Научно-технологический центр биомедицинской фотоники

25.12.2017

Биофотоника – это достаточно новая научная дисциплина, которая изучает явления и методики, связанные с взаимодействием оптического излучения и биологических тканей. Говоря простым языком, то как свет влияет на кожу, слизистые оболочки, бактерии и другую органику. Научно-образовательный центр «Биомедицинская инженерия» специализируется на неинвазивной диагностике – свет применяется для получения информации о состоянии биологических тканей.

Сейчас в Орловском государственном университете им. И.С. Тургенева реализуется стратегический проект опорного вуза «Национальный научно-технологический центр биомедицинской фотоники». ОГУ не единственное в России высшее учебное заведение, в котором развивается биофотоника – при ведущих университетах существуют крупные исследовательские центры в Санкт-Петербурге, Москве, Нижнем Новгороде, Саратове, Томске. Все вузы сотрудничают друг с другом в научном поле, потому что каждый из них имеет свои компетенции, которые взаимодополняют возможности и технологии коллег.

Изначальная компетенция «Национальный научно-технологический центр биомедицинской фотоники» – приборостроение в области медицинской инженерии. Коллеги из других регионов занимаются открытием новых явлений, но не доводят их до приборной реализации. Наш центр практически «вытягивает» технологию из чисто научного поля, на практике превращая ее в жизнь.

«В нашем научном поле нельзя ставить кого-то выше или ниже другого, – рассказывает Андрей Дунаев, исполнительный директор - ведущий научный сотрудник НОЦ БМИ. – Например, в ИТМО (речь идет о Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики, – прим. редакции) прекрасные специалисты в области оптики, но у них совершенно нет выхода в медицинские учреждения. Поэтому мы и сотрудничаем, взаимно дополняя друг друга. У них компетенции в оптике просто огромные, мы на них ровняемся. Но и они учатся у нас тому, как работать на пациентах и самое главное – что за медико-биологические показатели мы регистрируем. Таким образом, получается некая синергия»

Также «Национальный научно-технологический центр биомедицинской фотоники» – стратегическая академическая единица, еще одной целью которой является вовлечение в междисциплинарные исследования других направлений. По словам Андрея Дунаева, это означает, что уровень научных публикаций должен возрасти:

«Наша особенность в ОГУ – написание отличных сильных статей. Мы умеем писать зарубежные публикации самой высокой пробы, так называемые «первоквартильные». На сегодняшний день их около 10 из 35 международных работ».

При расширении до «Национального научно-технологического центра биомедицинской фотоники» важна междисциплинарная связь. Например, уже сейчас лаборатория сотрудничает с биотехнологами, которые проводят опыты на мышах. Такая междисциплинарная связь помогает ученым обмениваться компетенциями, они вместе растут в профессиональном плане.

На сегодняшний день в научно-технологическом центре проводятся работы по изучению  значимых для современной медицины направлений. Именитые ученые со всего мира, сотрудники  и студенты университета работают над  проектами, которые имеют особое значение в современном мире:

  • Лазерная допплеровская флоуметрия микрогемоциркуляции. Это один из распространееных методов неинвазивной медицинской спектрофотометрии, основанные на измерении допплеровских сдвигов частот, возникающих после отражения излучения от анамбля эритроцитов, движущихся с разными скоростями в мелких сосудах. Этот способ диагностики отличается точностью, высокой чувствительностью и объективностью.
  • Флуоресцентная диагностика биотканей in vivo.   Методы флуоресцентной спектроскопии (ФС), считаются сегодня наиболее перспективным в современной неинвазивной оптической диагностике, прежде всего в таких областях, как онкология, трансплантология, косметология, хирургия и другие.
  • Диагностика функционального состояния периферических сосудов. Функциональная диагностика – основана на использовании инструментальных и/или лабораторных методов исследования для оценки функционального состояния различных систем, органов и тканей организма в покое, норме, при различных нагрузках и патологиях.
  • Контроль эффективности низкоинтенсивной лазерной терапии.  Популярность данного научного направления связана с широким использованием в современной медицине разнообразных физиотерапевтических методов лечения и профилактики заболеваний, предусматривающих использование физических лечебных факторов и воздействий механической, тепловой или электромагнитной природы.

Кроме того, сотрудники научно-технологического центра издают книги и  методические указания по ряду дисциплин.

Неотъемлемая часть популяризации направления биофотоники – участие в симпозиумах.  Сотрудники научно-технического центра участвуют как во всероссийских, так и международных конференциях, где по праву занимают призовые места. Так, например, в Молодёжном Российско-Китайском симпозиуме по оптике и фотонике «CROPS 2017» делегация научно-технологического центра биомедицинской фотоники не только приняла участие в работе данного симпозиума, но и выступила соорганизаторами. Ученые из опорного вуза провели мастер-класс, в ходе которого продемонстрировали основные аспекты применения метода лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике. Мастер-класс был проведен на экспериментальной установке, разработанной сотрудниками научно-технологического центра биомедицинской фотоники в рамках стратегического проекта опорного вуза. Участие такого рода показывает высокий профессиональный уровень подготовки наших преподавателей и студентов и готовность сотрудничества в создании новых интересных проектов. Дополнительно отметим, что по результатам работы конкурсной комиссии симпозиума доклад Ксении Кандуровой был признан лучшим устным докладом.

