Медицина

Ученые изобрели новые способы для профилактики и выявления респираторных болезней

Изображение капроновых нановолокон, из которых состоит фильтрополотно. Изображение получено методом атомно-силовой микроскопии

Изображение капроновых нановолокон, из которых состоит фильтрополотно. Изображение получено методом атомно-силовой микроскопии

Виктор Морозов

Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук разработали неинвазивные способы сбора проб воздуха для анализа нозокомиальных инфекций, профилактики и диагностики инфекционных легочных заболеваний. Все исследования проходили в рамках проекта, поддерживаемого Российским научным фондом.

Исследование посвящено разработке новых методов диагностики заболеваний легочных путей. В ходе работы ученым удалось впервые увидеть микрокапли легочной жидкости, полученные из выдыхаемого воздуха, и определить в них соотношение липидов и других компонентов. Данные результаты были достигнуты методом атомно-силовой микроскопии. С помощью методов и приборов, созданных в ходе этого исследования, можно собирать микрокапли и диагностировать заболевания по биомаркерам в собранных пробах. Статья, в которой описано данное исследование, принята к публикации в журнале Journal of Breath Research.

Схематическое изображение разработанного электростатического коллектора выдыхаемых микрокапель и твердых сухих остатков легочной жидкости для получения их изображений методом атомно-силовой микроскопии

Схематическое изображение разработанного электростатического коллектора выдыхаемых микрокапель и твердых сухих остатков легочной жидкости для получения их изображений методом атомно-силовой микроскопии

Виктор Морозов

Ранее в рамках того же гранта РНФ ученые опубликовали результаты разработок по диагностике нозокомиальных инфекций. Ученые завершили работу созданием уникального фильтрополотна, которое может стать основой устройств для защиты органов дыхания и для сбора аэрозольных патогенов с целью их анализа. Полотно превосходит все мировые аналоги по комбинации высокого задержания аэрозольных частиц и низкого сопротивления течению воздуха.

«Такое полотно представляет собой бездефектную сетку из полимерных волокон толщиной около 10 нм. Оно задерживает практически все частицы с размерами, превосходящими 0,2 микрона, весит около 10-20 мг на квадратный метр полотна и по оптической прозрачности не уступает оконному стеклу», — отметил Виктор Морозов, доктор физико-математических наук, руководитель гранта РНФ, заведующий лабораторией наноструктур и нанотехнологий ИТЭБ РАН.

Полотно можно использовать в устройствах для защиты органов дыхания и для аналитических целей. Так, на основе разработанного фильтрополотна в лаборатории сконструированы устройства для неинвазивного сбора проб легочной жидкости в выдыхаемом воздухе пациентов. Устройство используется для сбора проб легочной жидкости у пациентов с легочной формой туберкулеза в Центральном научно-исследовательском институте туберкулеза (лаборатория биотехнологии, зав. проф. И.В. Лядова). Статья, описывающая особенности нового фильтрополотна, опубликована в журнале European Polymer Journal.

Устройство для сбора микрокапель легочной жидкости из выдыхаемого воздуха, созданное на основе разработанного фильтрополотна

Устройство для сбора микрокапель легочной жидкости из выдыхаемого воздуха, созданное на основе разработанного фильтрополотна

Виктор Морозов

Еще одно применение разработанного фильтрополотна опубликовано в журнале Journal of Hospital Infection. Было создано простое устройство, которое позволяет с помощью обыкновенного бытового пылесоса быстро собирать из воздуха на специальное водорастворимое фильтрополотно летающие в воздухе частицы пыли, включая вирусы, микробы и споры. Все собранные материалы после растворения такого фильтра в воде можно изучить в лаборатории. Данное устройство было протестировано в палатах туберкулезной клиники Московского медуниверситета (лаборатория проф. М.А. Владимирского), где было показано, что за 10-15 минут можно собрать достаточно материала, чтобы по ДНК микобактерии обнаружить всего 2-3 микроба в кубометре воздуха. Устройство можно будет применять для анализа аэрозольных патогенов в метро, в самолетах и аэропортах, в фармацевтических и биотехнологических производственных помещениях.

Насадка на бытовой пылесос с водорастворимым нанофильтром на основе поливинилпирролидона

Насадка на бытовой пылесос с водорастворимым нанофильтром на основе поливинилпирролидона

Виктор Морозов

Все три исследования представляют собой новое уникальное направление в бионанотехнологических исследованиях, которое сможет обеспечить предупреждение распространения эпидемий, раннюю диагностику легочных заболеваний и неинвазивный мониторинг лечения таких заболеваний.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.