Российские ученые создают нановакцину от гриппа

Биотехнология

21 век является столетием биологических наук. Эти науки решительным образом способствуют пониманию живых организмов и экологических систем. Это открывает неожиданные возможности в разъяснении заболеваний и обнаруживает новые способы лечения. Германия и Россия уже 16 лет тому назад увидели и осознали научный потенциал в этой области и разработали совместные проекты, прежде всего, в биосенсорике, нейробиологии и биотехнологии защиты окружающей среды. Уже существующие сотрудничества в областях геномных исследований и исследования протеома, биоинформатики, исследования по биологической безопасности, нанобиотехнологии и биоэтики должны расширяться

Основополагающие новые достижения и знания, успехи и прогресс в технологиях, к ним относящихся, и их широкое использование в исследованиях в здравоохранении, исследованиях окружающей среды и в области питания будут иметь дальнодействующие воздействия на медицинское обеспечение, освоение и управление опасностями для окружающей среды и на нашу общественную жизнь в целом.

Ключевые пункты

Ключевые пункты Федерального правительства по стимулированию биотехнологических исследований основываются на стратегии высокоразвитой технологии.

Между тем биотехнология является отправным пунктом и двигателем для многочисленных использований в медицине, пищевой и комбикормовой промышленностях, а также в химической промышленности. Она используется в различных областях, начиная с производства медикаментов через новые диагностические программы и программы терапии, изготовление тонких химикалий вплоть до технологий по очистке сточных вод и получения энергии из биомассы. Почти 500 биотехнологических предприятий уже разместилось в Германии, больше чем в каком-либо другом европейском государстве. Федеральное правительство преследует своей целью сделать Германию ведущим и руководящим местом в области биотехнологии в европейском масштабе не только в отношении количества предприятий, но и также относительно показателей товарооборота и численности занятых работников. Оно стремится идентифицировать и ликвидировать факторы, тормозящие рост.

Чтобы расширить научные основы биотехнологии, существуют три центральные области исследований:

· Геномное исследование: Оно анализирует генетические планы строения микроорганизмов, растений и животных вплоть до человека.

· Системная биология: Она стремится к количественному пониманию динамических жизненных процессов посредством моделирования этих процессов на компьютере.

· Молекулярная медицина: Она выясняет молекулярные основы человеческих заболеваний.

Поддержка и стимулирование направлений научных исследований, близких фундаментальным, должны открывать новые потенциалы внедрения инноваций и создания стоимости в сферах деятельности и отраслях - химии, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, медицине, а также – через медико-биологические науки – информационных технологиях.

Должны открываться и осваиваться новые ключевые поля, такие как промышленная «белая» биотехнология и нанобиотехнология

Промышленная «белая» биотехнология
Биотехнология приводит к новым, пригодным в промышленности, продуктам и делает промышленные процессы процессами, не наносящими ущерба окружающей среде. Таким образом, исследователи работают, например, над разработкой экологически безвредных биохимикалий, базирующихся на биологии материалах для замены синтетических материалов, тонких и специальных химикалий, а также ферментов для превращения вещества не только в моющих средствах. Научные сотрудники медико-биологически x наук и инженеры работают в тесном сотрудничестве с целью промышленного использования биологических систем. Федеральное Министерство образования и науки Федеративной Республики Германии(BMBF) создало инициативу стимулирования „Биопромышленность 2021“ с тем, чтобы в этой новой области биотехнологии Германия также играла ведущую роль.

Нанобиотехнология
В ходе миниатюризации сформировалась нанобиотехнология на границе пересечений между биотехнологией и нанотехнологией. Она создает мост между органической и неорганической природой и форсирует последовательное объединение в сеть биотехнологии и нанотехнологии в обоих исследовательских направлениях. Федеральное Министерство образования и науки Федеративной Республики Германии (BMBF) посредством инициативы стимулирования „Нанобиотехнологии“ поддерживает исследование в этой области.

Строительство дорог с помощью нанотехнологий

«Вместо щебня — полимерцемент­огрунт!»

