Проекты
Кооперация в рамках Центра усилий научно-исследовательских организаций, промышленных предприятий и учреждений практической медицины предусматривает формирование оптимальной цепи: "запросы практической медицины" — "фундаментальные научные исследования" — "разработка технологий, методов и приборов" — "апробация" — "опытно–промышленное и промышленное производство".
Основные научные проекты, разрабатываемые Центром, можно разделить на следующие группы:
1.
Разработка
нового оборудования для диагностики
биосистем;
2.
Нанобиосенсоры;
3.
Новые
методы диагностики и лечения патологий;
4.
Биосовместимые
наноструктурированные материалы для
практической медицины;
5.
Разработка
физических и математических моделей
взаимодействия наноструктур с
биологическими системами.
В рамках этих направлений в настоящее время ведется реализация следующих проектов:
1.Разработка
нового оборудования для диагностики
биосистем
1.1.
Разработка высокочастотного (95 ГГц)
спектрометра на основе электронного
парамагнитного и оптически детектируемого
резонансов для неразрушающей диагностики
нанобиосистем (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, отв.
исп. д.ф.-м.н. Баранов П.Г.),
1.2.
Разработка медицинского диффузионного
оптического томографа для трехмерной
оптической интраскопии на основе мощных
пикосекундных лазеров (Институт лазерной
физики ФГУ НПК «ГОИ им. С.И. Вавилова», ФТИ им.
А.Ф. Иоффе РАН, Институт мозга человека РАН,
СПбГПА МЗ РФ, отв. исп. д.ф.-м.н. Гаджиев И.М.),
1.3.
Разработка нанолитографа для создания
биомедицинских молекулярных фильтров (для
разделения и выбора биомолекул)
нанометрового калибра (5-20 нм) с
электрическим управлением (Институт
лазерной физики ФГУ НПК «ГОИ им. С.И.Вавилова»,
ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, отв. исп. д.ф.-м.н.
Сейсян Р.П.).
1.4.
Разработка, на основе наноразмерных
полупроводниковых структур, матриц
тепловизоров нового поколения (для
исследования сосудистых реакций,
перспирации и терморегуляции) (ФТИ им. А.Ф.
Иоффе РАН, ОАО «ЦНИИ «Электрон»», отв. исп. д.ф.-м.н.
Сайдашев И.И.).
2.
Нанобиосенсоры
2.1.
Разработка полупроводниковых наноструктур,
функционализированных с биомедицинскими
структурами для эффективных биосенсоров
нового поколения (на основе лазерной
спектроскопии неупругого рассеяния света
биомедицинских материалов на молекулярном
уровне) (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, СПбГПУ, ПИЯФ
РАН, ИНЦ РАН, ИЭФБ РАН, ИАнП РАН, ГосНИИ
ОЧБ, Институт
нейрохирургии им. А.Л. Поленова, отв. исп. д.ф.-м.н.
Байрамов Б.Х., д.м.н.
Добрица В.П.).
2.2.
Разработка нанобиосенсоров на основе
регулярной сетки дислокаций в кремниевых
подложках (с различными размерами ячейки и
линейного заряда дислокаций) (СПбГУ, ФТИ им.
А.Ф. Иоффе РАН, отв. исп. д.ф.-м.н. Вывенко О.Ф.,
к.ф.-м.н. Соболев Н.А.).
2.3.
Разработка полифункциональных
нанобиосенсоров на основе
полупроводниковых квантовых точек,
излучающих в различных областях спектра (видимый,
ближний и средний инфракрасный диапазоны),
а также углеродных нанотрубок (ФТИ им. А.Ф.
Иоффе РАН, ГосНИИ ОЧБ, ИЭФБ им. Сеченова, ИНЦ
РАН, отв. исп. от ФТИ д.ф-м.н. Иванов С.В, д.ф.-м.н.
Яковлев Ю.П., к.ф.-м.н. Евтихиев В.П., к.ф.-м.н.
