Сбор новостей

Ученые ТПУ разработали более экономичный и эффективный способ улучшения свойств материалов для выращивания органов и тканей

17[2] часов 1 минута ago
 Ученые Томского политехнического университета предложили новый способ модифицирования поверхности биодеградируемых полимерных скаффолдов из поликапролактона — каркасов, которые служат основой для выращивания новых органов и тканей. Он позволяет создавать тканеинженерные скаффолды с повышенной биосовместимостью для тканевых сосудистых трансплантатов, использующихся, например, в кардиологии. Результаты исследования опубликованы в журнале американского физического института (American Institute of Physics) Applied Physics Letters (IF: 3,411, Q1); (исследование проводится в рамках гранта РНФ — прим. ред. сайта rscf.ru)

Напомним, политехники ведут работы по созданию и модифицированию своеобразных клеточных «домов» — скаффолдов из полимеров. Новые материалы можно эффективно использовать для выращивания новых органов и тканей. Ранее ученые одними из первых предложили новый способ модифицирования биодеградируемых полимерных скаффолдов из полимолочной кислоты.

В новом исследовании, проведенном совместно с коллегами из Томского национального исследовательского медицинского центра и Национального медицинского исследовательского Центра им. В. А. Алмазова (Санкт-Петербург), ученые использовали другой, более «трудный», материал для создания тканеинженерных скаффолдов — поликапролактон (биоразлагаемый полиэфир с низкой температурой плавления, экологичен и не токсичен — ред.).

«Поликапролактон (PCL) является одним из наиболее подходящих синтетических полимеров для использования в кардиохирургии. Он дешевле, чем полимолочная кислота. Но есть и ряд недостатков. К примеру, у полимолочной кислоты температура плавления намного выше, поэтому она более стабильна в экстремальных условиях. Кроме того, у поликапролактона довольно низкая скорость эндотелизации (покрытие каркаса стента клетками, выстилающими внутренний просвет сосуда — ред.) и деградации. При этом свойства скаффолдов из PCL обычно пытаются улучшить более дорогими и сложными биологическими способами. Мы же предложили другой подход — плазменное модифицирование, так как физическая обработка позволяет экономичнее, проще и эффективнее улучшить свойства материалов. Этот метод может стать альтернативой для более сложных и дорогих биологических способов или основой для дальнейшего совершенствования технологий»,  — рассказывает руководитель научного коллектива, доцент Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга Сергей Твердохлебов.

Добавим, для модифицирования поверхности скаффолдов ученые использовали установку магнетронного распыления. В процессе опыта поверхность материалов обрабатывалась плазмой для получения тонкого покрытия из титана в атмосфере азота. Экспериментальная часть заняла около полугода.

По словам исследователей, магнетронные распылительные системы относятся к системам диодного типа. Распыление материала в них происходит за счет бомбардировки поверхности мишени ионами рабочего газа, образующимися в плазме аномального тлеющего разряда.

Фото: образец тканеинженерных скаффолдов. Источник: пресс-служба ТПУ

Одной из важных особенностей процесса плазмохимического модифицирования полимерных материалов, вызывавшей у ученых особый интерес, является то, что изменениям подвергаются только обрабатываемая поверхность материала и очень тонкий приповерхностный слой, толщина которого составляет от 100 Å (Ангстрем) до нескольких микрон.

«В рамках данной статьи было исследовано влияние обработки плазмой на структуру и свойства скаффолдов из PCL. Выяснено, что обработка плазмой не изменяет механические, физико-химические и электрофизические свойства полимерных скаффолдов. При этом в зависимости от состава газа, его давления, длительности и напряжения разряда, природы материала поверхности можно добиться изменения ряда контактных свойств. В ходе исследования выявлено, что обработка плазмой приводит к увеличению биосовместимости и повышению гидрофильности. Кроме того, наши коллеги из медицинских учреждений отмечали хороший рост клеток. Все эти результаты расширяют возможности использования скаффолдов из PCL для медицинских целей», — поясняет одна из авторов статьи, инженер лаборатории плазменных гибридных систем Валерия Кудрявцева.

