В Томском политехническом университете в 2021 году на средства мегагранта Правительства РФ будет создана лаборатория пьезо- и магнитоэлектрических материалов. Возглавит ее профессор Университета Авейру (Португалия) Андрей Холкин (индекс Хирша 55). В лаборатории ученые будут создавать материалы, способные адресно контролировать экспрессию генов (процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок), решать задачи регенерации тканей и локального ингибирования роста клеток, а также управляемой доставки лекарств в клетки и ткани. В перспективе их можно будет использовать в медицине для подавления роста раковых клеток и борьбы, например, с атеросклерозом.
«Профессор Андрей Холкин — один из мировых лидеров в области пьезо- и магнитоэлектрических материалов. В проекте будут задействованы ученые из нескольких научных коллективов Томского политеха, Сибирского государственного медицинского университета и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН», — рассказал директор Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Роман Сурменев.
Пьезо- и магнитоэлектрические материалы — это гибридные материалы, которые состоят из магнитного или магнитострикционного компонента и пьезоэлектрической оболочки. Они интересны тем, что позволяют изменять поверхностный заряд и очень точно доставлять магнитоэлектрические носители в заданное место в организме человека. Это происходит в результате внешнего воздействия — например, ультразвука или магнитного поля. Раньше пьезо- и магнитоэлектрические материалы использовали в основном в качестве элементов микроэлектроники, однако в настоящее время они востребованы для решения актуальных задач биологии и медицины.
«Последние несколько лет некоторые виды пьезополимеров начали использовать в медицине. А вот магнитоэлектрические материалы пока находятся на стадии фундаментальных исследований, в клинической медицине еще не используются. Но благодаря своим свойствам они крайне перспективны в качестве материалов для имплантатов и управляемого воздействия на различные типы клеток: стволовые, раковые и другие. В новой лаборатории мы будем вести фундаментальные исследования и синтезировать новые материалы», — поясняет Роман Сурменев.
По словам ученого, в перспективе такие материалы можно будет использовать для лечения заболеваний, требующих восстановления нервной и гладкомышечной ткани. Кроме того, пьезо- и магнитоэлектрические материалы могут использоваться в качестве имплантируемых источников энергии для активации биологических процессов — например, в мозге или для питания кардиостимуляторов взамен батарей, имеющих ограниченный срок эксплуатации.
«Если говорить о фундаментальной части проекта, нам предстоит установить наиболее перспективные составы материалов, их структуру, которые отвечают задачам клинической медицины. Нужно выяснить, каким образом осуществлять контроль за экспрессией определенных генов, какие факторы на это влияют и какие условия должны быть созданы. Также нужно понять, каким образом мы можем адресно управлять адгезией клеток и деадгезией бактерий в результате магнитоэлектрического эффекта пьезоактивных материалов», — говорит ученый.
Общая сумма поддержки по мегагранту составит 90 млн рублей на три года.
«Грант позволит закупить новое оборудование, необходимое для исследований. Среди крупных стоит отметить источники постоянного и переменного магнитного поля, установку для микроволнового синтеза, а также комплектующие для монтажа небольших приборов для изучения пьезоотклика материалов», — добавляет Роман Сурменев.
На фото: одни из участников научного коллектива под руководством Романа Сурменева
Информация и фото предоставлены пресс-службой Томского политехнического университета
