65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ФБМФ - Секция физики живых систем

Основные научные направления секции: биологическая и медицинская физика, механика и инженерия, разработка и испытания медицинских изделий, органозамещающие технологии.

Формат проведения: онлайн

Рабочий язык: русский, возможно представление доклада на английском языке

Дата проведения: 04 апреля 2023г. в 10:00 часов

  • Разработка желатиновых скаффолдов с механическими свойствами, близкими к свойствам децеллюляризованных органов для регенеративной медицины

    В данной работе описано создание желатиновых скаффолдов с механическими свойствами, близкими к свойствам децеллюляризованных органов для регенеративной медицины. 3D-скаффолды могут быть использованы в качестве временного внеклеточного матрикса (ВКМ) для имитации естественного микроокружения клеток, чтобы способствовать их адгезии, пролиферации, дифференцировке и врастанию тканей.

  • Исследование влияния формирования предсердной ткани и морфологии клеток на возникновение аритмий

    В данной работе описана разработка математической модели сердечной ткани предсердий человека на основе модели Поттса, которая учитывает морфологию клеток ткани сердца, что способствует наибольшему приближению к истинным параметрам аритмогенности. 

  • Функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия эмоциональных состояний

    Изучены изменения физиологических параметров в положительных, негативных и нейтральных эмоциональных состояниях. Изменения гемодинамической реакции, зафиксированные при помощи лазерных датчиков ближней инфракрасной спектроскопии, ЭЭГ, плетизмограммы, электродермальной активности, частоты дыханий и сокращений мышц лица.

    Гемодинамические реакции мозга в различных эмоциональных состояниях остаются не изученными в достаточной мере, поэтому исследование является актуальным на международном уровне.

  • Динамика церебрального потока крови в ответ на зрительную стимуляцию

    В данной работе исследован эффект увеличения мозгового кровотока (ЦПК) в ответ на зрительный стимул при помощи метода разметки артериальных спинов (ASL). В результате усреднения значений кровотока в функциональных зонах головного мозга было обнаружено, что активация зрительной коры приводит к увеличению кровотока в соответствующих областях на 20-30%. Метод ASL может быть использован для изучения динамики церебрального потока крови в ответ на зрительный стимул.

  • Разработка новых протоколов химической трансдифференцировки фибробластов в кардиомиоциты с помощью биоинформатического прогнозирования сигнальных путей

    Данная работа посвящена разработке протоколов химической трансдифференцировки фибробластов в кардиомиоциты с повышенной эффективностью и проверкой функциональности получаемых клеток.

  • Мультимодальный сенсор одиночных белков и активности белковых комплексов

    В работе показано, что помимо классического метода детекции молекул внутри просвета, измерение ионного тока позволяет регистрировать локальные изменения формы нанотрубки(НТ) при адсорбции на ее внешнюю поверхность одиночных молекул, молекулярных комплексов, а также различать молекулы по характеру индуцированных ими деформаций. Более того, инкорпорирование в мембрану трансбислойных заряженных молекул позволяет контролировать перенос белков по поверхности НТ и управлять образованием их комплексов.

  • Центр электронно–лучевой обработки пищевых продуктов и семенного материала для нужд крупнейшего в Красноярском крае Агротерминала

    Проект решит проблему низкого качества и малых сроков хранения с/х продукции в Красноярском крае, а именно мы предлагаем построить  «Центр электронно-лучевой обработки», ключевым элементом которого является «Импульсный линейный ускоритель электронов». Электронно-лучевая обработка позволит обеззараживать северную и дальневосточную рыбу для суши, мясо животных для стейков с кровью, проводить предпосевную обработку семян и саженцев для аграриев Сибирского региона; 

  • Создание пациент-специфичной клеточной модели ткани предсердий человека

    В данной работе описано создание системы помощи врачу при проведении хирургических аблаций, позволяющее повысить эффективность процедуры. В основе системы лежит учёт гистологического анализа морфологии предсердной ткани. По результатам анализа создается математическая модель ткани предсердий пациента.