Алексеев Н.И.). В рамках этого проекта
ведется, в частности, разработка следующих
подпрограмм:
а) Разработка
метода морфо-функциональной детекции
физиологических процессов межнейронного
взаимодействия с использованием
биосенсорных наноустройств (ИЭФБ им.
Сеченова, отв. исп. к.б.н. Цветков Е.А.).
б)
Исследование
молекулярных механизмов действия
синтезированных аналогов нанопептидов
нейрогипофиза на реабсорбцию воды и ионов в
почке (ИЭФБ им. И.М. Сеченова, отв. исп. акад.
Наточин Ю.В.).
в)
Разработка нового
биосенсорного элемента тестирования
следов патогенов на основе модификации
люминисцентных характеристик излучения
квантовых точек элементов группы А3В5 (ГосНИИ
ОЧБ, отв. исп. к.б.н. Николаев Б.П.).
2.4.
Разработка «оптического пинцета» для
исследования биообъектов нанометрового
размера на базе торцевых и поверхностно-излучающих
наногетеролазеров с активной областью на
основе квантовых ям и квантовых точек (ФТИ
им. А.Ф. Иоффе РАН, отв. исп. д.ф.-м.н. Кучинский
В.И.).
2.5. Разработка биосенсоров на основе
поверхностных плазмон-поляритонных
наноструктур (ИНЦ РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН,
отв. исп. д.ф.-м.н. Туроверов К.К., к.ф.-м.н.
Нащекин А.В.).
3.
Новые методы диагностики и лечения
патологий
3.1.
Разработка и внедрение нанопрепаратов на
основе фотодитазина и ферромагнитных
носителей для лечения онкологических
заболеваний (НИИ
онкологии им. проф. Н.Н. Петрова, ПИЯФ РАН,
Ленинградский Областной Университет им. А.С.
Пушкина, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, отв. исп. д.х.н.,
проф. Гурин В.Н., акад. РАМН, д.м.н. Барчук А.С.,
д.ф.-м.н. Трунов В.А.).
3.2.
Внедрение в практическую медицину
диагностического комплекса для измерения
электрических характеристик фазового
перехода «наноглобула-клубок» в белках
спинномозговой жидкости (для диагностики и
прогнозирования исходов опухолевых и
травматических поражений головного мозга) (ФТИ
им. А.Ф. Иоффе РАН, Институт нейрохирургии им
А.Л. Поленова, отв. исп. д.м.н. Иванова Н.Е., д.ф.-м.н.
Шадрин Е.Б.).
3.3.
Разработка новых методов лечения патологий
глаз, мозга, репродуктивных органов, крови и
др. с использованием полупроводниковых
инфракрасных лазеров на основе
наноструктур (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, «МИЛОНА-ЛАЗЕР»,
Институт нейрохирургии им А.Л. Поленова, отв.
исп. д.ф.-м.н. Тарасов И.С., д.ф.-м.н. Гончаров С.Е.).
3.4.
Разработка метода низкоинтенсивной
накожной лазеротерапии для купирования
патологической боли с использованием
углекислотного лазера и лазерных диодов на
основе наноструктур (Институт физиологии
им. И.П. Павлова, ФГУЗ
ГПБ №3 им. Скворцова-Степанова, ФТИ им. А.Ф.
Иоффе РАН, отв. исп. д.б.н. Крылов Б.В., д.м.н.
Агишев В.Г., д.ф.-м.н. Зегря Г.Г.).
3.5.
Разработка методов фототепловой,
фотоакустической и низкоинтенсивной
лазерной нанотерапии для диагностики и
коррекции ряда патологий биологических
тканей (в первую очередь нервной и сердечно-сосудистой
систем), включая уничтожение
злокачественно перерожденных клеток, с
использованием наночастиц-фотосенсибилизаторов
((Институт
физиологии им. И.П. Павлова, ФТИ
им. А.Ф. Иоффе РАН, отв. исп. д.ф.-м.н. Муратиков
К.Л., д.б.н. Крылов В.Б.).
4.
