В Образовательном центре «Сириус» закончился мартовский цикл научно-популярных лекций по химии и химической технологии от ведущих ученых Менделеевского университета. Лекции прошли в рамках Международного года Периодической таблицы.

Первым перед одаренными школьниками выступил ректор РХТУ, доктор химических наук, профессор РАН Александр Мажуга. Он рассказал ребятам, как ученые создают модифицированные наноматериалы для борьбы с раковыми заболеваниями. Научная группа, в которую входит ректор Менделеевского университета, работает над созданием новых материалов для лечения рака.

«То, чем занимается моя научная группа, и ряд других ученых в России и за рубежом, – это создание носителей для лекарств, – отметил Александр Мажуга. – Идеальная картина выглядит так: лекарство загружается внутрь контейнера, вводится в организм, доставляется до определенного места, где и производится его ‘’высадка’’». Чтобы идеальная картинка стала реальностью, необходимо подобрать «правильные» материалы. Ими могут быть: липосомы, мицеллы, дендримеры, а также ряд наночастиц из оксидов металлов, золота.

Контейнер с лекарством должен содержать в себе четыре функции: доставку, визуализацию, сенсор и манипуляцию. Идеальный наноматериал невидим для иммунной системы, отличает опухоль от здоровой ткани, им можно внешне манипулировать – чтобы выпустить лекарство в нужном месте, а также наблюдать за его перемещениями в организме. Один из таких материалов – это магнитные наночастицы на основе оксидов железа. В медицине они используется для диагностики (МРТ) и в терапии (доставка лекарств, гипертермия, генная терапия).

«В нашей лаборатории мы развиваем методы получения наночастиц магнетита в качестве контрастных средств. Выбрали очень тяжелое заболевание – опухоль головного мозга, которую важно визуализировать на ранней стадии. Мы нанесли на наночастицу альбумин – это белок, составляющий до 60 % от общего количества белков плазмы крови. У нас получились маленькие агрегаты из магнитных наночастиц размером 40 нанометров. Сейчас мы проводим доклинические испытания и тестируем наши контрастные средства на разных этапах заболевания. Оказалось, что уже на второй день развития опухоли мы можем четко ее визуализировать», – рассказал ректор. Видеозапись лекции Александра Мажуги можно посмотреть по ссылке.

Следующую научно-популярную лекцию прочитал доцент кафедры биотехнологии Андрей Белодед. Он рассказал об антибиотиках. Антибиотики – это природные вещества или их производные, подавляющие рост и/или убивающие бактерии. Сейчас существует масса проблем, которая возникает во время их применения: аллергия, побочные эффекты, неблагоприятное воздействие на печень и гибель естественной микрофлоры. Но все они могут быть исключены, если была назначена подходящая терапия.

Другая проблема – резистентность или устойчивость к антибиотикам – остается с нами и приобретает все более глобальные масштабы. Заболевание, которое 15 лет назад успешно излечивалось с помощью антибиотиков, сейчас не поддается терапии. Связано это с тем, что от разработки одного антибиотика до его внедрения проходит около десяти лет, а резистентность может возникнуть уже за два года. Учёные нашей страны ежедневно трудятся над решением этих вызовов.

Доцент кафедры ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития» Анна Макарова назвала пять правил ответственного обращения с химией. Первое правило – живи в гармонии с миром. Второе правило – опасны не химические вещества, а наше незнание и безответственность. 2.0% смертности от всех заболеваний и 1.7% всех потерянных лет здоровой жизни (DALYs) обусловлены воздействием химических веществ и отравлениями на рабочих местах (= 1.2 миллиона смертей и 25 миллионов DALYs в 2004 году). Это сравнимо со смертностью от малярии, рака легких и туберкулеза. Но химическое вещество опасно только в том случае, если попало в организм. Таких путей всего три: через пищевод, через дыхательные пути и проникновение через кожные покровы.

Третье правило: знания – сила, знания – безопасность. Всегда нужно обращать внимание на маркировки, которые наносят на упаковки в магазинах. Это знаки опасности: для здоровья человека, для окружающей среды или физико-химические опасности. Четвертое правило – ответственное потребление. Например, множество химических веществ содержится в краске. Чтобы предотвратить их попадание в организм, стоит соблюдать правила безопасности: носить марлевую повязку и перчатки, проветривать комнату, не хранить банки с краской в жилом помещении. Пятое правило – мы в ответе за то, что получили и/или использовали. Химики создали двенадцать правил «зеленой» химии, которые могут удовлетворить потребности современного общества без вреда для потомков. Посмотреть их можно по ссылке.

Ассистент кафедры химической технологии стекла и ситаллов Георгий Шахгильдян рассказал о необычных применениях стекла. Сейчас в нашу жизнь активно входят биостекла. Они нашли применение в самых разных областях, от ортопедической хирургии до стоматологии. Существует метод лечения рака с использованием стекла. Радиоэмболизация – это терапия, суть которой состоит в облучении раковых клеток радиацией. Кроме того, стекло активно применяется в промышленности: стеклоткань, светоотражающие стеклошарики, пеностекло и жидкое стекло.

Сейчас на кафедре стекла РХТУ разрабатывают прозрачные ситаллы. Это материал, который выглядит как прозрачное стекло, но в его структуре есть выращенные нанокристаллы, которые придают ему прочность. Использовать ситаллы можно для решения проблемы низкой прочности экранов мобильных устройств. Ученые РХТУ хотят разработать такой материал, который можно вырабатывать в виде тонкой ленты с последующей ее нанокристаллизацией и созданием тонкой ситалловой структуры. Проектом заинтересовалась компания LG CHEM, входящая в мировой холдинг LG.

Предполагается, что лекции профессоров РХТУ для участников образовательных программ «Сириуса» пройдут на протяжении всего 2019 года. Школьникам прочитают лекции по основным направлениям научных исследований университета: «Химия для жизни», «Химическое производство будущего», «Геном материалов», «Зеленая химия».

Фото: ОЦ «Сириус»