Проекты «Научно-технологического центра биомедицинской фотоники» актуальны и интересны для исследователей. Необычные подходы к изучению поставленных проблем нередко ведут за собой новые методы диагностики и дают возможность получить  дополнительные сведения по затронутой тематике исследования.

В связи с этим важно сказать об участии «Научно-технологического центра биомедицинской фотоники» на VI Московском Международном форуме «Открытые инновации». В технопарке «Сколково»  в направлении «Качество жизни» был представлен «Медицинский диагностический прибор для исследования функционального состояния периферических сосудов». Там же состоялась первая презентация работающего макета, который получил высокую оценку от директора Департамента науки и технологий Минобрнауки России Сергея Матвеева и заместителя Министра образования и науки Российской Федерации Григория Трубникова. Внимание к проекту, позволяющему улучшить здоровье и качество жизни людей, говорит о том, что стратегическая программа опорного вуза работает, и мы двигаемся в правильном направлении.


Отметим, что данный макет был также продемонстрирован в рамках презентаций стратегических проектов вузов на выставке межвузовского форума «Опорные университеты – драйверы развития регионов», где получил высокую оценку от коллег.


Нельзя не сказать о том, что в опорном вузе было открыто студенческое отделение Международного общества оптики и фотоники SPIE. Это профессиональное некоммерческое международное объединение учёных, инженеров и студентов в области оптики и фотоники. SPIE активно поддерживает талантливых студентов во всем мире, предоставляя возможности для профессионального развития и образования. Ежегодно общество SPIE предоставляет грант на поддержку активности отделения, кроме того, каждый год один из членов отделения имеет возможность посетить одну из конференций, проводимых SPIE за счет общества.

Для молодых ученых, которые стремятся реализовать себя через инновационную деятельность, и для стимулирования массового участия молодежи к созданию малых инновационных предприятий, необходимых для коммерциализации результатов научных разработок, а также для продвижения в научно-технической деятельности был создан проект «УМНИК». На протяжении 7 эта программа работает в Орловской области, а  финал программы уже традиционно проходит на базе Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева. Главный приз – грант в размере 500 тысяч рублей на реализацию своих инновационных идей. За грант поборолась и Евгения Серегина, сотрудник «Научно-технологического центра биомедицинской фотоники».

Евгения представила проект, посвященный способу применения метода флуоресцентной спектроскопии. Его цель - разработка как метода, так и компактного прибора для быстрой оценки движения и локализации флуоресцирующих лекарственных веществ в организме лабораторной крысы. По словам Евгении для реализации такой возможности не требуется дополнительное оснащение лаборатории дорогостоящим оборудованием, как, например, для реализации оптической когерентной томографии или гистологии, к тому же применение данного метода позволит рационально и экономно использовать лабораторных животных, что немаловажно в реалиях современного мира.

В развитии «Научно-технологического центра биомедицинской фотоники» принимают участие не только его сотрудники, но и коллеги, ведущие специалисты в этой научной области. Одним из ведущих ученых, посвятивших себя изучению биофотоники, является Игорь Меглинский, российский, английский и новозеландский физик, профессор университета Оулу (Финляндия), Заслуженный член Института Физики (Великобритания) (FInstP),  Заслуженный член международного Общества оптики и фотоники (SPIE).   Сотрудничество  с Игорем Владиславовичем открывает новые горизонты для развития биофотоники в опорном вузе, позволяет углубить знания в этой сфере. Помимо лекций, которые он читает для всех желающих, опытный ученый дает советы, касающиеся работ молодых сотрудников центра, и делится с ними своим опытом. Студенты говорят, что этот человек смотрит на их работу под другим углом, видит вещи с другой стороны, что помогает им добиться лучших результатов.

«Биофотоника – это направление, которое является одним из самых востребованных в Европе,- рассказывает Игорь Меглинский,- Европейская комиссия рассматривает биофотонику как одно из индустриальных направлений, куда сосредоточены основные финансовые потоки. Я не сомневаюсь, что Россия выйдет на европейский уровень, наука продолжает развиваться в этом направлении очень активно. И новый президент РАН Александр Сергеев  знает не понаслышке, что такое биофотоника. В России биофотоника на очень хорошем уровне,  и в частности здесь в ОГУ им. И.С. Тургенева есть команда под руководством  Андрея Дунаева, которая активно над этим работает».

Центр станет не только исследовательской единицей, но и крупнейшей образовательной базой. Первого сентября открылась новая магистерская программа «Биотехнические системы и технологии». Также была открыта новая уникальная направление – «Биомедицинская фотоника и электроника».

«Как можно заметить, в названии отражены все наши компетенции, – рассказал Андрей Дунаев. – Мы полностью перестроили учебный план, ввели 6 новых дисциплин. Участники нашей научной группы с возможностью преподавать будут вести минимум одну дисциплину. Все эти 6 дисциплин практически уникальны – есть частичные аналоги в ведущих вузах, в том числе из «5-100», но в большинстве аналогов просто нет. Мы ориентируемся на самые последние мировые разработки и хотим внедрить их в образовательный процесс».

Внедрение подобных программ обеспечит подпитку новыми специалистами. Более того в образовательном плане центра присутствуют программы прикладного бакалавриата, то есть будет создаваться непрерывная вертикаль обучения, некий замкнутый контур.

Самовоспроизводство кадров, внедрение самых передовых разработок в сфере образовательного процесса и исследовательской деятельности – ключевые задачи Центра.

Темы: Наука Программа опорного вуза