Соавторы исследования – выпускник МФТИ, научный сотрудник лаборатории математического моделирования биологических процессов НМИЦ гематологии Денис Пушин и ассистент кафедры вычислительной физики МФТИ Татьяна Салихова. Фото НМИЦ гематологии
Индивидуальность тромбов проверили алгеброй
Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) при участии коллег из НМИЦ гематологии Минздрава РФ и Городской клинической больницы им. С.П. Боткина разработали новый подход для оценки риска активации тромбоцитов в персонализированных сосудистых системах. Работа опубликована в журнале PLOS ONE.
Одна из основных функций тромбоцитов – участие в свертывании крови для предотвращения чрезмерной потери при травмах. Этот механизм основан на взаимодействии тромбоцитов со специальным белком – «фактор фон Виллебранда». Последний способен претерпевать конформационные изменения при сильном изменении потока. В результате кровяные пластинки обретают способность прилипать к месту повреждения и подают молекулярные сигналы для активации других тромбоцитов и белков системы свертывания. На стенке кровеносного сосуда появляется затычка из тромбоцитов.
Группа исследователей под руководством Георгия Гурии, профессора кафедры физики живых систем МФТИ, разработала метод, основанный на расчете уровня активации тромбоцитов с учетом биомеханических особенностей течения крови в конкретном сосуде и размеров макромолекул фактора фон Виллебранда. «Оказалось, что положения критических кривых, разделяющих режимы наличия и отсутствия активации тромбоцитов, зависят от специфических особенностей структуры сосудов, влияющих на распределение напряжения сдвига потока крови, – поясняет Георгий Гурия. – На основании этой методики можно построить веб-решение для анализа рисков активации тромбоцитов у пациентов».
По информации пресс-службы МФТИ
|
|
Схема химической реакции в биметаллической пластине. Иллюстрация пресс-службы ФИАН |
Ученые Физического института им. П.Н. Лебедева РАН создали новый тип магнитного материала – химический магнит, чьи магнитные свойства меняются, если в нем протекает окислительно-восстановительная реакция. Это поможет создать новые нано- и микромоторы для прикладных задач, например для целевой доставки лекарств с помощью нанороботов (наноботов). Статья с результатами эксперимента опубликована в журнале Physical Chemistry Chemical Physics. «Мы провели серию экспериментов с биметаллической пластиной, плавающей на поверхности электролита, и показали, что если в такой системе протекает химическая реакция, то такой «пловец» работает как магнит», – пояснил первый автор статьи, ведущий научный сотрудник Лаборатории активных коллоидных систем ФИАН, доктор наук Борис Кичатов. Фактически подобный робот представлял собой плавающую батарейку. В системе начиналась окислительно-восстановительная реакция, при этом по корпусу робота двигались электроны, а в растворе электролита – ионы. Возникала петля с током, и этот контур представлял собой элементарный магнит.
Далее ученые перемещали над «пловцом» постоянный магнит из неодима, железа и бора, создавая тем самым неоднородное магнитное поле. Так в процессе эксперимента они оценили максимальную высоту магнита над «пловцом», при которой он мог двигаться вместе с магнитом.
«Так мы доказали, что при протекании химических реакций магнитная восприимчивость материала может вырасти на порядок величины. Фактически мы в некоторой степени приблизили магнитные свойства парамагнитного металла к показателям ферромагнетиков. Дополнительный магнетизм обусловлен протеканием химических реакций, и как только реакция прекращается, система приходит в состояние равновесия, и химический магнетизм вырождается», – рассказал Борис Кичатов.
В перспективе, полагают ученые, такие химические магниты можно будет использовать для производства микро- и наномоторов, которые могут под действием магнитного поля перемещаться по кровеносным сосудам и доставлять лекарство в нужное место, а также решать другие прикладные задачи. Если уменьшить таких роботов до наноразмера и диспергировать их в химически реагирующей жидкости, то в будущем можно создать суспензию, магнитные свойства которой возникают лишь при протекании в системе химических реакций. Такие магнитные жидкости могут служить основой для создания различных биосенсоров.
По информации пресс-службы ФИАН