В ЛЭТИ представили умный микроскоп для экспресс-тестирования лекарств на клетках пациентов
Ученые университета отмечают, быстрое исследование препаратов на образцах тканей поможет оперативнее подбирать лекарства, их дозировку и повысит эффективность терапии. Гаджет медицины будущего уже готовят к испытаниям.
В основе умного микроскопа манипулятор, который может перемещать специальную видеокамеру с высоким разрешением вдоль и поперек предметного стола с биоматериалами. Клетки подсвечиваются волнами разной длины — синим, зеленым и ультрафиолетовым — так проще визуализировать определённые белки в клеточных культурах. Дальше изображение анализирует робот.
«Данная система будет использовать искусственный интеллект, который позволит по картинке, которую мы снимаем, выявлять какие-то паттерны в клеточных структурах, и система сама будет проводить диагностику и выдавать результат», – отметил Степан Парфенович, конструктор прототипа, младший научный сотрудник ИСЭФ СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Предметный стол — с подогревом, что поможет в несколько раз увеличить время, необходимое для исследования. При этом биологическая субстанция с клетками нанесена на так называемый микрофлюидный чип. По аналогии с компьютерным чипом. Здесь тоже одновременно протекает множество процессов. Система микроканалов позволяет, например, изолировать друг от друга онкологические клетки и параллельно проводить с ними опыты.
«Этот прибор позволяет подготовить — забодяжить, как медики говорят — лекарственную форму на основании биопсийных тканей конкретного пациента, в различных комбинациях. И за короткое время проанализировать как та или иная лекарственная форма справляется, в данном случае, со злокачественной опухолью», – отметил Николай Потрахов, заведующий кафедрой электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Однако это могут быть не только онкологические, но и, скажем, бактериальные образцы, взятые у пациента для оценки резистентности инфекции к антибиотикам. В ЛЭТИ сами изготавливают микрофлюидные чипы для самых разных медицинских исследований.
«Чипы мы от проектирования до изготовления — всё делаем сами. Коллеги-биологи могут их просто простерилизовать. То есть это максимально удобная для них технология. Мы всегда получаем от наших коллег обратную связь: а какой чип вам нужен, а какая форма вам удобна, а сколько ячеек вам надо? Благодаря синергии мы изготавливаем различные конструкции», – отметил Никита Ситков, ведущий научный сотрудник Института силовой электроники и фотоники, доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Идею разработать умный микроскоп подсказали медики. В России аналогов пока нет. А иностранное оборудование с подобным функционалом будет стоить в десятки раз дороже — объясняют инженеры. Свой прототип они уже готовят к отправке на испытания в городские больницы. В случае успеха серийное производство готовы развернуть прямо в ЛЭТИ — на базе местного технопарка.