В НГТУ НЭТИ разрабатывают биоразлагаемый гель, который можно использовать в ветеринарии, медицине и растениеводстве
Новости
Проект реализуется в рамках федеральной программы «Приоритет 2030» по стратегическому проекту «Новые инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины». Разработка геля поможет улучшить сельскохозяйственную продукцию: ростостимулирующую, инсектицидную активность, питательную и т.д. Все компоненты можно соединить с гелем и вывести технологию на рынок.
«Наш проект посвящен разработке геля-носителя — это уникальный биоразлагаемый продукт, который не навредит растению или животному и сможет доставить лекарство, удобрение и т.д. в нужное место. Он многофункционален, поэтому может быть использован под разные задачи. Выглядит гель как пористая губка с разными размерами пор, которые мы тестируем, проверяем устойчивость к разным средам, и в зависимости от того, какими свойствами они обладают, ищем варианты применения. Гель создается на основе хитозана, который есть в насекомых, то есть вещество органической природы и безопасно», — рассказала главный разработчик Екатерина Литвинова.
По ее словам, продукт представляет собой гель-носитель, совмещенный с разнообразными действующими веществами. Например, фаговые частицы вирусов, пробиотики, пребиотики или метаболиты, которые хорошо взаимодействуют на различных поверхностях или удерживаются капиллярными силами в геле. В отличие от привычных методов доставки действующих веществ гель позволяет защищать их от ультрафиолета или кислотной среды организма. Гель уже испытан, и ученые готовят научные публикации по результатам исследований.
«Наш гель очень удобно наносить на рану, его можно закапсулировать как таблетку, он проходит кислую среду желудка и может растворяться в щелочной среде кишечника. Также, используя разную пористость, мы можем делать наслойку друг на друга и давать возможность, например, сначала сорбировать жидкость из раны, а далее выделять терапевтический компонент, который и заживляет рану. Именно гель может предоставить такую возможность, жидкая среда на такое не способна. Существующие на рынке капсулы, по нашим данным, быстро растворяются в кислой среде, примерно в течение 15 минут, что приводит к их разрушению и преждевременному выходу содержимого. Полезные бактерии выходят в кислую среду, где подвергаются разрушению, в связи с чем возникает вопрос: доходят полезные вещества лекарственных препаратов до места назначения? Наш гель можно наполнить и высушить, далее использовать для доставки в нужное место назначения. В медицине можно использовать в какой-то определенной среде, и применять его разные формы: полужидкий, гелеобразный или твердый.
В растениеводстве выгодно использовать сухие микрогранулы геля с компонентами, необходимыми для растений, а также полужидкий для обработки семян растений. Поиски в интернете всего того, что используют для растениеводства, показывают отсутствие именно сухих аналогов геля. Жидких аналогов много, но их необходимо консервировать для сохранности и постоянно обрабатывать растения. Гели же позволят пролонгировать действие компонентов и тем самым сократить экономические издержки при использовании удобрений. Есть гелеподобные субстанции импортного производства, но, как правило, это гели, которые необходимо разводить перед использованием, и они позволяют просто сберечь компоненты при хранении. Цена подобных гелей высока, а из-за импорта становится еще выше. На рынке в России они представлены ограниченно. Цена нашего продукта будет ниже в 10 раз», — дополняет Екатерина Литвинова.
Выделенные на проект средства будут направлены на отработку способов загрузки различных гелей, на описание их характеристик, которые позволят понять, какие гели под какие задачи подойдут. Немаловажно правильно стерилизовать продукт, чтобы сохранить его свойства. Этот этап мы также будем отрабатывать. В ближайших планах у команды публикация научных статей и участие в научных конференциях, разработка онлайн-платформы, где человек сможет сообщить о своей проблеме, и компьютер автоматически найдет ему нужный продукт (удобрение) и производителей, с которыми можно связаться. Каждый фермер сможет подобрать для себя уникальное удобрение в зависимости от собственных предпочтений.
Литвинова добавила, что в будущем разработка будет запатентована.
