Наши ученые создали прибор для подавления жизнедеятельности раковых клеток

Нам повезло жить в то время, когда появляются технологии, способные улучшить качество быта, труда и, главное, здоровья. Да, волшебная пилюля от любого недуга пока не изобретена. Есть лекарства, которые не просто временно помогают, а спасают жизни. Однако у них имеется и ряд побочных эффектов. Как этого избежать? Корреспондент «Рэспублікі» познакомилась с теми, кто уже вносит значительный вклад в решение этого вопроса при помощи ультразвука.


Под полным контролем

Где применяется ультразвук? В строительстве, промышленности, космонавтике, сельском хозяйстве, медицине, биотехнологиях, а еще в косметологии, в очистке мелких ювелирных изделий и других областях. Но сказать, что все изучено, внедрено и дальше некуда совершенствоваться, пока нельзя. Почему? Подробно объяснит заведующий лабораторией ультразвуковых технологий и оборудования БГУИР Николай Дежкунов, к которому мы заглянули, чтобы увидеть уникальные приборы, способные изменить подходы, используемые в медицине и биотехнологиях. Уже сейчас приборы конкурентны на рынках Евросоюза, США.

Николай Васильевич выносит полуторакилограммовый прибор контроля и управления степенью воздействия ультразвуком. Называется он кавитометр (индикатор). Разработали прототип нынешнего аппарата давно, но с течением времени появлялось множество модификаций. Где такие приборы применяются? В основном в машиностроении и электронной промышленности, например, для очистки плат и заготовок, изготовления суспензий наночастиц. Но не так давно ученые лаборатории совместно с одной из зарубежных компаний создали ультразвуковой прибор — кавитометр для очистки и обеззараживания хирургического инструмента. При такой очистке нет необходимости использовать, утилизировать потенциально опасные химические вещества, которые загрязняют окружающую среду. Как все это стало возможным?

Основное направление деятельности лаборатории — измерение активности. Кавитация — это явление образования, захлопывания микропузырьков газа в жидкости под действием ультразвука. Заведующий лабораторией объясняет проще:

— Как известно, звук — это колебания частиц среды, которые сопровождаются возникновением колебаний давления. Представьте себе, что в воде от давления появляются микропузырьки, которые вырастают, а затем захлопываются с образованием ударных волн, высоких температур и реакционно-активных радикалов. Именно этими факторами и определяется интенсивность воздействия кавитации на физико-химические процессы в жидкостях, то есть активность кавитации.


Терапия ультразвуком

Итак, как прибор работает? Николай Дежкунов подключает датчик к кавитометру. Именно датчик принимает акустический сигнал из кавитационной области и преобразует его в электрический. Электронный блок кавитометра выделяет из этого сигнала информацию об активности кавитации и выводит ее на экран прибора, а при подключении к компьютеру передает результат соответствующей программе для последующей обработки.

— Особенно востребованным прибор становится в связи с возможными новыми применениями ультразвука. В последние годы в биологии и медицине был открыт ряд направлений, которые являются перспективными с точки зрения развития новых методов терапии, — подводит к самому интересному завлабораторией. — И одно из них — сонопорация, повышение проницаемости клеточных мембран под действием ультразвука.

Те лекарства, которые мы принимаем, не всегда приходят «по адресу» — в ту точку организма, где они так необходимы, а воздействуют на весь организм, часто вызывая нежелательные эффекты. Можно создать такие препараты, которые задерживаются мембраной и в обычных условиях не поступают в клетку. В ультразвуковом поле проницаемость мембран сильно повышается, в результате лекарство начинает действовать в необходимом нам месте в нужное время.

— Другой вариант применения ультразвука: покрытые специальным нейтральным веществом микрочастицы, предположим лекарственного порошка, попадают в организм, циркулируют вместе с кровью по организму, но не оказывают на него никакого воздействия. Однако как только мы применяем ультразвук в определенной области, скажем, в месте появления раковой опухоли, то нейтральная оболочка лекарства разрушается, и действующее вещество выделяется наружу, оказывая воздействие на опухоль, — удивляет Николай Васильевич. — Более того, от этих ударных волн — возникновения и захлопывания пузырьков — возможно не только подавление раковых клеток, но и их разрушение.

Прийти к общему знаменателю

Уже несколько лет ведущие исследовательские лаборатории Евросоюза и США, которые занимаются медициной, биологией, звукохимией, покупают кавитометры у нас.

— На Западе есть свои разработки, но таких, как у нас, нет. Наше ноу-хау — многофункциональность, точность, большая чувствительность кавитометра, — перечисляет преимущества Николай Дежкунов. — Наш прибор позволяет оценить не только общую активность кавитации, но и вклад различных типов пузырьков. Это сейчас особенно важно в медицине, — продолжает Николай Васильевич и показывает нам самый компактный кавитометр — медицинский. — Чтобы разработка использовалась активнее, мировому научному сообществу необходимо прийти к общему знаменателю в введении единицы активности кавитации, которой пока нет.

Да, есть проблема. Пока широкое внедрение кавитометров сдерживается отсутствием единицы кавитации. Но свой путь к унифицированию проходило в физике многое. Когда-то и до ученого Андерса Цельсия температура измерялась самыми различными способами. А что же с единицей активности кавитации? Николай Дежкунов добавляет:

— Мы продолжаем фундаментальные исследования и работы в рамках Государственной программы научных исследований «Эталоны и научные приборы». К концу года планируем подготовить к публикации работу по метрологическому обеспечению измерений активности кавитации и введению единицы этой величины.

alinakasel@gmail.com

Фото автора.