Стиль жизни

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продлении жизни

Вместе с госкорпорацией «Росатом», запустившей просветительский онлайн-проект Homo Science (homo-science.ru), чтобы донести академические знания до молодой аудитории, мы представляем заключительный выпуск в серии материалов о том, как атомная энергетика меняет нашу будничную жизнь к лучшему — и почему знать о ней нужно и интересно и художникам, и работникам музеев, и даже fashion-дизайнерам. Мы уже выяснили, что «мирный атом» помогает датировать находки археологов возрастом до 70 тысяч лет и методом ускорительной масс-спектрометрии разоблачать подделки, мы поняли, что без атомных технологий не обходится даже производство модных оправ, и знаем, что для воплощения амбициозных планов по переработке пластика обязательно требуется участие «атомщиков». Сегодня предлагаем разобраться в том, какую роль ядерные наработки играют в развитии биотека и технологий продления жизни.

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

Печатная машинка


Словосочетание 3D-принтер вошло в наш обиход лет 20 назад, хотя саму технологию 3D-печати — или аддитивную технологию производства — разработал Чак Холл, еще в 1986 году оформивший патент на «аппарат для производства трехмерных объектов путем стереолитографии». Сегодня на волшебном принтере печатают часы, одежду и даже строительные сооружения — как раз на днях первый созданный на 3D-принтере мост в Амстердаме стал звездой Instagram* (*Meta Platforms Inc. (Facebook, Instagram) — организация, деятельность которой признана экстремистской, запрещена на территории Российской Федерации) по всему миру. А художники из Словении придумали «зеленый», экологичный 3D-принтер, который печатает органическими «чернилами» из смеси почвы, семян и воды. Однако самые важные «заслуги» аддитивных технологий обычно остаются в тени: знаете ли вы, что на 3D-принтере изготавливаются в том числе макеты органов, тканей и костей при планировании операций, слуховые аппараты, прототипы медицинских приборов, а также протезы индивидуальных форм и имплантаты?

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

В 2018 году ученые смогли напечатать на 3D-принтере… даже роговицу глаза, создав специальные биочернила!

Как это работает? Аддитивное производство — это послойное добавление необходимого материала в виде пластиковых, керамических, композитных и металлических порошков или проволоки. Этот метод позволяет создавать детали сложнейших форм для единичного и массового производства, которых не добиться традиционными способами механической обработки или литья, а также сильно удешевляет производство.

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

Причем тут атомщики? В качестве порошка для изготовления изделий селективным лазерным спеканием могут использоваться в том числе смеси сплавов и композитные материалы, о которых мы говорили в нашей предыдущей статье.

Отраслевой интегратор «Русатом — Аддитивные технологии» объединяет разноплановые производственные предприятия «Росатома» в рамках проекта по развитию аддитивного производства в России и курирует проектирование и организацию производства 3D-принтеров, аддитивных порошков, комплектующих, программного обеспечения, а также предоставляет услуги 3D-печати.


Совпасть характерами


Важное прикладное использование ядерных разработок в медицине — это создание имплантируемых биосовместимых углеродных материалов с рекомбинантным человеческим белком BMP 2, используемых для лечения пациентов с серьезными костными дефектами.

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

В России такими разработками занимается «НИИграфит». Инновационный материал «Скаффолд» на основе пористого стеклоуглерода с остеоиндуктивным покрытием ускоряет рост костной ткани и процесс заживления.

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

А еще в «НИИграфит» из графитированной ткани ТГН‑2М из углеродных материалов делают атравматические салфетки «Карпема», ускоряющие заживление ран и ожогов и активно использующиеся в медицине катастроф.


Кто владеет информацией — владеет миром


Как известно, точно поставленный диагноз — половина успешного лечения. А потому важнейшей разработкой из все тех же композитов, используемой в медицине, являются композиционные пьезопленки, также разрабатываемые в «НИИграфит», для создания электромеханических устройств нового поколения. Это гибкие пленки на основе графена, датчики из которых позволяют получать более четкие изображения на УЗИ.

Разработка универсальной технологии получения термопластичных препрегов-лент является одной из ключевых задач современной технологии композитов, которая позволит значительно расширить области применения и повысить эксплуатационные характеристики композитных изделий. Разработанный в АО «НИИграфит» способ нанесения полимера на различные широко распространенные армирующие наполнители позволит получать препреги из широкого спектра компонентов для достижения оптимальных свойств разнообразных конструкций.

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни

Кроме того, всем известно, что именно «ядерная медицина» применяется при лечении раковых заболеваний — сюда относятся и радионуклидная и лучевая терапия, и технология позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которая в том числе позволяет оценивать ход лечения и визуализировать метастазы, расположенные в отдаленных от основного очага опухоли местах организма. И в России функциональные материалы для ПЭТ тоже производят. Например, АО «Гиредмет» разработал технологические основы синтеза и очистки исходных веществ, предназначенных для выращивания монокристаллов силиката лютеция (LSO), которые в том числе позволяют увеличивать количество пикселей для фотодетектора и обеспечивают беспрепятственный проход света до фотоприемника.

PostaНаука: как ядерные наработки используются в технологиях продления жизни