Архив за етикет: нанотехнологии

БЪЛГАРСКИ НАНОТЕХНОЛОГИИ УЧАСТВАТ В ПРЕФОРМУЛИРАНЕТО НА СВЕТОВНАТА МЕДИЦИНА

 Автор: Емил ЯНЕВ
24.03.2016
Докато у нас здравната реформа затъва в безпътица, българска фирма търси лидерска позиция в най-високотехнологичната област на глобалното здравеопазване 

Темата „Нанотехнологии в действие“ бе открита в предаването „Денят разказва“ по ТВ Европа на 21 март т. г. Поради големия интерес към нея читателите на „Студия Трансмедия“ имат привилегията да получат разширена информация от автора на иновациите д-р Валерий Сербезов, дългогодишен учен в областта на лазерните и нанотехнологиите, работил в редица международни проекти в Европа и САЩ

  • Господин Сербезов, наскоро в Токио се състоя световно изложение на нанотехнологиите, където присъства и „Нанотехплазама“ ООД, единствената фирма от България – какво показа „Нано-Експо“ и какви са световните тенденции в тази авангардна област?

Показани бяха нанопродукти от първо поколение – пасивни наноструктури, насипни наноструктурирани материали от метали, полимери, керамика; диспрегирани наночастици; наноструктурирани покрития, подобряващи свойствта на традиционни продукти като самопочистващи се обекти, слънцезащитни покрития, антибактериални покрития, свръхтвърди покрития за инструментална екипировка и въглеродни нанотръбички – това преобладаваше на щандовете на фирмите изложители. Като проекти на компаниите или като изделия с предстоящо комерсиализирате бяха представени активни наноструктури, тримерни нанообекти и хетерогенни молекулярни наноситеми.  Впечтление направи предлагането от водещи фирми на усъвършенствана апаратура за нано измервания, аналитична апаратура и софтуер за прогнозиране свойствата на нано-обекти. 3D принтирането, една от ключовите технологии на 21 век, беше представено като вече комерсиализирана практика при полимерни и метални изделия.

  • У нас също има сериозен, но все още нереализиран потенциал в това отношение, публично беше представена фирмата „Нанотехплазма“, в която вие сте основен двигател, какъв е нейният периметър на дейност, как са дефинирани нейните текущи задачи и стратегии?

„Нанотехплазма“ ООД бе създадена през 2014 г. с основната идея да стане лидер в Европа и света в областта на нанопокрития за медицински импланти (като начало: стентове и балон/катетри) на базата на собствено „ ноу – хау“ за хибридни нанокомпозитни и биохибридни – „безполимерни“ покрития със строго контролирано отдаване на лекарства – в точното време, на точно определеното място на лечение. На практика това е напълно персонализирано третиране на пациента. Тук тряба да добавя , че идеята за високотехнологична фирма в България с такива амбиции и самото и раждане (случайно или не) бе продиктувано от запознанство ми с г-н Г. Василев – финансист, българин, дълги години практикувал и живял в Щвейцария, решил да инвестира в нанотехнологиите в родината си, както и съвпадението с моето завръщане от чужбина.  Тази технологична платформа бе разработена на базата на дългогодишни предварителни изследвания и на базата на опита на основателите на фирмата и работата ми като директор на развойната и производствена дейност във фирми в Германия, където имам и патенти. През първата година от създаване на фирмата с колеги от Медицинския Университет в Пловдив – д-р Мариан Драганов(доц. към МУ) и колектив, Химическия факултет към ПУ – д-р Солея Даньо(доц. към ПУ) и институти на БАН успешно бяха проведени „in vitro” тестове и тестове за изследване кинетиката на отдаване на лекарствата от хибридните нанокомпозитни и биохибридните покрития , нанесени на „голи“ импланти – продукти на водещи в света фирми.