  • Разработка пациент-специфичной системы корректировки абляции

    В данной работе описано создание пациент-специфичной модели сердечной ткани предсердий человека с учетом данных МРТ пациента и особенностей клеточной структуры сердечной ткани человека.

  • Исследование аритмогенности препятствий различной топологии в анизотропной сердечной ткани

    Согласно отчету, опубликованному Всемирной организацией здравоохранения, на сердечно-сосудистые заболевания приходится наибольшее количество смертей в мире, среди которых около 40% возникают внезапно и вызваны аритмиями. Наиболее опасны желудочковые тахиаритмии, часто приводящие к фибрилляции, манифестируемой как внезапная сердечная смерть. Таким образом, понимание принципа распространения волн необходимо для снижения смертности от сердечно-сосудистых заболеваний.

  • Разработка алгоритма подбора параметров модели сердечной ткани

    В данной работе представлена разработка алгоритма, подбирающего параметры клеточной модели Поттса, которая симулирует эволюцию сердечной ткани в процессе её роста. Параметры, подобранные алгоритмом,  будут реализовывать морфологию клеток в соответствии с экспериментально измеренными метриками - то есть обеспечит пациент-специфичность модели.

  • Определение упругих параметров липидных мембран путем измерения профилей латерального давления с помощью молекулярного моделирования

    Разработан молекулярно-динамический метод определения упругих параметров липидных мембран, применимый к определению собственных упругих параметров многокомпонентных мембран. Метод применен к двухкомпонентной мембране из диолеоилфосфатидилхолина (ДОФХ) и дипальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ). Показано, что зависимость спонтанной кривизны и модуля изгиба данной смеси от концентрации липидов носит нелинейный характер, а модуль изгиба не подчиняется классическому усреднению Ройса.

  • Энтропийный подход к предсказанию эффективности стимуляции глубинных структур мозга у пациентов с болезнью Паркинсона

    В данной работе реализован энтропийный подход к анализу электрофизиологических данных об одиночной активности нейронов субталамического ядра у пациентов с болезнью Паркинсона. Показана возможность использования информационной энтропии как маркера эффективности стимуляции глубинных структур мозга (DBS). 

  • Изучение влияния нового кардиопротекторного соединения нитропроизводного сукцината этилметилгидроксипиридиния на ионные каналы кардиомиоцитов

    В сердечно-сосудистой системе за генерацию потенциала действия для проведения возбуждения в сердце ответственны ионные каналы. В связи с этим, целью нашего исследования было изучение влияния нового соединения, нитропроизводного сукцината этилметилгидроксипиридиния, на потенциалзависимые ионные каналы кардиомиоцитов, играющие главную роль в формировании потенциала действия.

  • Исследование возникновения аритмогенных эффектов на сердечной ткани с различными патологиями.

    Данная работа посвящена исследованию фенотипических особенностей сердечных патологий на клеточной модели c использованием стволовых клеток. Была смоделирована система на основании структурных неоднородностей, которая давала более широкий коридор критических частот для возникновения волн реентри, являющаяся основной причиной аритмий. Стволовые клетки были дифференцированы для получения монослоев с патологией ГКМП, электрофизиологические свойства которых были впоследствии исследованны. 

  • Исследование фотодинамической активности серии окта-катионных комплексов фталоцианина с ионом магния или цинка на модельной липидной мембране

    Работа посвящена исследованию адсорбции и фотодинамической активности новых фотосенсибилизаторов - окта-катионных комплексов фталоцианина, различающихся ионом металла в центре молекулы: Mg и Zn. Показано, что природа иона металла в центре молекулы изученных комплексов фталоцианина мало влияет на их адсорбционные и фотодинамические свойства, но сказывается на структурных перестройках липидного бислоя, которые вызваны встраиванием молекул фталоцианина в бислойную липидную мембрану.

