Лаборатория
«Биомедицинских лазерных технологий»
Лаборатория концентрирует свою деятельность на разработке и применении передовых лазерных, в частности фемтосекундных, технологий для решения актуальных задач медицины, включая создание инновационных медицинских устройств и диагностических систем.
  • Разработка фемтосекундного лазерного литотриптора.
    Ключевым направлением является создание лазерного фемтосекундного литотриптора – инновационной системы для эндоурологического измельчения почечных конкрементов. Эта революционная технология призвана устранить фундаментальные недостатки существующих методов лазерной литотрипсии.
    В отличие от традиционных длинноимпульсных лазеров, вызывающих нагрев тканей, нежелательный эффект ретропульсии (отлет камня) и оставляющих крупные остаточные фрагменты, фемтосекундные лазеры действуют иначе. Благодаря ультракороткой длительности импульсов преобладает фотоионизационное воздействие, а не термическое. Это позволяет полностью исключить ретропульсию и минимизировать нагрев.

    Значимость: Мочекаменная болезнь остается одной из самых распространенных урологических проблем в мире. Разрабатываемая технология, не имеющая прямых аналогов на рынке, позволит кардинально улучшить исходы лечения, снизить травматизацию пациентов, минимизировать риск постоперационных осложнений и устранить необходимость в повторных хирургических вмешательствах.
  • Создание систем ранней диагностики уролитиаза.
    Лаборатория ведет разработку портативного прибора «Анализатор Антикристаллизационной Активности» (ААА) для раннего прогнозирования рисков развития мочекаменной болезни (МКБ) у людей и животных.
    Принцип действия прибора основан на высокочувствительном комбинированном методе лазерной турбидиметрии и нефелометрии. Система анализирует динамику оптических свойств образцов мочи в процессе индуцированного кристаллообразования. Для распознавания характерных паттернов сигналов, отличающих здоровых индивидуумов от пациентов в группе риска, применяется современная модель искусственного интеллекта (ИИ).

    Значимость: На сегодняшний день на рынке отсутствуют анализаторы, способные прогнозировать риски развития МКБ, что создает острую потребность в инструментах превентивной диагностики. Разработка ААА позволит своевременно применять простые профилактические меры (например, коррекцию диеты), что приведет к значительному снижению затрат на лечение острых форм заболевания и его осложнений.
  • Прецизионная лазерная обработка медицинских изделий (Стенты)
    Лаборатория совершенствует технологии прецизионной лазерной резки тонкостенных материалов, что имеет критическое значение для производства высокотехнологичных медицинских изделий, таких как сосудистые стенты.
    Целью исследований является достижение высочайшей точности обработки при создании сложных конструкций, полностью исключая дефекты и зону термического влияния (HAZ). Фемтосекундные лазеры позволяют производить идеально чистые, без заусенцев, резы материалов, используемых в имплантатах (например, нитинол и кобальт-хромовые сплавы), избегая термических повреждений, свойственных лазерам с более длинными импульсами.

    Значимость: Сердечно-сосудистые заболевания остаются ведущей причиной смертности в мире. Технология прецизионной лазерной резки является ключевой для производства медицинских устройств нового поколения, включая стенты с лекарственным покрытием и биорезорбируемые стенты. Разработки лаборатории обеспечивают их надежность, биосовместимость и безопасность.
  • Прототипирование микрофлюидных систем.
    Лаборатория активно развивает направление фемтосекундной лазерной обработки для быстрого прототипирования микрофлюидных чипов.
    Уникальные атермические свойства фемтосекундного излучения позволяют обрабатывать широчайший спектр материалов — от полимеров (ПММА) до стекла. Обработка стекла практически невозможна при использовании лазеров с большей длительностью импульса из-за растрескивания и оплавления. Эта технология позволяет с высокой точностью и качеством формировать сложные микроканалы.

    Значимость: Микрофлюидные чипы, или "лаборатории на чипе" (Lab-on-a-Chip), — одно из самых перспективных направлений в науке и медицине. Они позволяют проводить сложнейшие анализы, используя минимальные объемы образцов (например, каплю крови), осуществлять высокоэффективный химический синтез, изучать отдельные клетки в контролируемой среде и создавать системы для прецизионной доставки лекарств. Разработки лаборатории открывают путь к быстрому и экономически эффективному производству этих передовых диагностических и исследовательских инструментов.
Оснащение лаборатории
Основные лазерные системы
● Регенеративный фемтосекундный усилитель ТЕТА-10 (ООО «Авеста-Проект», Россия) с варьируемой длительностью импульса от 270 фс до 10 пс;
● Твердотельный лазерный модуль с диодной накачкой (длина волны 532 нм);
● Лазерные диодные модули (длина волны 980 нм).
Оптические и механические компоненты
● Рабочий универсальный участок фемтосекундной лазерной обработки;
● Волоконная система доставки излучения, включая выходные коллиматоры, скалыватели для волокна и форвакуумный насос.
● Оптические столы Standa;
● Наборы прецизионной оптики и оптомеханики;
● Моторизированные наборы прецизионных перемещений по различным осям и контроллеры управления;
● Короткофокусная оптика.
Контрольно-измерительное и аналитическое оборудование
● Измерители параметров лазерного излучения (Ophir L150, PD300);
● Комплекс оптических и цифровых микроскопов (МБС-10, Saike Digital, МИКМЕД 5.0);
● Электронные весы Sartorius Cubis (аналитические, прецизионные, микро- и полумикровесы);
● Лазерный дифрактометр S3500 для определения размеров частиц;
● ИК-Фурье спектрометр Nicolet iS10 (Thermo Scientific, США);
● Доступ к компьютерному томографу Toshiba Aquilion 64 (для анализа радиологической плотности камней).
Оборудование для прототипирования и экспериментов
● Участок прототипирования, включающий паяльное оборудование, 3D-принтеры и сушильные шкафы;
● Оснащение для изготовления фантомов почечных конкрементов (вакуумный перемешиватель, 3D-принтеры, порошковые смеси);
● Герметичные технологические емкости для проведения экспериментов в жидкостной или газовой среде.
3520
TEU
© 2024 Биомедицинская
безопасность (БМТ-3)