В процессе работы ученые ТПУ также подобрали оптимальное время обработки плазмой скаффолдов, способствующее адгезии (способность клеток слипаться друг с другом и с различными субстратами, обусловленная специфическими белками — ред.) клеток, улучшению биосовместимости и гидрофильности без потери механических свойств. Основная часть работы проводилась на базе Томского политеха, а изучение адгезии клеток — в Национальном медицинском исследовательском Центре им. В. А. Алмазова.

«Использование плазменных источников для модифицирования полимерных материалов биомедицинского применения является новым подходом. Наша группа начала использовать его одной из первых в научном мире. Сейчас нам удалось выявить режимы, при применении которых можно достигнуть оптимальных результатов. По сути, нами закладываются научные основы новой технологии и технологического оборудования. При этом помимо лабораторных мы изготавливаем и опытно-промышленные установки плазменного модифицирования медицинских изделий. Это уникальное оборудование с несколькими источниками плазмы, но оно достаточно универсальное. И мы уже изготавливаем на нем опытные образцы для медицинских учреждений. Таким образом мы работаем одновременно и над изготовлением составляющих для материалов, и над их модифицированием, и над научной составляющей», — подчеркнул Сергей Твердохлебов.

Дата публикации: 20 апреля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Российские химики создали наночернила для печати цветных голограмм

17[2] часов 54 минуты ago
 Ученые из Санкт-Петербурга разработали особые наночастицы, при помощи которых можно печатать полноценные цветные голограммы практически на любом материале, используя обычный струйный принтер. Инструкции по производству подобных "голочернил" были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials (исследования поддержаны в том числе грантом РНФ — прим. ред. сайта rscf.ru).

"Сейчас для печати голограмм используются, в основном, непрямые методы. Например, на металле вытравливается рельеф, который затем под прессом переносится на бумагу. Но эта технология сложна и не подходит для любой поверхности. Мы нашли способ прямой печати голограмм, что гораздо проще", ‒ рассказывает Кирилл Келлер, химик из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге.

Первые голограммы были получены венгерским физиком Денешом Габором в 1947 году, который изобрел этот термин и открыл принципы постройки таких изображений. Как правило, для записи голограмм используется луч лазера, отражающийся особым образом от объекта и формирующий его трехмерное изображение на фотопластинке или другой светочувствительной поверхности.

Российские химики нашли более простой и удобный способ создания голограмм, обратив внимание на то, что некоторые типы наночастиц могут объединяться в так называемые фотонные кристаллы при высыхании капель воды или других жидкостей, в которых они находятся.

Фотонными кристаллами ученые называют особые природные или искусственные материалы, которые пропускают лишь определенные волны света или взаимодействуют с ними, что придает им необычные оптические свойства. Примеры подобных структур можно найти на крыльях бабочек и других насекомых, имеющих "металлическую" окраску, а также в драгоценных камнях-опалах, играющих цветами на Солнце.

Как обнаружили российские ученые, обычные струйные принтеры можно использовать для массовой "печати" подобных кристаллов с разными оптическими свойствами и цветом, меняя размеры капли, ее форму, а также концентрацию, размеры и структуру самих наночастиц.

Фото: Голограммы, полученные с помощью чернил, которые разработал Кирилл Келлер. Источник: Университет ИТМО

По словам Келлера и его коллег, главные плюсы подобного подхода, помимо его дешевизны, заключаются в том, что он позволяет печатать голограммы на обычной фотобумаге, стекле и любых других поверхностях без их предварительной подготовки или каких-то других операций, требующих времени и ресурсов.

Чтобы голограммы получались цветными, химики разработали три состава чернил. Размеры наночастиц в них были подобраны так, чтобы практически под прямым углом кристаллы на их основе были окрашены в красные, зеленые и синие цвета.

Комбинируя эти три состава, можно создавать полноцветное изображение с голографическим эффектом. Подобные голограммы, как считают ученые, найдут применение в банковской сфере и в других областях быта и экономики, где необходима защита подлинности или голографические эффекты.