На этой неделе в Тюмени была представлена новая уникальная технология для дорожного строительства. Участие в презентации принимали представители областного правительства, администрации города, руководители крупных предприятий. Им было предложено возводить дороги с помощью… нанотехнологий.

Научными исследованиями способов укрепления грунта в мире занялись еще в конце XIX века. В 30-е годы XX века сформировалась теоретическая база данного направления, вскоре появились первые дороги, взлетные аэродромные полосы. В XXI веке на помощь пришли нанотехнологии, о необходимости развития которых в последние годы часто повторяют на самом высоком уровне.

В основе новой технологии лежит применение цементно-грунтовых смесей со специальными добавками-пластификаторами на основе ренолита.
Добавка легко растворяется в воде, не токсична, а физико-химические процессы при ее использовании происходят на молекулярном уровне.

Полученный «на выходе» полимерцементогрунт с успехом заменяет привычные щебеночные покрытия. Кроме того, значительно уменьшается стоимость дорожных работ. Да и укладывать полотно можно при низкой температуре воздуха — до минус 10 градусов. А главное, благодаря новому покрытию сами дороги станут служить намного дольше и о «ямочном» ремонте можно будет забыть.

В 2007 году данная технология уже использовалась в Тюменской области при строительстве участка автодороги Сорокино — Знаменщиково протяженностью 1 тысяча метров. Еще одним экспериментальным объектом является территория нового завода компании «Бенат». А главные «полевые испытания» полимерцемент­огрунта состоялись в Москве, на полигоне МАДИ, при участии представителей Министерства транспорта Российской Федерации и правительства Москвы.

Кстати, вот какое мнение о данной технологии высказал в интервью «Российской газете» министр транспорта РФ Игорь Левитин:
Уже оборудован опытный участок дороги (имеется в виду Тюменская область. — Д.Н.). Теперь будем смотреть, как он себя поведет. Технология действительно очень перспективная. И с ее помощью можно неплохо сэкономить на строительстве и содержании дорог. Кстати, в СССР была такая технология, но ее у нас «одолжили» за границей. А теперь мы ее воспринимаем как необыкновенное чудо. Это говорит о нашем небрежном отношении к собственным научным разработкам.

Дмитрий НЕВОЛИН

Российские ученые создают нановакцину от гриппа

Скоро о ежегодных прививках от гриппа можно будет забыть. Первая в мире нановакцина от этого недуга уже фактически разработана. Созданный с помощью нанотехнологий умный препарат поможет разрешить существующее противоречие: чтобы вакцина была эффективной, в ней должно быть побольше элементов вируса, однако чем больше таких элементов, тем опаснее прививка сама по себе.

Самые первые вакцины создавались так: из зараженного организма брали вирус — некое тело, на его поверхности есть структуры, которые и вызывают болезнь. При нагреве и получали материал для прививки. Но она была токсична, иммунитет человека не справлялся.
Затем возникли так называемые субъединичные вакцины, которые стали делать уже не из всего вируса, а только из структур на его поверхности — субъединиц. Вакцина стала менее токсичной.

Нановакцина — последняя генерация. Она создает своеобразную модель вируса в теле — субъединицы вируса соединяются в полимерную молекулу металлическими наночастицами.
Эта модель вызывает полноценную имунную реакцию в организме. Нанопрививка эффективна и нетоксична, а доза вирусного материала в ней снижена.

«При разработке использовалась главным образом базовая вакцина против птичьего гриппа для человека», – рассказал «24» директор НИИ гриппа РАН Олег Киселев.

Первые результаты исследований показали, что новый препарат позволяет защитить человека от опасного недуга на 5 – 7 лет. Причем пациента можно прививать сразу от нескольких штаммов вируса. В настоящее время отрабатывается технология получения препарата, а испытания планируется начать в конце этого года, говорит Киселев.

Ученые считают, что нановакцины кардинально изменят всю существующую ныне систему иммунопрофила­ктики.
Ярослав Загоруй

Контактная линза-дисплей – почувствуй себя Терминатором!

