Как участники программы «Приоритет 2030» объединяются в консорциумы для решения масштабных научных задач
Развитие новых областей науки требует сегодня принципиально нового подхода к организации исследований и образовательной деятельности. Университеты объединяются с академическими исследовательскими центрами и бизнес-компаниями, ведущими в своих отраслях, в консорциумы, в которых совместно занимаются проблемами фундаментальной и прикладной науки будущего. Если ранее участники объединения работали друг с другом над отдельными проектами точечно, то теперь они закладывают фундамент научной организации нового типа — для решения более масштабных задач. Так, в состав консорциума могут входить исследовательские центры, специализирующиеся на смежных областях науки, и они будут делиться результатами систематически, что крайне важно для развития новых направлений, требующих междисциплинарного подхода. В 2021 году Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» выпустил из своих стен первых исследователей, прошедших обучение на программах iPhD (т. е. интегрированные программы «магистратура+аспирантура»). Эти программы, в том числе, легли в основу сотрудничества с другими научно-исследовательскими центрами в рамках будущих консорциумов «Инженерия здоровья», «Зеленые технологии» и «Квантовый интернет», которые планируется создать при поддержке программы «Приоритет 2030» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Инженерия здоровья
Консорциум «Инженерия здоровья», помимо НИТУ «МИСиС», включает восемь участников, среди которых два вуза — РНИМУ им. Н. И. Пирогова и Томский государственный университет (ТГУ). В объединение также войдут четыре клинических и академических учреждения, представители бизнес-сообщества. Главная цель консорциума — разработка новых способов диагностики и лече ния тяжелых заболеваний, создание новых изделий медицинского назначения. Одно из направлений — изго товление при помощи технологий 3D-печати клеточно и тканеинженерных конструкций для реконструкции костной ткани с учетом геометрии и индивидуальных особенностей каждого пациента. Исследуется также возможность биопринтинга мягких тканей.
«Индивидуализированная медицина подразумевает, что материал и форма каждого имплантата подбирают ся специально под конкретный случай, так же, как и клетки пациента,— объясняет кандидат физико-математических наук, директор НОЦ биомедицинской инженерии НИТУ „МИСиС“, руководитель образовательной программы iPhD „Биоматериаловедение“ Федор Сенатов.— Можно по томографии сконструировать подходя щую пациенту геометрию имплантата, а также учесть хронические заболевания, возраст, пол и прочие пара метры. К примеру, нельзя ставить одни и те же материа лы молодым и пожилым людям, поскольку высокомодульные материалы, например, даже некоторые титановые сплавы, могут привести к разрушению костей».
Разработки НИТУ «МИСиС» уже активно используются в ветеринарии: не только индивидуализированные имплантаты, но и адаптивные медицинские конструкции, которые устраняют, например, коллапс гортани животного. «Недавно был такой случай,— рассказывает Сенатов.— Мопсу, которому сложно было дышать из-за коллапса гортани, установили стент, разработанный нами совместно со специалистами ветеринарной кли ники при онкологическом центре им. Н. Н. Блохина. Конструкция была устроена так, что при помещении в организм стент раскрывается и раздвигает стенки гор тани. В результате собака смогла свободно дышать». Схожие методы могут также с успехом применяться и в гуманитарной медицине после дополнительных этапов доклинических и клинических испытаний. Создание консорциума означает формирование мощной базы для дальнейшего внедрения конкурентоспособных на мировом уровне материалов и технологий в области биомедицины к 2030 году, говорит Сенатов. Кроме того, дополнительное финансирование в рамках программы «Приоритет 2030» также позволяет перейти от точечных исследований к совместной работе различных органи заций над общими задачами по прорывным направлениям, что делает разработку биомедицинских решений более эффективной и быстрой.
В области материаловедения НИТУ «МИСиС» является ведущим вузом в стране, разрабатывает и применяет подходы получения и характеризации материалов в рамках общих задач консорциума. Объединившись в консорциум, участники программы «Приоритет 2030» смогут повысить эффективность лекарственных препаратов и медицинских изделий, комбинируя различные подходы и ноухау: материаловедческие методы, пони мание взаимодействия с клетками, тканями и органами, а также подходы клеточных технологий, генетической инженерии, которые уже успешно разрабатывают ся партнерами.
«Наряду с рентгеновскими методами исследования, микроскопией и прочими широко применяющимися методами анализа в университете также используется уникальный метод — сканирующая ионпроводящая микроскопия, одним из создателей которой является профессор Imperial College London и НИТУ „МИСиС“ Юрий Корчев.— рассказывает Сенатов.— Микроскоп позволяет визуализировать живые клетки, не касаясь их, а значит не повреждая их и не искажая изображение. С помощью этого метода можно изучать, как происходит питание клетки в режиме реального времени, что с ней происходит под действием тех или иных факторов (среды, лекарственных препаратов и др.)».
Участники будущего консорциума реализовывали совместные проекты и до старта программы «Приоритет 2030», но участие в ней улучшило координацию и укори ло рабочие процессы, считает Сенатов. Участники задали общее направление в исследованиях, распределили зада чи и роли. Немаловажную роль в этой конструкции игра ют представители бизнеса, говорит Сенатов: они понимают, насколько сложно довести разработку до внедрения, что не всегда понимают исследователи, а также помогают нам лучше понимать запросы и тенденции рынка. Важнейшей задачей консорциума, как и программы «Приоритет 2030» вообще, является построение новых научных институтов, создание инфраструктуры, привлечение кадров, создание новых лабораторий. В результате будет заложен прочный фундамент для подготовки ква лифицированных кадров в инновационных областях знания и технологий. В рамках консорциума планирует ся создать новые магистерские и аспирантские програм мы. В 2019 году в университете была запущена интегрированная магистерско-аспирантская программа iPhD «Биоматериаловедение», направленная на подготовку исследователей, ведущих разработки на стыке материаловедения, биологии и медицины. Уже за два года обучения в магистратуре студенты стали авторами и соавтора ми 19 статей в высокорейтинговых журналах, стали победителями различных конкурсов научных исследований и стипендиальных программ, был зарегистрирован патент на создание костного имплантата.