В финальный день IV Международной конференции «Наука будущего – наука молодых» с яркой пленарной лекцией выступил член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой оптики и биофотоники, руководитель Научного медицинского центра СГУ Валерий Викторович Тучин. Его доклад «Оптика и фотоника биологических тканей: метод оптического просветления в медицинской диагностике и терапии» был посвящён передовым разработкам Саратовской научной школы, признанным во всём мире.
Профессор Тучин представил технологию, позволяющую буквально заглянуть внутрь живого организма без скальпеля. Речь идёт о методе оптического просветления биологических тканей, который активно разрабатывается учёными под руководством В.В. Тучина.
Главным барьером для оптической диагностики является сильное рассеяние света в тканях. В.В. Тучин наглядно пояснил эту проблему.
В.В. Тучин,
заведующий кафедрой оптики и биофотоники СГУ:
Свет сильно рассеивается в тканях, и поэтому мы не можем видеть, например, кости и сосуды. Пример из жизни – капля молока в воде делает её мутной.
Метод оптического просветления служит мостом между фундаментальным знанием о том, как свет ведет себя в тканях, и его практическим медицинским применением. Подавляя рассеяние, технология создает управляемую прозрачность – «виртуальные окна» – что кардинально улучшает качество изображения. Это, в свою очередь, позволяет проводить диагностику на ранее недоступной глубине и открывает новые горизонты для лечебного воздействия светом.
Лектор подчеркнул ключевые преимущества оптических методов. Биофотоника объединяет диагностику, терапию и сопровождение операций с использованием света. В отличие от рентгена или МРТ, связанных с ионизирующим излучением или мощными полями, оптические технологии безопасны. Свет служит не только для визуализации, но и для лечения. Новейшие оптические разработки не заменяют, а расширяют потенциал традиционных методов.
В основе метода – согласование показателей преломления разных компонентов ткани (клеток, волокон, жидкости). Когда контраст между ними исчезает, пропадает и рассеяние. Для этого используются безопасные и доступные химические агенты. Учёный привёл яркий пример из природы:
Роговица глаза прозрачна, потому что состоит из идеально упакованных коллагеновых волокон, работающих как природный метаматериал, а склера — из таких же волокон, но беспорядочных, и поэтому она непрозрачна.
Один из самых неожиданных примеров применения технологии связан с составом для электронных сигарет. Смесь глицерина и пропиленгликоля оказалась высокоэффективным агентом для бронхоскопии.
В.В. Тучин,
заведующий кафедрой оптики и биофотоники СГУ:
Когда студент предложил мне использовать вейп для медицинской диагностики, я был удивлён. Оказалось, в состав смесей для вейпа входят глицерин и пропиленгликоль, которые совместно показывают высокую эффективность для просветления тканей.
Наиболее впечатляющая перспектива технологии – мониторинг таких заболеваний, как сахарный диабет. Скорость проникновения просветляющего агента в ткань стала точным диагностическим маркером. «Если я могу измерять скорость диффузии пробных молекул через оптическое просветление, то я могу тем самым прогнозировать всевозможные осложнения: слабоумие, мышечную недостаточность, диабетическую стопу, инфаркты», – заявил Валерий Тучин.
На лекции были показаны результаты экспериментов по визуализации раковых опухолей, проведению света в мозг для оптогенетики и совмещению оптической визуализации с МРТ.
Подводя итоги, профессор Тучин отметил, что работы его группы публикуются в ведущих международных журналах, а технология оптического просветления тканей – это яркий пример того, как фундаментальные исследования СГУ находят практическое применение в клинике, открывая новые горизонты для медицины будущего.