За първи път в света, на фаза предклинично тестване бяха доказaни предимствата на тези нови нанокомпозитни покрития. През същата година бе разработена и патентована втората технологична платфорама на „Нанотехплазма“ за локално двуразмерно и триразмерно принтиране на хибридни нанокомпозитни и биохибридни обекти – това са обекти от сложни органични материали, включително протеини и живи клетки, служещи като матрица с вградени не-биогенни или неорганични биоразградими наноструктури. Тази платформа се базира на иновативна наша парадигма за едновременен синтез и принтиране на преварително програмируеми биохибридни обекти или създаване на естествени условия за самоорганизиране, включително и на живата материя. Ключът към самостоятелното сглобяване или самоорганизиране е в проектирането на компонентите на системата с предварително зададени функции (физико/химични свойства), които да предават и си обменят необходимата информация.  Тук на практика е осъществена идеята за конвергенция между Нано-Био–Информационните технологии. Реализирана е чрез  нова адитивна (принтираща) технология с използване на лазери, която е и патентована -WO2015/107051 A1, PCT/EP2015050506 (2015) в Щвейцария.

Стратегията на Фирмата да притежава собствени, иновативни в световен мащаб методи, както за нанасяне на голяма площ , така и на микронно и суб-микронно ниво  на хибридни и биохибридни наноструктури, т.е. нови материали с предварителен дизaйн и хетерогенни молекулярни наносистеми е реализирана. Приложението на тези технологични платформи  е от създаването на ново поколение „smart”(умни) лекарствено отделящи устройства и импланти за медицината, през иновативни модели за “in vivo” тестване на нови лекарства с приложение във фармацията и токсикологията, до триразмерно био-принтиране и регенерация на тъкани, органи и създаване на годни за трансплантация принтирани органи, което е дългосрочната цел на фирмата.

Технологичните платформи на „Нанотехплазма“ могат да намерят и директни приложения в индустрията – нано- и гъвкава електроника, биосензори или синтез на хибридни „метаматериали“ – инженерни материали със свойства ,които не са открити в природни обекти. Най-общо казано, фокусът на „Нанотехплазма“ е в биомедицинските приложения.

  • Вече стана дума за патенти, кои са патентите, регистрирани лично от вас и от фирмата в Европа??? (кратко описание на популярен език)

Единият от патентите, който е регистриран в Германия, ЕС и САЩ е свързан с моята работа в германска фирма и е в съавторство с мой колега: „Method and device for deposition of thin layers, particularly for producing multi-layer coatings, nanolayers, nanostructures and nanocomposites“ Europe DE 102009031768A 13. 01. 2011. Патентът се отнася до иновация за едновременен синтез и отлагане на хибридни нанокомпозитни покрития върху медицински импланти на големи площи с помощта на лазерна и вакуумна технологии. Тук няма да скрия, че увлечението ми по използване на лазерни технологии (където съм специалист) и в биомедицински приложения е свързано с контактите ми с колегите от Германия, които бяха усетили големия бизнес потенциал на начинанията.

Вторият патент: WO2015/107051 A1, PCT/EP2015050506 (2015) „Laser direct synthesis and deposit of nanocomposite materials or nanostructures“, принадлежи на основателите на „Нанотехплазма“ и е свързан с иновация в адитивното производство или триразмерното принтиране с помощта само на лазери или още по-точно принтиране на хибридни нанокомпозити и биохибридни обекти и е по близо до био-принтирането. Известно е ,че 3D принтирането се счита за една от „малките революции“ в технологичния напредък на човечеството. Тази иновация на практика покри липсващата технологична платформа на „Нанотехплазма“ за локално, на малки площи синтезиране и принтиране на нано-био обекти върху подложки от всякакъв материал и форма.

Предимствата са огромни, в сравнение със съществуващите технологии. Ще спомена само, че при нашия метод не е необходимо предварително да се синтезират наноструктури, да се закупуват от други производители и да се добавят предварително към материала, който трябва да се принтира. Всичко се постига в един технологичен цикъл и една технологична стъпка и то с по-висока прецизност.