Справка: НГТУ НЭТИ по итогам отбора в программу Минобрнауки России «Приоритет 2030» вошел во вторую группу по треку «Территориальное и (или) отраслевое лидерство». Стратегическая цель НГТУ НЭТИ — достижение лидерства и технологического превосходства в Сибири и России по трем приоритетным направлениям: силовая электроника и интеллектуальная энергетика, новые материалы, инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины.
«Наш проект посвящен разработке геля-носителя — это уникальный биоразлагаемый продукт, который не навредит растению или животному и сможет доставить лекарство, удобрение и т.д. в нужное место. Он многофункционален, поэтому может быть использован под разные задачи. Выглядит гель как пористая губка с разными размерами пор, которые мы тестируем, проверяем устойчивость к разным средам, и в зависимости от того, какими свойствами они обладают, ищем варианты применения. Гель создается на основе хитозана, который есть в насекомых, то есть вещество органической природы и безопасно», — рассказала главный разработчик Екатерина Литвинова.
По ее словам, продукт представляет собой гель-носитель, совмещенный с разнообразными действующими веществами. Например, фаговые частицы вирусов, пробиотики, пребиотики или метаболиты, которые хорошо взаимодействуют на различных поверхностях или удерживаются капиллярными силами в геле. В отличие от привычных методов доставки действующих веществ гель позволяет защищать их от ультрафиолета или кислотной среды организма. Гель уже испытан, и ученые готовят научные публикации по результатам исследований.
«Наш гель очень удобно наносить на рану, его можно закапсулировать как таблетку, он проходит кислую среду желудка и может растворяться в щелочной среде кишечника. Также, используя разную пористость, мы можем делать наслойку друг на друга и давать возможность, например, сначала сорбировать жидкость из раны, а далее выделять терапевтический компонент, который и заживляет рану. Именно гель может предоставить такую возможность, жидкая среда на такое не способна. Существующие на рынке капсулы, по нашим данным, быстро растворяются в кислой среде, примерно в течение 15 минут, что приводит к их разрушению и преждевременному выходу содержимого. Полезные бактерии выходят в кислую среду, где подвергаются разрушению, в связи с чем возникает вопрос: доходят полезные вещества лекарственных препаратов до места назначения? Наш гель можно наполнить и высушить, далее использовать для доставки в нужное место назначения. В медицине можно использовать в какой-то определенной среде, и применять его разные формы: полужидкий, гелеобразный или твердый.
В растениеводстве выгодно использовать сухие микрогранулы геля с компонентами, необходимыми для растений, а также полужидкий для обработки семян растений. Поиски в интернете всего того, что используют для растениеводства, показывают отсутствие именно сухих аналогов геля. Жидких аналогов много, но их необходимо консервировать для сохранности и постоянно обрабатывать растения. Гели же позволят пролонгировать действие компонентов и тем самым сократить экономические издержки при использовании удобрений. Есть гелеподобные субстанции импортного производства, но, как правило, это гели, которые необходимо разводить перед использованием, и они позволяют просто сберечь компоненты при хранении. Цена подобных гелей высока, а из-за импорта становится еще выше. На рынке в России они представлены ограниченно. Цена нашего продукта будет ниже в 10 раз», — дополняет Екатерина Литвинова.
Выделенные на проект средства будут направлены на отработку способов загрузки различных гелей, на описание их характеристик, которые позволят понять, какие гели под какие задачи подойдут. Немаловажно правильно стерилизовать продукт, чтобы сохранить его свойства. Этот этап мы также будем отрабатывать. В ближайших планах у команды публикация научных статей и участие в научных конференциях, разработка онлайн-платформы, где человек сможет сообщить о своей проблеме, и компьютер автоматически найдет ему нужный продукт (удобрение) и производителей, с которыми можно связаться. Каждый фермер сможет подобрать для себя уникальное удобрение в зависимости от собственных предпочтений.
Литвинова добавила, что в будущем разработка будет запатентована.
Справка: НГТУ НЭТИ по итогам отбора в программу Минобрнауки России «Приоритет 2030» вошел во вторую группу по треку «Территориальное и (или) отраслевое лидерство». Стратегическая цель НГТУ НЭТИ — достижение лидерства и технологического превосходства в Сибири и России по трем приоритетным направлениям: силовая электроника и интеллектуальная энергетика, новые материалы, инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины.
