На заседании Президиума СО РАН доктора наук, которые примут участие в следующих выборах в члены Российской академии наук, продолжили представлять свои исследования.
Главный научный сотрудник лаборатории стохастических задач Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Карл Карлович Сабельфельд рассказал о том, как алгоритмы стохастического моделирования повышенной точности для систем линейных уравнений экстремально большой размерности применяются для решения задач фотоники, хемотаксиса и акустической томографии.
Одно из приложений методов стохастического моделирования в фотонике — изучение транспорта в полупроводниковых гетероструктурах, то есть движения электронов под воздействием электрического поля.
При выращивании нанокристаллов и нановискеров (нитевидных нанокристаллов) методом молекулярно-пучковой эпитаксии можно промоделировать их рост. «В данном случае рассматривается задача о расчете плотности дислокаций в кристаллах, которая является основным критерием оценки свойств и качеств эпитаксиальных слоев», — пояснил ученый.
Обратные задачи используются в рентгеновской дифракции и акустической томографии. «Рентгеновский сигнал — это волновой процесс, он имеет интенсивность и фазу, — рассказал Карл Сабельфельд. — При этом приборы позволяют учитывать только интенсивность. Для восстановления пространственной структуры объекта измерения делают под различными углами. Система уравнений для интенсивности имеет простой вид».
Моделирование процессов хемотаксиса, то есть двигательной реакции микроорганизмов на химический раздражитель, которая происходит при наличии хемоаттрактанта и ингибитора, описывается системой уравнений Келлера — Зегеля. «В ней учитываются концентрации организмов, хемоаттрактанта и ингибитора, — отметил ученый. — Эти уравнения описывают направленное движение организмов в ответ на хемотактический сигнал от хемоаттрактанта».
Заместитель директора по научной и лечебной работе НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН доктор медицинских наук Вячеслав Валерьевич Рябов говорил о концепции системной медицины и технологии сбережения здоровья в аспекте острого коронарного синдрома. Ученый отметил текущие разработки НИИ кардиологии Томского НИМЦ, перспективы и проблемы в этой тематике.
«Системный подход в медицине связан с омиксными технологиями — методом генерации больших объемов биологических и биомедицинских данных человека, без которых нельзя полноценно исследовать острый коронарный синдром и выявлять рабочие способы его лечения. Такой метод способствует индивидуализации терапии, улучшению диагностики и прогноза течения болезни, а также позволяет получать новые терапевтические мишени. По данным анализов почти десяти тысяч пациентов, которые находятся в нашем регистре, внедрение высокотехнологичных методов лечения острого коронарного синдрома сопровождается снижением показателей госпитальной летальности, но этого недостаточно для полноценного решения проблемы подобных сердечных патологий в масштабах системы здравоохранения. Результаты исследований говорят о том, что сегодня необходимо пересматривать некоторые аспекты, исходя из подхода, основанного на принципах системной биологии», — рассказал Вячеслав Рябов.
В числе научных достижений томских специалистов — участие в апробации и изучении клинической эффективности отечественного тромболитического препарата «Фортелизина», который сегодня используется бригадами скорой помощи при инфарктах миокарда. Помимо этого, исследователи из ТНИМЦ разработали технологию двухэтапной реваскуляризации у пациентов с инфарктом миокарда и массивным тромбозом коронарной артерии, а также метод лечения синдрома no-reflow, связанного с отсутствием адекватного кровотока после успешной реканализации инфаркт-ответственной артерии. Томские ученые одними из первых начали исследовать характеристику сосудистого повреждения при инфаркте миокарда с помощью МРТ-визуализации.
«Мы также смотрели активность системы врожденного иммунитета на примере сердечных макрофагов и разработали метод диагностики постинфарктного воспаления. Определенный индикатор накапливается в миокарде у больных инфарктом миокарда и отражает функциональную и структурную перестройку воспалительной активности, с его помощью удается выявить пациента с неблагоприятным прогнозом, даже если он благополучно пережил инфаркт миокарда. Сердечные макрофаги также выступают удобной мишенью для изучения патологий», — отметил Вячеслав Рябов.
В рамках исследований НИИ кардиологии Томского НИМЦ появился перечень новых медицинских технологий, которые внедрены в работу научного подразделения.
В докладе директора Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН доктора химических наук Константина Александровича Брылёва речь шла о шестиядерных металлокластерных комплексах, разрабатывающихся в институте.
«Такие комплексы не являются природными объектами, они произведены при участии сотрудников нашей лаборатории, моих учителей. Сейчас создан количественный подход для их получения — это, как правило, высокотемпературные реакции, протекающие в течение недели. Дальнейшая наша работа в значительной степени сводится к управлению лигандами, окружающими комплексы: мы можем их замещать, различными способами модифицировать. Те или иные физико-химические свойства придаются именно внешним лигандным окружением», — пояснил Константин Брылёв.
В число перспективных свойств таких комплексов входят долгоживущая люминесценция в растворах и в твердом теле, широкий спектр люминесценции, высокие яркость и квантовые выходы эмиссии, фотосенсибилизация процессов генерации кислорода, высокая контрастность вследствие высокой локальной концентрации тяжелых атомов в кластерном ядре. Потенциальные области применения: создание люминесцентных материалов, а также биовизуализация, фотодинамическая терапия, рентгеновская диагностика, сенсоры кислорода и фотокатализ.
«Наука в Сибири»