Имам и патенти, които принадлежат на държавата и те са от периода ми когато работех в БАН. Свързани са с иновации по отношение на лазерната техника и методи за локално получаване на високотемпературни свръхпроводящи области или омови контакти в покрития с приложения в електрониката и енергетиката.

  •   Вие сте насочили усилията си главно в областта на наномедицината, какво може да очаква човечеството в близко бъдеще от нея?

Наномедицината е нова индустрия и на практика това е прилагане на принципите на нанотехнологиите в медицината, фармакологията и биомедицинското инженертсво. Това е една от най-динамично развиващите се области и заедно с наноелектрониката най-привлекателни за инвеститорите. В близко бъдеще ще е необходимо широко използваните термини като здраве, заболяване , лечение да придобият нов смисъл и да бъдат преформулирани. Биомаркерите и биосензорите, които вече са на пазара, са в състояние да идентифицират отделни или група от неправилно функциониращи клетки (например ракови) и въпросът тук е: това би ли било достатъчно да се каже, че човек боледува или е здрав? Просто казано, методите на диагностика са толкова прецизни вече, че е възможна идентификация на нефункциониращи клетки на единично ниво, още преди да са увредили даден орган като цяло или част от него. Това от своя страна е свързано с разходи по здравно осигуряване, бизнеса на застрахователните компании, които са свързани с медицината, наемане на работа на хора, ако се приемат нови критерии за болестно или пред болестно състояние. Появява се и нов клон на медицинската наука, наречена тераностика, която е комбинация между диагностика на заболяването и неговата терапия. Приложението на наномедицината ще се разпростре от строго контролирана лекарствена доставка, на точно определеното място и време, в човешкото тяло, визуализация в реално време на действието на лекарственото средство, нови ваксини, генно инженерство с изполозване на модифицирани гени за контрол на определени функции на човешките органи, пречистване  на кръв и контролирано усилване действието на определени органи до производството на човешки функционални органи, годни за трансплантация.

  •  Споменахте за конвергенцията НАНО-БИО-ИНФО, какво точно имате предвид?

Всичко това е възможно при пълна интеграция или конвергенция на знанията днес в Нано- Био – Инфо (ICT) науки и технологии. Крайната цел е разбиране и управление на процеса на познание (когнитивни науки) или просто казано на функционирането на човешкия мозък, интелигентността като процес и неговата връзка с интелигентни машини. Това би позволило праяк контрол от човека на механични, електронни и виртуални обекти и системи т.е. те стават интерфейс директно на човешката мисъл.

  •  Вече се заговаря за квантов скок на икономиката?

От историята на човешкото общество е известно, че световната икономика е имала драстични промени с развитието на средствата на производство и технологичния напредък, като с нарастване на населението, производството се е удвоявало на всеки 250,000 години (палеолит, неолитна епоха), като този срок намалява до хилядолетие в ерата на селскостопанската икономика (неолита). Днес, след индустриалната революция от 18-19 век, икономическите резултати се удвояват на всеки 15-20 години, т.е. около 60 пъти по-бързо в сравнение със земеделската ера. Съществуват прогнози , че с ускореното равитие на конвергенцията на Нано-Био- Инфо технологиите, световната икономика може да се удвои много по-бързо от очакваното, без пряка намеса или с малко човешки труд и да се стигне до така наречената „технологична сингулярност“ или особено състояние на бъдещата глобалната икономика, която трудно може да се прогнозира и контролира или още – така наречения „Квантов скок на развитие на  икономиката“.

Разбира се съществуват и теории ,съгласно които „Квантов скок“ не би се състоял и глобалната икономкика ще се развива по прогнизируема експоненциална или по точно спирална функция. Всички ние ще бъдем свидетели на тези промени, но едно е ясно – че нанотехнологиите навлизат и променят човешкия живот, интегрират се в съществуващите прудукти, създават се нови, и за разлика от ядрената революция, тази интеграция е тиха и дори незабележима. Но методична.

