекательной и интересной была культурная программа, включающая посещение достопримечательностей, среди которых множество храмов, исторических мест и музеев. Необычен кампус университета Тунхай, центральным зданием которого является уникальная часовня, построенная по проекту художника и архитектора Чи Кванчэна. Делегация сфотографировалась на фоне этого необычного здания, состоящего из несущих бетонных поверхностей, которые представляют собой гиперболический параболоид, обеспечивающий сейсмоустойчивость сооружения.
В рамках визита на Тайвань заместитель председателя СО РАН, председатель комиссии Президиума по сотрудничеству с Национальным научным советом Тайваня академик В. М. Фомин и учёный секретарь Комиссии д.т.н. В. А. Лебига встретились в Тайбэе с руководителями ННС для подведения итогов конкурса научных проектов 2014–2016 гг. Согласовано решение о поддержке следующих проектов:
1. «Фотонно-кристаллические и оптоэлектронные устройства на основе наноструктурированных сред» — ИФ СО РАН (Красноярск) и Национальный университет Цзяо Тун, NCTU (Тайнань).
2. «Экспериментально-теоретические методы исследования сейсмостойкости высотных сооружений и технологии мониторинга» — ГС СО РАН (Новосибирск) и Национальный центр по изучению сейсмостойкого строительства, NCREE (Тайбэй).
3. «Управление течением вблизи поверхностей сложной формы при трансзвуковых скоростях» — ИТПМ СО РАН (Новосибирск) и Национальный университет Чэн Гун, NCKU (Тайнань).
4. «Новое поколение энергонезависимой флэш-памяти: исследование и разработка» — ИФП СО РАН (Новосибирск) и Национальный университет Цзяо Тун, NCTU (Тайнань).
С руководством ННС, а также профессорами M.-Дж. Taном и Дж.-Дж. Mяу состоялось обсуждение новых направлений и форм сотрудничества. Особенно тайваньских коллег заинтересовало предложение принять участие в совместной международной программе по созданию, запуску студенческих микроспутников CubeSat. Руководство ННС обещало оказать поддержку данного проекта, тем более что значительные результаты уже получены в университетах Тайваня. В этой программе высказали пожелание участвовать Сибирское отделение РАН, Фон-Кармановский Институт механики жидкости (Бельгия), ОАО «Информационные спутниковые системы им. академика М. Ф. Решетнёва» (Красноярск), Новосибирский государственный университет, Национальный Чэн Гун университет (Тайвань), о чём 15 ноября во время ТЕХНОПРОМа-2013 был подписан Меморандум о намерениях.
Отдельно стоит сказать о жителях Тайваня, которые являются удивительно открытыми, добрыми и гостеприимными людьми. По единодушному мнению членов делегации, помимо чрезвычайно продуктивной научной программы симпозиума не менее яркие впечатления оставляет знакомство с Тайванем. За время пребывания в этой стране мы обрели не только партнёров по научным проектам, но и друзей. Недаром товарищеский ужин, данный хозяевами симпозиума от Чэн Гун университета в честь 20-летия начала нашего сотрудничества, проходил в ресторане «Лао-ю», что переводится как «Старый друг». Для тех, кто впервые посетил Тайвань, эта поездка запомнится надолго.
стр. 8
| 