Биосовместимые наноструктурированные
материалы для практической медицины
4.1.
Разработка и внедрение в лечебную практику
новых классов наносорбентов с управляемой
селективностью на основе фуллерен–силикагелевых
нанокомпозитных систем (для лечения
атеросклероза и ишемической болезни сердца)
(ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, ИнАП РАН, ИВС РАН, МАПО,
СПбГМУ им. И.П. Павлова, отв. исп. д.ф.-м.н.
Галль Р.Н.).
4.3.
Создание, на базе углерод-углеродных
композиционных материалов с регулируемой
прочностью и пористостью, биосовместимых
имплантантов костей (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, ЦНИИ Материалов, НИИ
фтизиопульмонологии, отв. исп. д.ф.-м.н.
Теруков Е.И., д.м.н. Елькин).
4.4.
Разработка, на основе нанопористых
широкозонных полупроводников, технологии
создания биоактивных имплантантов,
стимулирующих репаративный остеогенез, и
мембран для микродиализа (ФТИ им. А.Ф. Иоффе,
НИ детский
ортопедический институт им. Г.И. Турнера,
отв. исп. к.ф.-м.н. Мынбаева М.Г., к.м.н.
Виссарионов С.В.).
4.5.
Разработка методов управления селективной
проницаемостью наноканалов в различных
материалах (для получения сверхчистых
лекарственных препаратов и разработки
методов их доставки с использованием
наноносителей) (ГосНИИ ОЧБ, ФТИ им. А.Ф. Иоффе
РАН, отв. исп. д.м.н. Добрица В.П., д.ф.-м.н.
Веттегрень В.И.).
4.6.
Реализация, для задач разделения крови (плазмафереза),
методики получения трековой ускорительной
мембраны — уникального типа мембран,
обладающего наивысшей селективностью при
размерном разделении объектов в диапазоне
размеров от сотен до тысяч нанометров;
модификацию трековых мембран путем
создания на их поверхности ультратонких
композитных полимерных слоев. Разработка и создание мембранно-каталитических
систем очистки газовых и жидких сред от
различных примесей, включая биологически
опасные (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, НИИ гриппа
РАМН, Институт
гематологии и трансфузиологии, отв.
исп. к.ф.-м.н. Кудояров М.Ф.,
акад. РАМН, д.б.н. Киселев О.И., д.м.н.
Селиванов Е.А.).
4.7.
Синтез наноразмерных разветвленных и
гиперразветвленных биосовместимых и
биодеградирующих полимерных систем,
включающих биологически активные вещества
и содержащих кластеры магнитных металлов (ФТИ
им. А.Ф. Иоффе РАН, Институт
высокомолекулярных соединений (ИВС) РАН,
ЗАО «Биофармтокс», отв. исп. д.ф.-м.н.
Данишевский А. М., д.х.н. Власов Г.П., к.б.н.
Котин А.М.).
4.8.
Новые
нанокомпозитные материалы медицинского
назначения на основе взаимопроникающих
полимерных сеток, допированных
искусственными наноалмазами и
нанооксидами (Институт высокомолекулярных
соединений РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, отв.
исп. д.ф.-м.н. Берштейн В.А., д.ф.-м.н. Суханова Т.Е.).
5. Разработка
физических и математических моделей
поведения биологических систем, в том числе
при их взаимодействии с наноструктурами.
5.1.
Математические
модели нервной ткани для будущих
высокотехнологичных систем искусственного
интеллекта (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, отв. д.ф.-м.н.
Чижов А. В.).
5.2.
Разработка
и апробация физико-математических моделей
генной регуляции на наноуровне в
многоклеточных организмах на примере
сегментационных генов в раннем развитии
эмбриона дрозофилы (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН,
отв. д.ф.-м.н. Самсонов А.М.).
5.3.
Исследование структуры и динамики белков
при фазовых превращениях с помощью
оптической и нейтронной спектроскопии (ИНЦ
РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, д.ф.-м.н. Туроверов
К.К., д.ф.-м.н. Лушников С.Г.).