Вы здесь

Ускорители широкого назначения

Институт ядерной физики СО РАН
Институт ядерной физики СО РАН. Фото: Eto shorcy
25 января 2016

Ускорители широкого назначения

Как доставить в организм лекарство и очистить сточные воды Кудряшовского свинокомплекса, знают новосибирские учёные

На совещаниях различного уровня то и дело любят вспоминать об инновациях, которые необходимо разрабатывать и внедрять. Но когда слово дают самим создателям высоких технологий, то оказывается, что и разработка, и внедрение в основном происходят благодаря их собственной инициативе, а не какой-то особой поддержке государства.

 

ЛИДЕР ОТРАСЛИ

В течение 40 лет Институт ядерной физики (ИЯФ) создаёт промышленные ускорители заряженных частиц и является мировым лидером в этой отрасли производства.

Ускорители частиц бывают двух типов: электростатические и высокочастотные импульсивные.

Всего создано 220 установок, они работают в России, Южной Корее, Японии, США и других странах, больше всего в Китае — 76. Сейчас ведутся переговоры с ещё одним китайским предприятием, которое планирует оснастить производственные линии сразу 24 ускорителями. Раз китайцы покупают оборудование у нас, значит сами лучше и дешевле сделать не могут.

При этом в самом Новосибирске ускорителей всего шесть. Три приходятся на облучательные центры, один создан в ИЯФе 30 лет назад, второй — в прошлом году совместно с Новосибирским государственным университетом (НГУ).

70% ускорителей в мире используются для радиационно-химических технологий, применяемых при производстве улучшенной изоляции проводов, термоусаживаемых трубок и муфт, пенопропиэтилена, стерилизации медицинских изделий и одежды.

Использование одноразовых медицинских изделий увеличило количество опасных медицинских отходов, только радиационный метод позволяет обеззараживать медицинские отходы без вскрытия упаковки.

По словам академика, директора Сибирского центра синхротронного и терагерцевого излучения Геннадия Кулипанова, сейчас в Москве отрабатывается технология утилизации полимерных медицинских отходов в качестве вторичного сырья с использованием промышленного ускорителя.

Применяются ускорители и для получения нанопорошков, рентгеновской дефектоскопии, очистки дымов от окислов серы и азота, а также очистки воды, промышленных стоков от вредных органических и неорганических примесей.

 

«ПОДЛОЖИТЬ СВИНЬЮ»

Откуда взялось выражение «подложить свинью», точно не известно, но все, кто бывал рядом со свинофермой, чувствовали «аромат» этого места.

Это неслучайно, есть такое сопоставление: свиноферма на 100 тысяч голов даёт столько же отходов, сколько город с миллионным населением.

Не известно, насколько это точный расчёт, но содержание огромного поголовья животных, безусловно, оказывает большую нагрузку на окружающую среду, а изменить ситуацию может... промышленный ускоритель.

Крупнейшее сельхозпредприятие Кудряшовский свинокомплекс расположен в Колыванском районе, он сбрасывает стоки в Обь, а также загрязняет и подземные воды.

По словам Геннадия Кулипанова, разработан комплексный метод обеззараживания сточных вод, когда сточные воды проходят через электронный пучок ускорителя, а затем отстаиваются в пруду с водным гиацинтом. Растение фильтрует воду, поглощает твёрдые фракции, затем его срезают, облучают и используют уже как удобрение.

По информации заместителя директора по общим вопросам Института цитологии и генетики СО РАН Сергея Вепрева, аквасистема была апробирована на ЗАО «Кудряшовское», достигнута производительность 3-4 тысячи кубометров в сутки с гектара пруда.

Пока проект не получил поддержки на уровне области и его передали на рассмотрение в Министерство сельского хозяйства РФ.

По словам Геннадия Кулипанова, учёным ещё в 80-е годы прошлого века удалось решить с помощью ускорителя проблему загрязнения в Воронеже. Там завод синтетического каучука, не имея возможностей для очистки, закачивал отходы в подземные воды под городом. В результате загрязнение распространялось всё дальше, в связи с экологической опасностью даже был закрыт водозабор.

Очистка воды производилась с 1984 по 1988 годы, воду откачивали, пропускали через ускоритель и возвращали под землю. В результате загрязнение удалось ликвидировать.

 

ЛЕКАРСТВО ОТ ИНФАРКТА

Новосибирские учёные разработали тромбовазим — уникальное лекарство, разрушающее тромбы в сосудах, но для его доставки в организм человека снова потребовался ускоритель.

Эта технология разрабатывалась ИЯФ совместно с коллегами Института цитологии и генетики СО РАН и ЗАО «Сибирский центр фармакологии и биотехнологии».

У этого препарата длинная история. Он создан на основе имозимаза — препарата для лечения открытых ран, созданного в 80-е годы по просьбе военных и испытанного во время войны с Афганистаном.

Препарат имозимаза показал себя хорошо, но был неустойчив, сложен в применении, неудобен в хранении. Уже в новом веке учёные доработали лекарство, создав на его основе тромбовазим.

По словам председателя совета директоров Биотехнопарка Кольцово Андрея Бекарева, тромбовазим — уникальный препарат, непосредственно разрушающий тромбы, не имеющий мировых аналогов, только заменители.

Так активаторы плазминогена запускают в организме человека механизмы разрушения тромбов, схожие с гемофилией (несвёртываемость крови), которые опасны из-за побочных эффектов. У тромбовазима их нет, подчёркивает Андрей Бекарев.

Сложным моментом был вопрос транспортировки нового лекарства, не секрет, что «чужие» белки в организме вызывают отторжение или аллергическую реакцию. Успеха бы не удалось добиться, если бы учёные не разработали принципиально новый метод для подшивки лекарства к биополимерам с помощью электронного пучка ускорителя.

Под воздействием ионизирующего излучения вокруг лекарства создаётся полимерная «шуба», которая маскирует белок, и организм его «не видит».

Эта технология открывает перед учёными широкие перспективы: есть множество лекарств, которые «работают» в пробирке, но организм человека их отторгает. Открытый новосибирскими учёными метод транспортировки белков даёт надежду на внедрение отложенных ранее разработок.

Самой сложной задачей здесь остаётся вывод лекарства на рынок. На доводку тромбовазима у Андрея Бекарева ушло семь лет, у мировых фармацевтических корпораций на создание нового лекарства уходит до десятка лет и около 1 млрд долларов. Понятно, что отечественные разработчики нуждаются в государственной поддержке.

Остаётся отметить, что за последние 20 лет в России создано не более десятка оригинальных лекарств и большинство из них — разработки советского периода.

Публикации по теме
Другие материалы