Дата публикации: 20 апреля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Нестандартные структуры ДНК станут наноконтейнерами для лекарств

18[2] часов 28[2] минут ago
 Сотрудники Федерального научно-клинического центра (ФНКЦ) физико-химической медицины изучили способность молекул ДНК образовывать необычные структуры — i-мотивы. Они характерны для некоторых фрагментов ДНК и РНК и представляют собой четырехнитевые крестообразные конструкции. Эти конструкции могут быть сенсорами и наноконтейнерами, которые высвобождают хранимые вещества при определенных условиях, что полезно, например, при доставке лекарств. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале Physical Chemistry Chemical Physics, кратко о ней сообщает пресс-релиз РНФ.

В последние годы появляются работы, описывающие очень необычные, так называемые неканонические структуры молекул ДНК. Например, фрагменты спирали, содержащие большое количество одного типа ее частей нуклеотидов (цитидина, С), — С-богатые фрагменты ДНК или РНК — образуют четырехнитевую структуру i-мотивов. По словам ученых, объяснить их строение проще на пальцах, причем буквально. Сначала соедините концы пальцев обеих рук. Так образуются связи между двумя нуклеотидными цепочками в обычной ДНК. Теперь попросите друга сделать то же самое, но предварительно просунув свои пальцы между вашими. Получился i-мотив, точнее, его ядро. Такие структуры могут образовываться в системе из одной, двух, трех и четырех отдельных молекул ДНК.

Для того чтобы понять закономерности сборки многомерных i-мотивов, ученые исследовали поведение молекул ДНК, состоящих из блоков цитидина (C-блок) и инертных фрагментов, то есть не принимающих участие в образовании i-мотива. Формирование и разнообразие сборок особенно наглядно можно наблюдать с помощью атомно-силовой микроскопии, которая позволяет определять рельеф поверхности с очень высоким разрешением, вплоть до атомарного. Оказалось, что С-блоки формируют плотную упорядоченную структуру, при этом число образующихся у них хвостов позволяет судить о количестве нуклеотидных цепей в составе структуры. В целом конструкции напоминают «жучков» или «гусениц»: i-мотив образует «тело», а инертные фрагменты выпячиваются в виде «ножек».

«Сегодня понятно, что изменение пространственной организации хроматина играет важную регуляторную роль. Развитие 3D-геномики, изучение приспособительных механизмов и природы патологий, связанных с геномными перестройками – онкологии, нейродегенеративных заболеваний и других, – требуют понимания динамики структур ДНК. Данные последних исследований свидетельствуют о том, что способность одних и тех же нуклеотидных фрагментов формировать различные структуры и участвовать в самосборке комплексов с другими молекулами является природной функцией ДНК и РНК. Поэтому очень важно исследовать закономерности структурных переходов, выяснить, как именно и почему складываются необычные конструкции», — рассказывает Галина Позмогова, доктор химических наук, профессор, руководитель лаборатории искусственного антителогенеза ФНКЦ физико-химической медицины.

Ученые сконструировали небольшие нуклеотидные цепи из цитидина (ядро i-мотива, или «тело жучков») и инертного к i-мотиву тимидина («ножки жучков»). С применением арсенала физико-химических методов они выяснили, что в зависимости от длины С-блока и условий сборки можно получать комплексы с разным числом «ножек». Кроме того, исследователи предложили фундаментальный принцип сборки нуклеотидных цепей в подобные структуры. Длинные С-участки разных молекул укладываются так, чтобы образовать единое ядро i-мотива с минимальным количеством петель для каждой нуклеотидной цепи. Компьютерное моделирование показало, что подобное поведение молекул энергетически выгодно, а потому получающаяся структура стабильна.

«На примере новых сборок мы показали, что можем найти правила, по которым формируются разветвленные наноконструкции, особенно востребованные при создании объемных моделей ДНК-оригами. Значение наших результатов двояко. С одной стороны, они интересны с точки зрения биологической функции i-мотивов — регуляции процессов с участием ДНК. С другой стороны, важное значение они имеют для разработки и создания наноструктур с заданными регулируемыми параметрами. У нас это количество «ножек», к концам которых можно присоединить какие-нибудь функциональные химические группы. А для того чтобы регулировать другой важный параметр стабильности i-мотивных структур — рН-зависимое изменение формы, мы предложили вводить в состав исходных нуклеотидных цепей специальные химически модифицированные звенья, что расширяет возможности их применения в живых системах», — заключает Галина Позмогова.