  • Сравнение восстановления работы ионных каналов в кардиомиоцитах человека после операций с кардиоплегическими растоворами Нормакор и Кустодиол

    Исследование направлено на установление закономерностей возникновения аритмий, возникающих после операций по коронарному шунтированию при кардиоплегии Кустодиолом и Нормакором, на уровне потенциалзависимых ионных каналов, ответственных за формирование потенциала действия.

  • Разработка технологии для трансплантации сердечных клеток на основе полимерных микроносителей

    Данная работа посвящена исследованию нового способа восстановления локальных повреждений миокарда на основе нановолоконных подложек для трансплантации сердечных клеток. 

  • Development of an innovative sweetener and testing of its geroprotective activity on a model system of nematodes C. elegans

    We developed a new functional sweetener containing sweet amino acids and prebiotics. The analysis of literature sources on existing sweeteners demonstrates the advantage of our proposed new sweetener over existing sugar substitute analogues. The nematodes C. elegans animal model was chosen to confirm the new sweetener ingredients biosafety, geroprotective capacity, their resistance to oxidative stress and effect on lipid droplet accumulation in the body of nematodes. 

  • Паттерны нейронной активности субталамического ядра у пациентов с асимметричным проявлением болезни Паркинсона

    Работа посвящена поиску патологических маркёров болезни Паркинсона (БП) у людей на уровне активности нейронов и локального потенциала поля субталамического ядра (СТЯ). Сравнивают активность СТЯ, соответствующих сторонам тела с более и менее выраженными симптомами, у пациентов с асимметричным проявлением болезни.

    Результаты позволяют предложить характеристики активности СТЯ, которые могут быть связаны с БП. Также они вносят вклад в уточнение моделей, описывающих работу СТЯ при данной патологии.

  • Атомно-силовая микроскопия белка E коронавируса SARS-CoV-2

    Белок E коронавируса SARS-CoV-2 способствует упаковке и размножению вируса, а удаление этого белка ослабляет или даже устраняет инфекционность. Полноценное понимание роли белка E в проникновении вируса в клетку требует знания структуры и физико-химических свойств данного белка. В данной работе была исследована структура оболочечного белка E и его доменов методом АСМ высокого разрешения. Получена структура отдельных молекул белка и его олигомерных комплексов в липидном окружении. 

  • Морфология клеточных субпопуляций рака молочной железы

    В данной работе количественно сравниваются морфологические признаки клеточных субпопуляций в зависимости от степени инвазивности и температурных условий. Полученные результаты подтверждают и обосновывают новый прогностический метод определения метастатического потенциала клеток рака молочной железы, разработанный в нашей лаборатории на базе интенсивности инкапсуляции наночастиц.

  • Инкапсуляция наночастиц субпопуляциями клеточных линий рака молочной железы.

    В работе была показана связь интенсивности инкапсуляции карбоксилированных флуоресцентных наночастиц клетками РМЖ с величиной миграции клеток через пористые мембраны, используемые в качестве предиктора инвазивности опухолевых клеток

  • Изучение растворимости наночастиц пористого кремния, покрытых полиэтиленгликолем, в модельных жидкостях

    Мы изучали растворимость кремниевых наноконтейнеров, покрытых полиэтилегликолем, в воде и натрий-фосфатном буфере. Буферный раствор моделировал живую клетку, а вода имитировала условия хранения лекарственного препарата. Таким образом, мы хотели убедиться, что кремниевые наночастицы будут стабильны в воде, но постепенно растворятся в буферном растворе.

  • Взаимодействие тиосульфатного нитрозильного комплекса железа с глутатионом и цитохромом C

    В ходе работы был изучен распад комплекса Na2[Fe2(S2O3)2(NO)4]*4H2O (ТНКЖ) в модельных биологических системах. С помощью УФ-видимой спектроскопии установлено, что при взаимодействии ТНКЖ с глутатионом происходит замещение тиосульфатных лигандов с образованием глутатионового биядерного комплекса. В системе ТНКЖ-цитохром С происходит нитрозилирование белка. С помощью реакции Грисса было изучено влияние глутатиона и цитохрома C на NO-донорную активность комплекса.

