Біялогія і механіка: сінтэз для інавацый

4 Dec, 2017.

Сёлета прэмія імя А. Н. Сеўчанкі ў галіне прыродазнаўчых і тэхнічных навук прысуджана прафесару Генадзю Міхасёву і дацэнту Марыне Батогавай з механіка-матэматычнага факультэта.

Загадчык кафедры бія- і нанамеханікі доктар фіз.-мат. навук Генадзь Міхасёў расказаў нашай газеце пра даследаванне «Мадэлі тонкіх абалонак і метады даследавання іх устойлівасці і ваганняў у механіцы і біялогіі: ад макра- да нанапамерных сістэм» і іншыя кірункі на стыку навук.
– Гэта цэлы цыкл прац, які ўключае не­каль­кі кірункаў. Першы – гэта развіццё тэо­рый   тонкіх абалонак у дачыненні да механікі, біямеханікі і нанамеханікі. Другі – гэта метады рашэння розных задач, якія ма­дэлююць ваганні і ўстойлівасць такіх аба­лонак, у тым ліку нанапамерных дыскрэтных структур.
Тонкія абалонкі нас атачаюць усюды. На макрапамерным узроўні гэта абшыўка ляталь­ных апаратаў, падводных аб’ектаў, аўтамабіляў і гэтак далей. На нанапамерным узроўні гэта, да прыкладу, вугляродныя нанатрубкі. У нашым арганізме ёсць мікрапамерныя танкасценныя элементы: гэта барабанная перапонка сярэдняга вуха, базілярная мембрана, склеральная абалонка вока, мембраны біялагічных клетак.
– Ці выкладаеце Вы сваім студэнтам штосьці тэматычна блізкае да дадзеных даследаванняў?
– Калі казаць пра курсы лекцый, якія чы­таюцца па гэтай тэме, то гэта «Тэорыя ва­ганняў і ўстойлівасці тонкіх абалонак», якія пераважна закранаюць толькі механіку. Таксама гэта «Мадэляванне сэнсарных сістэм чалавека» для студэнтаў-біямеханікаў. Ёсць уступны курс па біямеханіцы, які чытае мой суаўтар і вучаніца Марына Георгіеўна Батогава. Нядаўна я прачытаў курс лекцый па тэорыі абалонак у міжнародным цэнтры па механіцы ў г. Удына (Італія) для аспірантаў еўрапейскіх універсітэтаў.
– Што Вам бліжэй: механіка ці біялогія?
– Мяне апошні час таксама хвалюе гэта пытанне. Усе людзі майго ўзросту, якія актыўна займаюцца біямеханікай, з’яўляюцца прадстаўнікамі ўсё-такі класічнай школы механікаў. Калі я вучыўся ва ўніверсітэце, у нас такога прадмета, як біямеханіка, яшчэ не было. Хоць на практыцы біямеханіка існуе з даўніх часоў. Той жа Леанарда да Вінчы, вынаходзячы свой знакаміты лятальны апарат, спрабаваў падгледзець у прыроды і пера­няць канструкцыю крыла птушкі. Аднак раней біямеханіка не была аформленая як навука. Калі ж яна стала запатрабаванай з боку медыцыны, яна стала інтэнсіўна развівацца. Гэта стала прыкметна ў апошнія гады, калі з’явіўся новы магутны інструментарый для рашэння прыкладных задач у механіцы – універсальныя канечна-элементныя метады, якія дазваляюць мадэляваць складаныя біямеханічныя органы і сістэмы. Немалаважнай умовай, без якой не можа развівацца сучасная біямеханіка, з’яўляецца наяўнасць сучаснай эксперыментальнай базы.
Калі ўсё ж вярнуцца да вашага пытання, то мне цяжка расставіць нейкія прыярытэты. У «чыстай» механіцы мяне прыцягвае строгасць матэматычных пастановак задач і сам працэс знаходжання прыгожых рашэнняў, а ў біямеханіцы, якая з’яўляецца ў большай ступені прыкладной навукай на стыку механікі, медыцыны і біялогіі, мне падабаецца сам факт таго, што мадэлюецца не абстрактны, а «жывы» аб’ект.
 А наогул, біялогія і механіка знаходзяць усё больш і больш кропак судакранання. Неяк я, яшчэ зусім малады, браў удзел у сваёй першай буйной міжнароднай навуковай канферэнцыі па біямеханіцы (гэта быў міжна­родны кангрэс па біямеханіцы ў Мюнхене), і я быў проста здзіўлены велізарнай колькасцю прадстаўленых на ёй секцый па самых розных кірунках. Гэта мадэляванне плавання рыб і дэльфінаў, палёту птушак, гэта мадэляванне працы органаў чалавека, мадэляванне пратэзаў і да т. п. Адным словам, у біямеханікі як       у прыкладной навукі вялікія перспектывы.
– Ці даводзілася Вам вывучаць біялогію асобна?
– Спецыяльна не. Мне прыйшлося «ўваходзіць» у гэту тэму, калі я пазнаёміўся з вядомым расійскім навукоўцам-отарыналарынголагам прафесарам Валерыем Пятровічам Сітнікавым. Менавіта ён мяне і натхніў узяцца за гэту працу.
Калі робяцца аперацыі на сярэднім вуху – а іх варыянтаў вельмі шмат у залежнасці ад ступені дэструкцыі складнікаў – трэба пра­вільна абраць тэхніку рэканструкцыі, пада­браць памеры храстковага трансплантанта і пратэза, каб адноўленая вагальная сістэма мела характарыстыкі, максімальна блізкія да параметраў сярэдняга вуха ў норме. Бо прырода стварыла нас у сутнасці ідэальнымі. І тут вельмі можа дапамагчы біямеханіка. Аднак без ведаў анатоміі і медыцыны займацца мадэляваннем немагчыма. У сапраўдны момант мы супрацоўнічаем з кафедрай отарыналарынгалогіі БелМАПА (загадчык кафедры – доктар мед. навук прафесар Людміла Рыгораўна Пятрова), з якой праводзім сумесныя даследаванні і спрабуем укараняць свае распрацоўкі. Што да ўкаранення ў медыцыну, гэта заўсёды вельмі складанае пытанне. Праца павінна прайсці шмат стадый і зацвярджэнняў у Міністэрстве аховы здароўя. Тым не менш мы разам з маімі аспірантамі з БДУ і Віцебскага дзяржаўнага ўніверсітэта зрабілі некалькі ўкараненняў у РНПЦ отарыналарынгалогіі ў Мінску. Тэма – вызначэнне месца перфарацыі падножнай пласціны стрэмя пры фенестрацыі (фенестрацыя – гэта хірургічная аперацыя, якая заключаецца ў стварэнні перфарацыі падножнай пласціны стрэмя і наступным увядзенні ў адтуліну ствала пратэза; выконваецца для лячэння глухаты, выкліканай отасклерозам).
 А зараз мы з групай калегаў-біямеханікаў (дацэнты С. М. Басякоў, К. С. Юркевіч), прыцягваючы магістрантаў і аспірантаў, займаемся мадэляваннем рэтракцыйных кішэняў на барабаннай перапонцы, якія ўзніка­юць галоўным чынам у маленькіх дзяцей. Простымі словамі, адбываецца лакальнае ўцягванне мембраны, і яна дакранаецца  да доўгага адростка кавадлачка і ў канчат­ковым выніку зрошчваецца з ёй. Каб гэта прадухіліць, трэба вызначыць момант, калі з’яўляецца гэта захворванне, і прапанаваць медыкам аптымальныя памеры храстковага трансплантанта для накладання яго на хворы ачаг мембраны.
– Распавядзіце, калі ласка, якія кры­ніцы інфармацыі і абсталяванне Вы выкарыстоўваеце ў сваіх даследаваннях.
– Гэта самае складанае пытанне, калі казаць пра той кірунак, у якім я працую. Я маю на ўвазе рэканструктыўную хірургію сярэдняга вуха. Дадзены кірунак біямеханікі для Беларусі новы, таму крыніц няшмат. Я ўжо даўно супрацоўнічаю з оталарынголагамі з іншых краін. У прыватнасці, з доктарам М. Бернітцам з лабараторыі оталарынгалогіі Дрэздэнскага тэхналагічнага ўніверсітэта. У іх унікальнае абсталяванне, якое дазваляе рабіць тонкія эксперыменты над костачкамі сярэдняга вуха, тымпанальнай мембранай і вызначаць механічныя ўласцівасці ўсіх складальных элементаў сярэдняга вуха. У прыватнасці, на аснове эксперыментаў, зробленых у гэтай лабараторыі па вызначэнні пругкіх уласцівасцяў звязкі авальнага акна, мы напісалі адну працу і апублікавалі яе ў часопісе Mathematical Medicine and Biology Оксфардскага ўніверсітэта. Гэта праца пры­свечана вызначэнню аптымальных характарыстык храстка, памераў і арыентацыі  пратэза ў поласці сярэдняга вуха, якія выклікаюць мінімальны ўзровень напружанняў у сярэднім вуху пасля ўсталёўкі пратэза.
