Skip to main content Skip to search

Лаборатория биомедицинской фотоакустики

Лаборатория биомедицинской фотоакустики

Адрес: 
410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83
Телефон: 
+7 (987) 317 - 18 - 47

Руководство лаборатории

Сотрудники

Краткая информация: 

Консультант проекта – профессор, директор Арканзасского наномедицинского центра Онкологического института имени В.П. Рокфеллера Арканзасского университета медицинских наук (Литтл Рок, США), ведущий научный сотрудник Владимир Павлович Жаров.

Ответственный исполнитель – старший научный сотрудник лаборатории биомедицинской фотоакустики Ольга Александровна Иноземцева. Над проектом работает мультидисциплинарный коллектив высококвалифицированных научных более 30 человек, среди них 7 докторов и 12 кандидатов наук, 4 медицинских работника.

Ведущие ученые проекта:

Тучин Валерий Викторович

Семячкина-Глушковская Оксана Валерьевна

Краткая информация:

Лаборатория была создана при поддержке гранта Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих учёных в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования по теме «Фотоакустические технологии для ранней тераностики метастатических опухолей» (договор №14.Z50.31.044 от 5 февраля 2018).

Направление исследований заключается в развитии прорывного подхода к ранней диагностике и лечению онкологических, инфекционных и сердечнососудистых заболеваний с помощью метода фотоакустической проточной цитометрии, основанного на использовании импульсного лазерного излучения и регистрации ультразвуковых колебаний, возникающих при его воздействии на поглощающие объекты в тканях и крови.

Лаборатория является уникальным современным лабораторно-клиническим комплексом, оснащенным оборудованием для разработки оптического оборудования и ультразвуковой медицинской техники (антивибрационные столы, высокочастотные осциллографы и аналогово-цифровые преобразователи, генераторы задержек, ультразвуковые преобразователи сигналов и предусилители), которое не представлено ни в одном научном подразделении Саратовской области. Это позволяет проводить как уникальные научные исследования, так и разработку научного и медицинского оборудования, тестирование его работы на различных этапах подготовки к доклиническим и клиническим испытаниям и промышленному производству.

По сравнению с существующими лабораториями возможности представленного лабораторного комплекса уникальны, поскольку позволяют решать комплексные задачи, связанные с разработкой уникальных установок фотоакустической диагностики и проведением научных исследований как для задач разработки исследовательских и медицинских приборов, так и для лучшего понимания патологических процессов, происходящих в организме при различных социально значимых заболеваниях.

Для решения проблемы диагностики используется метод фотоакустики, который основан на использовании импульсного лазера, который нагревает поглощающие свет объекты в потоке крови. Этот нагрев превращается в звуковые колебания высокой частоты, подобные тем, что используются в обычных установках УЗИ. Это позволяет обеспечить высокое оптическое разрешение (характерное для оптических методов) и значительную глубину проникновения в биоткани (типичное для ультразвуковых методов исследования). Сочетание этих факторов позволяет видеть патологические клетки в крови пациента. Клинический потенциал этого метода был продемонстрирован при тестировании пациентов с меланомой - беспрецедентный предел обнаружения - 1 циркулирующая раковая клетка в 1 литре крови, что в 1000 раз лучше классических методов анализа.

Таким образом, с помощью разработанного инновационного метода можно обнаруживать непосредственно в кровотоке - во-первых, циркулирующие раковые клетки, которые являются причиной образования метастазов и основной причиной смертности раковых больных; во-вторых, сгустки клеток, что позволяет диагностировать начало процессов тромбообразования, которые являются причиной инфарктов и инсультов; в-третьих, устанавливать наличие различных возбудителей инфекции в крови. Эти три вида патологических мишеней являются основными причинами гибели пациентов, уже поступивших на лечение.

Задачи проекта:

1. Создание лаборатории мирового уровня в области фотоакустических (ФА) технологий с фокусом на биомедицинскую фотоакустику для развития революционных подходов в диагностике и терапии (такую интеграцию называют тераностикой) циркулирующих патологических клеток, являющихся ранними маркерами или предвестниками смертельных заболеваний, таких как опухолевые метастазы, инсульты и инфекционный сепсис;

2. Разработка принципов и методов построения многофункциональной технической платформы фотоакустической (ФА) проточной цитометрии (ФАПЦ), использущей натуральные и искусственные высококонтрастные микро- и наномаркеры различных заболеваний, импульсные перестраиваемые лазеры, фокусированные акустические датчики,  быстрые алгоритмы анализа ФА сигналов в условиях помех и оптическое  просветление биотканей;

3. Оптимизация основных режимов и параметров ФАПЦ платформы на фантомах сосудов  крови и преклинических моделях животных  с  фокусом  на  раннюю ФА диагностику и комбинированную фармо- фототепловую терапию (то есть тераностику) циркулирующих онкологических клеток (ЦОК) с использованием высококонтрастных натуральных маркеров и плазмонных нанопроб с их  адресной доставкой к ЦОК;

4. Создание экспериментального образца ФАПЦ и его пилотные испытания на добровольцах и, затем, на пациентах с меланомой путем неинвазивного (то есть, без забора крови) высокочувствительного детектирования меланомных ЦОК непосредственно в кровеносных сосудах, что продемонстрирует быстрый переход от фундаментальных исследований к  клиническим  испытаниям  уже  на  третьем  году  проекта.

Статья о создании лазера, уничтожающего раковые клетки в крови.