В лидерах научного мира. Омичи работают над прорывным проектом для медицины

Исследования омских учёных на благо медицины. Проект доцента кафедры ОмГУ Татьяны Пановой получил грант на 750 тысяч рублей. Работа посвящена биоразлагаемому магнию. Его можно использовать в ортопедии для изготовления имплантов, спиц и соединительных элементов при сращивании костей после переломов. О главном преимуществе этого материала, нюансах исследования и о пользе для пациентов мы поговорили с автором проекта.

Татьяна Панова работает над повышением коррозионной стойкости магния и его сплавов. Они весьма полезны: лёгкие и совместимы с живыми тканями. А вот коррозионная стойкость очень низкая, то есть материалы быстро разрушаются под воздействием жидкостей. В нашем организме их много: кровь, слюна, слёзы и так далее. 

«Магний и его сплавы являются перспективными материалами для изготовления имплантов, спиц, шурупов, используемых для скрепления костных повреждений. Но они, активно взаимодействуя с биологическими жидкостями, могут раствориться раньше, чем произойдёт заживление костного повреждения», — обозначает основную проблему кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики физического факультета ОмГУ имени Ф. М. Достоевского.

Сегодня учёные разных стран работают над замедлением скорости растворения магния. Методов не много. Во-первых, стойкость повышается при добавлении в магний легирующих элементов, но некоторых из них нежелательны для человеческого организма. Во-вторых, можно модифицировать поверхность так, чтобы на ней образовались какие-то соединения или произошли структурные изменения, которые мешали бы коррозии.

Наша героиня как раз занимается поверхностной модификацией. В этом помогает уникальный прибор — ускоритель ионов. Таких в мире всего десять штук, один из них — в ОмГУ. Под воздействием ускорителя на магний формируется поверхностный слой с низкой скоростью биокоррозии.

«Этот эффект мы обнаружили, наша задача теперь — правильно подобрать режимы облучения, обеспечивающие наибольшее снижение коррозии».

Магний выбран не случайно. Он и его сплавы часто используются в автомобилестроении, авиационной и космической технике, в электронике и других сферах. Применение в медицине тоже перспективно. Этот материал в качестве биоразлагаемых имплантов имеет хорошую совместимость с телом человека, обладает низкой плотностью, он прочен и постепенно рассасывается. Всё это поможет заживить повреждения без повторной операции по удалению импланта.

Метод особенно важен для детской ортопедии. Исключается риск повторного наркоза, психологические факторы и прочие моменты, которые вредны подрастающему организму.

«Замедлить биокоррозию — главная задача гранта. Это важно для создания биоразлагаемого импланта. Изделия не должны раствориться в организме, пока не срастётся кость».

Поэтому Татьяна Панова и подала заявку на региональный грант от омского Минобрнауки. Это не первый грантовый опыт. Два года назад учёные уже выигрывали средства на проект в этой же области. Тогда исследовали атмосферную коррозию металлов, облучённых мощным ионным пучком наносекундной длительности.

Как известно, грантовые деньги можно тратить только для реализации проекта. В нашем случае средства пойдут на расходные материалы и комплектующие для оборудования, а также на необходимые командировки и зарплату. Напомним, объём — 750 тысяч рублей. Правда, наша собеседница признаётся: для фундаментального исследования это немного, самый минимум.

Важно, однако, не просто оставить след в науке, а принести реальную пользу, убеждена Татьяна Панова. Над этим проектом работа ведётся второй год. А с 2023-го учёные активно изучают влияние облучения на коррозию магния.

Здесь теория и практика идут параллельно. Сегодня — изучение литературы, последних российских и зарубежных публикаций. Завтра — экспериментальные исследования. Результаты омских учёных опубликованы в ведущих иностранных журналах.

«По снижению коррозии магния с помощью мощного ионного пучка мы занимаем лидирующие позиции в мире. О внедрении пока говорить рано, поскольку сейчас мы закрепляем эффект, исследуем изменения, произошедшие в поверхностном слое с помощью современных аналитических методов, ведём подбор режимов облучения».

Для внедрения нужно ещё три-четыре года. Важно разобраться с режимами облучения конкретных изделий, поскольку их форма тоже имеет влияние. Не решён и вопрос со стерилизацией модифицированных изделий, на это тоже понадобятся время и вложения.

Татьяна Панова работает в составе малой группы — четыре человека, в том числе два магистра физфака. Молодые учёные в основном готовят образцы для облучения на ионном ускорителе, а также проводят эксперименты по биокоррозии облучённых образцов.

Любопытно, что ныне руководитель столь значимого проекта в профессию пришла случайно. Но ни разу не пожалела! Татьяне нравится заниматься наукой, познавать новое, доносить знания до студентов и коллег.

«У нас в университете есть ускоритель ионов, возможности которого в модификации материалов ещё до конца не изучены. Поэтому мы с коллегами пытаемся решить ряд задач фундаментального и прикладного характера, используя этот ускоритель. Этой задачей я заинтересовалась, уже работая в ОмГУ преподавателем».

А вне стен лаборатории Татьяна Панова — любящая жена, мама и бабушка. Свободное время любит коротать вместе с мужем на даче. Задачи учёного и преподавателя не нормированы, поэтому и после рабочего дня наша героиня продолжает умственно трудиться дома.

В планах на будущее — написание статей про биоразлагаемый магний. Нужно представить исследования научному сообществу. Сейчас в вузах завершаются сессии, защиты дипломных работ. А после — долгожданный отпуск. Прежде чем приступать к напряжённой работе, необходимо отдохнуть!

Текст: Диана Масюта

Фото: Глеб Кужелев