Дата публикации: 20 апреля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Известия: поддержку молодых ученых увеличили

18[2] часов 40[2] минут ago
 В 2017 году 27% грантов, выданных Российским научным фондом (РНФ), достались руководителям проектов, не достигшим 36 лет. В 2016 году соответствующий показатель составлял менее 5%. В РНФ объясняют эти изменения стартом президентской программы, предусматривающей поддержку молодых исследователей.

Как рассказал «Известиям» руководитель РНФ Александр Хлунов, рост поддержки талантливой молодежи связан со вступлением в силу в 2017 году Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими, в том числе молодыми, учеными. До 2023 года на нее планируется выделить 58,5 млрд рублей. Это будет способствовать формированию сильного сообщества молодых исследователей, способных двигать науку вперед.

По данным РНФ, вторая по количеству полученных грантов возрастная категория — от 56 до 65 лет (21%). Если же считать не только руководителей, но всех участников проектов, то в 2017 году ученые, не достигшие 40 лет (не только в рамках президентской программы, но и остальных конкурсов РНФ), составили около 65,5% от всех поддержанных фондом специалистов.

Президентская программа исследовательских проектов, реализуемых ведущими, в том числе молодыми, учеными стартовала в 2017 году. Ее цель — поддержка ведущих исследователей, в том числе молодых, помощь их научной карьере.

— Эта программа не имеет аналогов в мире. У нас очень комфортные условия. Крайне важно, чтобы эти проекты были результативны и позволили нам через три-четыре года вырастить несколько сотен руководителей, которые смогут взять на себя ответственность за дальнейшее развитие науки, — рассказал «Известиям» Александр Хлунов.

Всего в рамках президентской программы в прошлом году было поддержано более 740 исследовательских проектов молодых ученых и 31 лаборатория.

— Мы считаем, что с ее помощью сможем способствовать решению проблемы, о которой много говорят последние десять лет. Молодежь не идет в науку. Раньше считали чуть ли не трагедией, если ребенок хотел связать жизнь с этой сферой деятельности — такой низкооплачиваемой и непопулярной она была, — отметил директор РНФ.

В последние годы ситуация стала улучшаться, подчеркнул Александр Хлунов, и фонд этому способствует.

— Президентская программа, реализуемая РНФ, дает молодому ученому понятную перспективу: чего я достигну через несколько лет, если буду хорошо работать. Для молодежи это самое главное, — заявил получатель гранта в рамках данной программы, научный сотрудник МГТУ имени Баумана Владимир Лазарев. — Мы, как руководители научных групп, пытаемся показать эти перспективы тем, кто идет за нами, — студентам, магистрам, аспирантам.

В 2017 году наибольшее количество грантов РНФ получили молодые ученые, работающие в области цифровых технологий, персонализированной медицины, экологически чистой и ресурсосберегающей энергетики.

Дата публикации: 20 апреля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Поддержку молодых ученых увеличили

1 день 6[2] часов ago

-

65% исследователей, получающих гранты Российского научного фонда, не достигли 40 лет

В 2017 году 27% грантов, выданных Российским научным фондом (РНФ), достались руководителям проектов, не достигшим 36 лет. В 2016 году соответствующий показатель составлял менее 5%. В РНФ объясняют эти изменения стартом президентской программы, предусматривающей поддержку молодых исследователей.

Академик РАН Наталья Иванова: Надо расширять экономические связи с Европой

1 день 6[2] часов ago

Будем держать удар

Академик РАН Наталья Иванова: Надо расширять экономические связи с Европой

России сейчас стоит направить энергию не на разработку встречных мер на санкции США, а на расширение экономических связей с Европой, считает академик РАН, доктор экономических наук, первый заместитель директора Института мировой экономики и международных отношений имени Е.М. Примакова Наталья Иванова.