  • Исследование модельных ишемических зон в сердце крысы и возможностей их детектирования.

    Исследование обратимости ишемии на смоделированных на сердце крысы зонах повреждений в зависимости от глубины залегания очага и степени поражения участка ткани. 

  • Исследование влияния нанесения биоактивного покрытия на взаимодействие поверхности пористых каркасов для сосудистых протезов малого диаметра с эндотелиальными клетками.

    Одним из основных параметров успешной имплантации сосудистого протеза из биосовместимых и биорезорбируемых полимеров является быстрое покрытие его внутреннего слоя эндотелиальными клетками для предотвращения тромбообразования и воспалительной реакции. С этой целью трансплантаты подвергаются модификации биоактивными молекулами.
    В нашей работе было рассмотрено влияния биоактивного покрытия из гепарина и лизата тромбоцитов на адгезию и пролиферацию эндотелиальных клеток человек.

  • Разработка метода управляемой визуализации клеточных и молекулярных структур и исследование его характеристик на модели фиксированного микропрепарата эритроцитов

    Разработан метод управляемой визуализации клеточных и молекулярных структур и соответствующая ему экспериментальная установка на основе флуоресцентного микроскопа, совместимая с модулем контролируемой фотоактивации флуоресценции и открытым ПО. Измерены такие характеристики метода, как латеральное разрешение детектора и модуля активации и предел детекции флуоресценции. Показано, что разработанный метод позволяет визуализировать одиночные клетки в исследуемой культуре и отдельно ядра в них.

  • Разработка метода регистрации колориметрических и флуоресцентных/люминесцентных меток в иммунохроматографических тест-системах

    Данная работа направлена на решение задачи по разработке простого и удобного в применении метода, позволяющего количественно регистрировать широкий спектр оптических (окрашенных, флуоресцентных и хемилюминесцентных) меток на иммунохроматографических тест-полосках.

  • Получение и изучение модифицированных магнитоуправляемых липосом

    Получены липосомы, модифицированные и не модифицированные ПЭГ со включением в них магнетика. Изучены способы сепарации липосом с магнетитом от свободного магнетита. Изучили способы сепарации липосом и провели оценку их полувыведения  из кровотока мыши магнитометрическим методом, которые составили 210±44 и 615±5 секунд для не модифицированных и модифицированных ПЭГ липосом соответственно 

  • Десинхронизация альфа и бета активности субталамического ядра при ипси- и контралатеральном движении у пациентов с болезнью Паркинсона

    В данной работе исследуется активность субталамического ядра у пациентов с болезнью Паркинсона при ипсилатеральном и контралатеральном движении руки, используя методы статистического анализа мощности спектра локальных потенциалов нейронных популяций в разных частотных диапазонах.

  • Применение машинного обучения и статистического анализа для исследования параметров нейронной активности бледного шара, связанных с тяжестью дистонии

    Дистония - двигательное неврологическое расстройство, характеризующееся избыточностью движений. Одной из структур головного мозга, по всей видимости вовлечённой в патогенез дистонии, является бледный шар.

    В данной работе исследуются параметры нейронной активности бледного шара, связанные с тяжестью дистонии, методами машинного обучения и статистического анализа.

  • ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ГЕПАТОЦИТОВ НА ПРИМЕРЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АЛЬБУМИНА ОТ АДГЕЗИВНЫХ СВОЙСТВ ПОДЛОЖЕК

    В рамках работы с помощью спектрофотометрического анализа была исследована функциональность гепатоцитов в перфузионной системе.

  • Исследование локальной гипертермии в карциноме на основе лазерного излучения

     В работе были проведены серии экспериментов лазерной термотерапии на материалах, являющихся аналогами к нашей целевой части, а также непосредственно на исследуемых образцах надпочечников, содержащих раковые опухоли. Для решения проблемы с данным эффектом, нами была предложена методика, связанная с компенсацией объемных искажений, в основе которой лежит создание на компенсирующем устройстве профиля искажений, повторяющего профиль изображения в активном элементе, но с обратным знаком.