Киноперсонажи, например, известный Терминатор, в фильмах могут увеличивать различные интересующие их участки, выводить как бы на виртуальный дисплей перед собой различную информацию с помощью специальных имплантов.

Похоже, что не за горами доступная реализация подобной технологии. Благодаря нанотехнологиям даже не придется имплантировать себе ничего сложного и дорогостоящего – просто надеваешь контактные линзы и…

А вот дальше все зависит от того, как пойдут исследования ученых из Вашингтонского Университета (University of Washington).

Совсем недавно им удалось сделать основу технологии будущего «суперзрения» — гибкую полимерную контактную линзу, которая содержит микроэлектронную светодиодную матрицу, управляющуюся с помощью внешнего источника. При этом устройство биологически совместимо с тканями глаза, и не должно вызвать раздражения.

Один из ученых, профессор Бабак Парвиц поясняет, что пользователь будет видеть информацию, которая выводится на дисплей как бы накладывающуюся на окружающий мир, т.е. не будет ощущения искусственности, которое присуще современным кибер-очкам и подобным устройствам.

Результаты работы ученых были представлены 17 января на международной конференции по МЭМС.

Устройство-прототип виртуального дисплея представляет собой обычную контактную линзу, внутри которой при ближайшем рассмотрении можно увидеть печатные дорожки, формирующие матрицу красных светодиодов. Правда, пока устройство не работает в должной мере – ученые не решили, как подводить к нему энергию. Возможно, с помощью внешнего радиочастотного источника, или же на самой линзе сформировать солнечный элемент.

Создать подобную линзу было непросто – материал должен быть биологически совместимым, но кроме этого он должен быть основой для микроэлектронной платы. При производстве микроэлектроники обычно применяются токсичные материалы, и часть из них остается после производства на самом чипе. Однако ученые постарались сформировать металлическую схему светодиодов на гибком пластике с помощью распространенного нанотехнологического метода, называемого самосборкой.

Сначала ученые изготовили металлическую микросхему толщиной в несколько нанометров, затем – отдельно светодиоды диаметром в 1/3 миллиметра. Далее, на поверхность контактной линзы нанесли все изготовленные компоненты, смоченные водой. Капиллярные силы притянули их вместе таким образом, как того требовала их конфигурация, — по-другому «сложиться» электронные компоненты не могли в силу структурных особенностей.

Подобная технология, когда «набор запчастей» сам формирует готовую структуру у нанотехнологов и называется самосборкой (self-assembly).

Пока сама контактная линза не корректирует зрение, но Парвиц сказал, что полимер-основу можно будет сделать корректирующей зрение точно так же, как это делают обычные аналоги. Более того, электронные микросхемы, находящиеся внутри линзы, не будут загромождать зрение — человек их увидит только в том случае, когда будет выводиться информация.

Тесты на биологическую совместимость прошли успешно. Линза была надета на глаз кролику, и он носил ее в течение 20 минут. Никаких раздражений при этом не было замечено. Правда, ученые не говорят пока о том, как будет охлаждаться эта электроника, но, скорее всего, рассеиваемое тепло будет незначительным и не будет представлять угрозу для тканей глазного яблока.

Исключительность устройства состоит в том, что любителю кибертехнологий не нужно будет ничего вживлять и имплантировать, все что нужно – просто надеть контактную линзу и снять ее, когда погружение в киберпространство уже не требуется.

Парвиц говорит, что в ближайшем будущем линзу «включат» и протестируют ее дисплей, состоящий из нескольких пикселов.

Все же, несмотря на пока скромные достижения, можно отчетливо предсказать, что эта технологическая ветка может принести успешные коммерческие продукты в ближайшем будущем.

Это и военные системы тактических подсказок (например, для пилотов или спецопераций), для путешественников, интерактивные справочные системы, например, способные идентифицировать различные предметы, попадающие в поле зрения человека, выводя о них дополнительную информацию, компьютерные игры и погружение киберпространство, наконец.

Все эти перспективы выглядят весьма и весьма интересно, поэтому вполне возможно, что через несколько лет каждый может почувствовать себя эдаким «терминатором».