Академик Николай Добрецов: «Мы должны с помощью Путина ограничить законные функции ФАНО управлением хозяйственным и имущественным комплексом РАН»

1 день 6[2] часов ago

-

Академик Николай Добрецов занимал пост председателя Сибирского отделения РАН с 1997 года по 2008 год. Наследник Валентина Коптюга активно занимался развитием отечественной науки с 50-х годов XX века. Сегодня академик продолжает оставаться одним из самых активных сибирских ученых. НИКОЛАЙ ДОБРЕЦОВ является членом Совета старейшин, принимает участие в заседаниях президиума Сибирского отделения РАН и преподает в НГУ. В интервью «КС» академик поделился своим мнением о ситуации в Сибирской науке, взаимодействии СО РАН с федеральными властями и ЕГЭ.

Ученые получили первые снимки на новом малом телескопе обсерватории в КЧР

1 день 11[2] часов ago
 Первые снимки сделали сотрудники Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН в Карачаево-Черкесии на новом малом роботизированном телескопе. Об этом сообщил в среду ТАСС заведующий лабораторией физики звезд научного центра, профессор Сергей Фабрика.

"Первый из четырех малых роботизированных телескопов с диаметром зеркала полметра был установлен в конце прошлого года. Получили первые снимки - это красивое скопление Плеяды и скопление Ясли. Первые снимки были получены научным сотрудником САО Эдуардом Емельяновым. Для полной отладки оборудования нам потребуется еще где-то два месяца", - рассказал Фабрика.

Первый малый телескоп будет настроен на изучение радиовсплесков. Его работу планируется полностью синхронизировать с радиотелескопом РАТАН-600.

"Будем отслеживать радиовсплески одновременно в оптическом и радиодиапазоне. В радиодиапазоне всплески могут появиться за несколько миллисекунд (астрофизики пока не знают, где и когда появится радиовсплеск такой огромной яркости), а в оптическом диапазоне, чтобы их зафиксировать, необходимо очень быстро получить изображение с телескопа, иначе сигнал ослабеет в сотни раз", - добавил собеседник агентства.

"Взаимодействие радиотелескопа и малого оптического телескопа будет способствовать получению быстрых и качественных снимков", - подчеркнул ученый.

На малых роботизированных телескопах будут также проводить исследования гамма-всплесков и сверхновых звезд. Новые астрономические инструменты позволят больше узнать о квазарах, активных галактиках, переменных звездах и других космических объектах.

Ученый отметил, что комплекс из малых телескопов позволит получать полноценный спектральный ряд в течение 10-15 минут самых лучших объектов: быстрые радиовсплески и гамма-всплески. "Такую возможность нам даст связка малых инструментов с шестиметровым телескопом БТА (большой телескоп азимутальный). Сейчас во всем мире спектр таких объектов получают через день или два, мы сможем это сделать за 15 минут", - подчеркнул он.

О проекте

Ранее сообщалось, что стоимость проекта Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН, с поддержкой Российского научного фонда, превысит 50 млн рублей. Вспомогательные инструменты будут возведены рядом с БТА.

"Изначально планировалось создать комплекс из шести малых телескопов. По нашему проекту теперь всего будут возведены четыре телескопа. Установку оставшихся трех надеемся провести до конца этого года. Летом, если все пойдет по плану, запустим второй телескоп, он, в частности, будет предназначен для исследования квазаров и экзопланет", - сказал Фабрика.

Крупнейший российский астрономический центр - Специальная астрофизическая обсерватория РАН - был образован 3 июня 1966 года. Он располагается у подножия горы Пастухова в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесии, оснащен двумя крупными телескопами: оптическим БТА (Большой телескоп азимутальный) и самым большим в мире (по диаметру кольцевой антенны) радиотелескопом РАТАН-600. БТА с диаметром зеркала 6 метров до 1993 года был самым большим в мире, сейчас остается самым большим в Евразии. Обсерватория имеет научно-методический филиал в Санкт-Петербурге (Пулково).

Дата публикации: 19 апреля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru