Ученице бросили «Большие вызовы»

Сабина после окончания десятого класса в лицее № 28 имени академика Б. А. Королева стала участницей третьей образовательной программы «Большие вызовы», которую Национальный исследовательский технологический университет МИСиС организовал во всероссийском детском центре «Сириус» в Сочи. В рамках проектной смены «Новые материалы» 30 школьников со всей России, в том числе юная нижегородка, реализовали шесть проектов в области материаловедения под руководством ведущих ученых и преподавателей НИТУ МИСиС.

– Я попала на программу «Большие вызовы», подав заявку на сайте конкурса. На первом этапе необходимо было представить описание своего проекта, затем был второй этап, на котором требовалось написать эссе по выбранной теме и пройти собеседование с представителем направления, – рассказала «Дню города» Сабина Мирзаева. – Я выбрала направление «Новые материалы», потому что мне хотелось попасть в проект, связанный с химией, а на «Новых материалах» большинство проектов связано именно с химическими исследованиями.

Сабина с командой, в которую вошли также школьники из Липецка, Тюмени, Республики Башкортостан, Алтайского края, разрабатывала проект «Биосовместимые материалы для реконструктивной хирургии».

– На первом этапе нашей работы мы занялись сравнением существующих материалов для имплантатов, выявили их преимущества и недостатки. И пришли к выводу, что лучше всего сделать композитный имплантат, то есть из нескольких материалов, которые по всем характеристикам были бы максимально приближены к костям, – пояснила школьница. – В течение смены мы получали материалы с различным составом и разрабатывали конструкцию имплантатов. Передо мной стояла задача проводить биологические испытания выбранных материалов.

А в конце смены ребята создали модели имплантатов, которые установили демонстрационному скелету по имени Костя.

«Волшебный» имплантат

Особенность имплантата в том, что он является композитным – состоит из нескольких материалов. При этом он способен зарастать клетками пациента и может быть изготовлен индивидуально с помощью 3D-печати.

Основой имплантата, на которую приходится основная механическая нагрузка, является титановая трубка, в которой убраны участки с наименьшим напряжением. Внутри трубки находится сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), который обладает большой пористостью и способствует прорастанию клеток костной ткани. А снаружи имплантат покрыт веществом, которое обеспечивает врастание костной ткани в имплантат и его прочное соединение с костью. Причем со временем наружный слой полностью заменяется собственными клетками человека. Кроме того, в наружный слой можно добавить антибактериальные вещества и факторы роста клеток.

Такие имплантаты помогут в случаях потери фрагментов костей при переломах или заболеваниях, например остеосаркоме или остеопорозе. Сейчас подобные применяются для лечения животных.

А те имплантаты, которые разрабатывали школьники, будут использоваться для лечения людей. Правда, им еще предстоит пройти клинические испытания.

– Наша команда вместе с научным руководителем планирует продолжить реализацию проекта в лаборатории НИТУ МИСиС и центра «Сириус», – поделилась Сабина. – Лично мне было бы интересно изучить возможность использования других полимеров в изготовлении имплантатов и провести биологические испытания in vivo (то есть в живых организмах).

Кроме того, участники проекта будут приглашены в качестве полноправных участников на научно-практическую конференцию «75-е Дни науки», которая пройдет в НИТУ МИСиС весной 2020 года, и у них будет возможность опубликовать свою работу в научном сборнике.

Впереди – медицинская химия

Такой глубокий интерес к биологии у нижегородки с детства.

– Меня всегда интересовали процессы, которые происходят в живых организмах, взаимосвязь всего живого на нашей планете, – рассказала Сабина. – Но сейчас моим главным интересом стала химия, точнее биохимия. И материаловедение, которое сочетает в себе химию, биологию и физику.

Такое увлечение дает свои результаты: школьница не раз занимала призовые места на различных олимпиадах по химии и биологии.

– Как бы это банально ни звучало, но надо искренне любить то, чем ты занимаешься, – уверена девушка. – Если упорно трудиться над своим проектом, хорошо учиться и показывать свои знания на различимых олимпиадах, то можно получить возможность заниматься инновационными разработками в таких местах, как образовательный центр «Сириус». Я очень рада тому, что получила возможность приехать на «Большие вызовы» и участвовать в проекте. И очень благодарна своей команде и научному руководителю Дмитрию Жеребцову.

Кстати, в следующем году девушка планирует поступать на химический факультет и заниматься медицинской химией. И в будущем заниматься созданием лекарств и изучением биологически активных веществ.

Анна Сингосина

Фото предоставлены пресс-службой НИТУ МИСиС