11 Січня 2023 09:21

Розгледіти хворобу й допомогти у реабілітації

Чимало важких хвороб можна подолати, – для цього потрібно лише діагностувати їх на ранніх стадіях і призначити правильне лікування.  Нові методи та пристрої для ранньої діагностики розробляють науковці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича. Їх проєкт «Новітні методи і системи багатофункціональної Мюллер-матричної поляризаційної і флуоресцентної томографії мікро та наноструктури мереж біологічних кристалів» переміг у конкурсі «Підтримка досліджень провідних і молодих учених» Національного фонду досліджень України і до війни отримував грантове фінансування.

– Не так давно було виявлено, що лазерне світло під час взаємодії з об’єктами живої та неживої природи змінюється, – розповідає керівник проєкту, завідувач кафедри комп’ютерних наук університету імені Юрія Федьковича  Юрій Ушенко. –  Зміни властивостей світла можуть багато що сказати про об’єкт, який опромінюється.  Ці зміни вивчає лазерна поляриметрія.

Інакше кажучи, науковці ніби розв’язують обернену задачу: опромінюють об’єкт, реєструють світло, яке пройшло крізь нього, і за змінами цього світла дізнаються про характеристики об’єкта.

Команда, яка виконує проєкт, працює в особливому напрямку лазерної поляриметрії – біометричній оптиці. Дослідники вивчають, як змінюється лазерне світло при опроміненні  біологічних тканин та рідин, які хвороби воно дозволяє виявити, міркують, як зробити діагностику недорогою.

– Таку діагностику називають по-різному: оптично-когерентною томографією,  біомедичною та оптичною поліметрією. Обладнання для цієї діагностики виготовляють за кордоном і коштує воно дорого, – продовжив розповідь Юрій Олександрович. – Ми ж плануємо сконструювати прилад, який буде дешевшим, ніж закордонні, але не менш  ефективним.

Українські дослідники одночасно вивчають можливості і поляризаційної,  і флуоресцентної томографії.  Співрозмовник пояснив, що  звичайна лазерна поляриметрія чудово працює з мікроструктурами,  але не ефективна на рівні наноструктур.  А зміни, які необхідно «запеленгувати», часто відбуваються саме на цьому рівні. Наприклад, за змінами молекул білків можна відстежити ранні стадії формування ракової пухлини. Відстежити зміни на рівні наноструктур допоможе флуоресцентна томографія.

– Хочу пояснити читачам, що таке флуоресценція, – каже пан Юрій. –  Уявіть, що ми опромінюємо біологічну тканину синім чи блакитним лазерним світлом.  Лазерне випромінювання збуджує молекули та атоми і вони перевипромінюють світло, але на іншій довжині хвиль. Об’єкт поглинає синє світло, а перевипромінює, наприклад, зелене чи червоне.

Світло, яке перевипромінюється, також є частково поляризованим. За ступенем цієї поляризації, за словами науковця, можна зробити висновок про концентрацію певних сполук і, відповідно, про наявність тієї чи іншої хвороби.

Проєкт, який виконують науковці з Чернівців, є одночасно і фундаментальним, і прикладним. «Ми робимо крок вперед у розумінні структури об’єктів м’якої матерії. На основі результатів досліджень  будуть створені недорогі вітчизняні прилади для діагностики змін в  біологічних тканинах та рідинах», – зазначив науковець.

До початку повномасштабного вторгнення науковці встигли розробити методи і системи лазерної поляриметричної і флуометричної діагностики та апробувати їх у лабораторії університету. Переконалися, що розроблені методи справді ефективні (86-95 відсотків правильних діагнозів).  Результати роботи оприлюднили у високорейтингових міжнародних журналах.

– Ці дослідження дуже трудомісткі, потрібно було опрацювати сотні зразків (вдячні за ці зразки Буковинському державному медичному університету!),  узагальнити статистичні дані в різних групах, визначити, які саме параметри змінюються, – продовжує розповідь Юрій Ушенко. –  Потім – порівняти ці дані зі зразками тканин пацієнтів, діагноз яких підтверджено. У підсумку ми встановили, які параметри змін відповідають конкретним хворобам.

У 2022 році команда планувала виконати третій, завершальний етап проєкту: створити лабораторний макет і провести його клінічні випробування. Війна завадила цим планам, але вчені сподіваються завершити роботу після відновлення фінансування.

– Ми маємо необхідне обладнання і плануємо скласти новий  пристрій – лазерний поляризаційний флуориметр, – наголосив Юрій Ушенко. – Випробувати флуориметр плануємо в клініці Angelholm (з якою маємо відповідний договір). Далі – ліцензування та введення пристрою в експлуатацію.

Недороге обладнання для діагностики сьогодні дуже потрібне, зокрема, для реабілітації військових.  Науковці переконані, що нові флуориметри допоможуть діагностувати мінно-вибухові травми й пошкодження суглобів та контролювати процес реабілітації.

Щоб пришвидшити створення приладу, науковці продовжили працювати і під час війни – виконували дослідження, систематизували дані.

– Радий, що нам вдалося зберегти команду, – додав Юрій Олександрович. – Це молоді науковці, які наполегливо працюють і вносять свій вклад у перемогу.

Світлана ГАЛАТА

Інші новини

12 Червня 2025

Анонс тренінгу (навчального заходу) «Робоча програма “Горизонт Європа” на 2025 рік та гранти Національного фонду досліджень України – нові можливості для українських науковців та інноваторів»

16-17 червня 2025 року у місті Чернівці відбудеться тренінг (навчальний захід) «Робоча програма “Горизонт Європа” на 2025 рік та гранти Національного фо

09 Червня 2025

До уваги учасників конкурсу 2025.07 «Передова наука в Україні 2026-2028»

Понад рік наукова спільнота чекала на новий конкурс наукових досліджень Національного фонду досліджень України «Передова наука в Україні 2026-2028» з ак

28 Травня 2025

До уваги учасників конкурсу 2025.07 «Передова наука в Україні 2026–2028»

Шановні учасники конкурсу «Передова наука в Україні 2026–2028»! Звертаємо вашу увагу на те, що у роботі автоматизованої системи "Конкурс проєктів НФД

23 Травня 2025

До уваги учасників конкурсу 2025.07 «Передова наука в Україні 2026–2028»

Шановні науковці! Нагадуємо, що кінцевий термін подачі заявок за конкурсом «Передова наука в Україні 2026–2028» – 28 травня 2025 року (включно). Т

21 Травня 2025

Опитування для науковців, викладачів та аспірантів України

Як Україна впроваджує принципи відкритої науки? Чи достатньо підтримки на рівні установ у питаннях управління дослідницькими даними? Державна науково-т