Данная информация предназначена для специалистов в области здравоохранения и фармацевтики. Пациенты не должны использовать эту информацию в качестве медицинских советов или рекомендаций.
Разработка Пермского Политеха поможет перенести производство лекарств с земли в малый космос
В настоящее время для некоторых современных лекарств необходимо выращивать специфические кристаллы белков, которые сегодня применяются для разработки новых лекарств от таких болезней, как рак и мышечная дистрофия.
Проблема заключается в том, что подобные кристаллы не получается выращивать
на земле из-за действия гравитации, поэтому сегодня их выращивают на
международной космической станции. Но у культивирования кристаллов на станции
тоже есть свои недостатки. МКС обладает малым гравитационным полем, постоянно
«вибрирует» и находится в вакууме, что мешает верно рассеиваться колебаниям.
Ученые Пермского Политеха создали математическую модель, которая позволит
подавить вышеперечисленные вредные явления. Данный метод теоретически может быть
применен для производства белковых кристаллов.
Исследование опубликовано в высокорейтинговом журнале «Microgravity Science
and Technology» 2022 года. Разработка выполнена в рамках Программы
академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
В условиях невесомости (в космосе) для течения жидкости, из которой впоследствии
выращиваются кристаллы, лучше использовать закрытый сосуд, чтобы жидкость не
расплескивалась и находилась в состоянии покоя. Для расчета течения жидкости
ученые Пермского Политеха разработали компьютерную модель вакуумной квадратной
полости под действием постоянного гравитационного поля.
— Проведя исследование виброгравитационной конвекции — вид теплообмена, при
котором внутренняя энергия передается потоками самого вещества, в квадратной
полости, мы получили возможность контролировать структуру течения жидкости и
задавать ее движение внутри квадрата. Кроме того, разрешается подобрать
параметры так, чтобы течение жидкости внутри полости почти остановилось,
следовательно, ничего не будет препятствовать выращиванию белковых кристаллов, —
сообщил студент кафедры авиационных двигателей Сергей Плотников.
— Прекращение конвекций любого вида позволяет качественно выращивать
кристаллы в невесомости с возможностью избежать неоднородности получаемого
вещества, — сообщает доцент кафедры прикладной физики Альберт Шарифулин.
Полученные с помощью математического аппарата результаты позволяют остановить
движения жидкости в полости, что не препятствует выращиванию белковых
кристаллов. Выращивание кристаллов на космической станции в дальнейшем позволит
получать современные лекарственные средства.
Работа политехников будет полезна при переносе производства с земли в малый
космос, так как при увеличении станции вырастет ее собственное гравитационное
поле и вибрация.