Дзякуючы такім кантактам з еўрапейскімі калегамі можна ажыццяўляць складаныя задумкі. Навука цяпер развіваецца так, што ў самаізаляцыі зрабіць штосьці сур’ёзнае на міжнародным узроўні проста немагчыма. Вядома, са з’яўленнем інтэрнэту ўсё стала развіваецца вельмі хутка, і працаваць стала прасцей. Але, каб быць у трэндзе, трэба працаваць разам з навукоўцамі розных краін. Напрыклад, па іншай тэме – некласічныя тэорыі слаістых абалонак, якія змяшчаюць магнітарэалагічныя эластамеры – я супрацоўнічаю з прафесарам Х. Альтэнбахам з Магдэбургскага ўніверсітэта Ота фон Гуэ­рыке. Зараз мы завяршаем вялікую мана­графію. Але гэта ўжо не біямеханіка, а сфера «чыстай» механікі.
Калі вярнуцца да пытання пра абсталяванне, то нядаўна мы выканалі невялікае даследаванне па вызначэнні эфектыўных механічных пругкіх уласцівасцяў крывяноснай клеткі – эрытрацыта. Мы выкарыстоўвалі эксперыментальныя дадзеныя нанаіндэн­тавання клеткі, прадстаўленыя калегамі з Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі, і прапанавалі варыянт некласічнай тэорыі тонкіх абалонак, якая б улічвала нанапамерны эфект нанаіндэнтара. Такім чынам, праца была і эксперыментальнай, і тэарэтычнай.
– Як Вы лічыце, ці дастаткова ўніверсітэцкай платформы для навуковай дзейнасці, правядзення канферэнцый, ці трэба самому прыцягваць фундатараў, партнёраў і г. д.?
– На мой погляд, у любой краіне, нават самай багатай, правядзенне даследаванняў, навуковых мерапрыемстваў, канферэнцый немагчымае без фінансавай падтрымкі фундатараў. Універсітэт дапамагае настолькі, наколькі можа. Напрыклад, у 2014 г. мы праводзілі вялікую міжнародную канферэнцыю, і нам вельмі дапамагла прыватная кампанія Аltimed (г. Мінск), якая выпускае пратэзы і з якой мы цесна супрацоўнічаем.
– Наколькі цяперашнія Вашы студэнты зацікаўлены ў працягу навуковай дзейнасці пасля ўніверсітэта?
– На жаль, у апошні час студэнтаў, якія б хацелі ў будучыні цалкам прысвяціць сябе навуцы, становіцца ўсё менш. Цяпер, пры наяўнасці вялікай колькасці кампаній, якія займаюцца распрацоўкамі ў сферы IT-тэх­налогій, у многіх маладых людзей ёсць спакуса атрымаць добрае месца і добра зарабляць. Можа, яны і правільна робяць… Жыццё ўсё-такі адно, і чаму яго прысвяціць, кожны вырашае сам для сябе.
Аднак я хачу сказаць, што такая сітуацыя не толькі ў нас. Яна ўсюды, у любой краіне, нават самой эканамічна развітой. Мае калегі з замежных універсітэтаў часта просяць мяне знайсці маладых, здольных займацца навукай, якіх бы яны ахвотна прынялі ў аспірантуру. Знайсці студэнтаў, зацікаўленых у працягу навуковай дзейнасці, і пажадана ў родных сценах БДУ, – гэта адна з галоўных задач выкладчыка ўніверсітэта. Як гэта зрабіць? Цяжка знайсці адназначны   адказ. Трэба проста працаваць з імі…

Юліяна СУРГАНАВА

print

Вам таксама можа спадабацца:

Дадаць каментар

Ваш e-mail не будзе апублікаваны. Абавязковыя палі пазначаны *