Фотоакустические технологии визуализации на основе естественных хромофоров и искусственно вносимых носителей для тераностики

Название НИОКТР	Фотоакустические технологии визуализации на основе естественных хромофоров и искусственно вносимых носителей для тераностики
Аннотация	Проект направлен на развитие технологий биомедицинской визуализации на основе методов фотоакустической мезоскопии. Использование фотоакустической визуализации с помощью лазеров ближней инфракрасной области в окнах прозрачности биоткани и тонкоплёночных высокочастотных детекторов ультразвука позволяет получать карты как естественных хромофоров, так и искусственно вносимых объектов. Планируется отслеживать состояние и динамику развития патологий, отслеживать динамику высвобождения действующего вещества и его переноса при локальном применении носителей для адресной доставки лекарств, проводить малоинвазивный мониторинг деградации носителей для адресной доставки лекарств и формируемые концентрации действующего вещества. Актуальная проблема современной фотоакустической визуализации - перенос исследований в клиническую практику, что требует решения ряда задач: разработки систем, совместимых со стандартами медицинского оборудования и использующих доступную на настоящий момент элементную базу; проведения доклинических исследований на животных, демонстрирующих жизнеспособность технологии для диагностики социально значимых заболеваний, оценку физических параметров, влияющих на генерацию фотоакустических сигналов в биоткани, подготовки установки для работы с пациентами; получения необходимых допусков и проведение клинических испытаний. Поскольку фотоакустический сигнал практически линейно связан с поглощением света, то при наличии в установке перестраиваемого лазера или ряда лазеров с различными длинами волн становится возможным разделить интенсивности фотоакустического сигнала, генерируемого на отдельных длинах волн, на поглощение света отдельными хромофорами - и при наличии калибровочных кривых и спектров поглощения определять концентрации хромофоров. Это позволяет строить сложные эксперименты, связанные с метаболизмом, концентрацией действующего (лекарственного) вещества и распределению его по различным анатомическим структурам, маркированием границ патологических процессов, отслеживанию ферментативной активности и т.д. Современные системы фотоакустической визуализации позволяют проводить такую визуализацию практически в реальном времени, отслеживая динамику процессов в организме. Основную степень новизны нашего проекта мы видим в разработке компактной фотоакустической системы медицинского класса в рамках ограниченного бюджета - с использованием относительно простых, по сравнению с конкурирующими разработками, лазерных систем и акустических датчиков, развитии технологии восстановления объёмных распределений молекул хромофоров на основе новых технологий с элементами глубокого обучения (от решения простых задач, связанных с распределением скорости звука внутри тела и вне его, в задаче восстановления изображения, до достаточно сложных задач семантической сегментации и построения анатомических объёмных карт в режиме реального времени) и проведении с помощью имеющихся у коллектива систем и новой разрабатываемой исследований кинетики физико-химических процессов при использовании систем адресной доставки лекарств, искусственных систем-репортеров биофизических параметров, процессов распространения действующего вещества и его взаимодействия с организмом. Исследования реакции живых клеток на различные фармакологические и физические воздействия с использованием хромофоров, измеряемых фотоакустическими методами, является достаточно новым и оригинальным направлением. Относительно новой гипотезой является возможность перейти в изучении сложных биологических процессов от флуоресценции (которую сложно регистрировать в глубине биоткани), к поглощению, при этом для многих техник биофизических исследований, основанные на изменении флуоресцентного сигнала (тушения, FRET, изменения спектра) можно разработать аналоги, основанные на изменении интенсивности и спектров поглощения системы, и эти аналоги могут быть реализованы в рамках фотоакустических измерений.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	21000.0
Дата начала	2025-05-28
Дата окончания	2027-12-31
Номер контракта	25-19-00828
Дата контракта	2025-05-28
Количество отчетов	3
УДК	612.84
Количество просмотров	7
Руководитель работы	Браташов Даниил Николаевич
Руководитель организации	Чумаченко Алексей Николаевич
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО"
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	—
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-06-11 13:13:15 UTC, 2025-06-11 13:13:15 UTC
ОКПД	Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области биотехнологии в области здоровья
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	томография; хромофоры; биомедицинская визуализация; фотоакустика; оптоакустика; естественный контраст; растровая оптоакустическая мезоскопия
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	29.31.47 - Физиологическая оптика
OECD	—
OESR	Биотехнология, связанная со здоровьем
Приоритеты научно-технического развития	в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;
Регистрационные номера	ikrbs: {'card_list': [{'id': 'PANP29KBE1QEG61YDMQ22G7I'}]}