Още по темата:

Има ли достатъчно място на дъното

Нанотехнология в действие

Българска компания се нареди до първите в Европа

ИМА ЛИ ДОСТАТЪЧНО МЯСТО НА ДЪНОТО

Автор: Емил ЯНЕВ

Епизод 51 на предаването „Денят разказва“ по ТВ Европа с гост д-р Валери СЕРБЗОВ разказва за нанотехнологиите и как българска фирма търси лидерска позиция в най-високотехнологичната област на глобалното здравеопазване.

Какво се случва, когато поставим 10 на минус девета степен? Получаваме една милиардна част от метъра. На научен език това е мярката нано. Но, както казва един знаменит учен, между това да знаеш името на нещо и да знаеш нещо, стои огромна разлика.  Ученият се нарича Ричард Файнман, бащата на нанотехнологиите, носителят на Нобелова награда за физика, един от най-забележителните американски физици на 20 век, наричан от мнозина най-великият ум след Айнщайн. В една от световно известните си лекции през 1959 г., озаглавена „Има достатъчно място на дъното“, той заговаря за нанотехнологии. От тук тръгва една приложна наука, която в момента образува милиардни бюджети и която се смята за неотменна съставка на пътят към необозримото и дори фантастично бъдеще. За нанотехнологиите ще се говори все повече. Но знаем ли кой е Файнман, човекът, който ги лансира за човечеството?

Най-краткият портрет би изглеждал така: блестящ ум, безгранична любознателност, игрив темперамент, невероятно остроумие, любимец на студентите. Известен е също така с книгите си „Вие навярно се шегувате, г-н Файнман! — приключенията на един любопитен персонаж“ и „Какво те е грижа какво мислят другите? — по-нататъшните приключения на един любопитен персонаж“. Съвременниците му до днес разказват за увлекателните лекции, за шегите, афоризмите,  за ексцентричността и свободолюбивия му дух.

Големият скок започва, когато в началото на 40-те години на 20 век Робърт Уилсън убеждава Ричи Файнман, тогава 24 годишен голобрад физик, да се включи в строго секретния проект Манхатън по разработката на атомната бомба. В Лос Аламос е събран цветът на световната наука. Първоначално Ричи не е особено ентусиазиран от идеята да работи по тази проект, но по-късно се съгласява, мотивиран от мисълта, че нацистите може да успеят да изработят бомбата преди останалите. Назначен е за ръководител на група по теоретични изчисления. Поради секретността на проекта, учените които работят в Лос Аламос, са изолирани от останалия свят. За да не скучае, Файнман измисля различни занимания — едно от тях е да свири на своите барабани „бонго“ в индиански стил, а другото – да се шегува с колегите си като открива комбинациите на техните катинари.

По време на пребиваването си в Ню Мексико той често разговаря с друг прочут физик — Нилс Бор, сприятелява се и с ръководителя на проекта Робърт Опенхаймер. Присъства и участва в ядрените тестове Тринити.

Години по-късно. На 28 януари 1986 година 73 секунди след изстрелването си космическата совалка Чалънджър се взривява. В създадената президентска комисия за разясняване на причините за катастрофата се включва и  Файнман, вече 68 годишен, неизлечимо болен, но всепризнат учен. Именно той установява, че причина за трагедията е проблем с уплътненията в горивните резервоари. Използвайки само кана с вода, лед и клещи, той демонстрира пред комисията, че гумените уплътнения губят еластичността си при ниски температури, това нарушава херметичността и топлите газове нахлуват в камерата. Целият експеримент се излъчва на живо по телевизията. Верен на себе си Файнман обвинява НАСА, че астронавтите са принесени в жертва на политическите амбиции на ръководството.

В жизнения отрязък между атомната бомба и катастрофата на Чалънджър Ричард Файнман извървява своя път към историята: непрестанно учи, макар че вече повечето се учат от него, експериментира и с природата, и с човешкия ум, разширява неимоверно квантовата електродинамика, за което през 1965 г. е удостоен с Нобелова награда, изразява гражданска позиция по  всеки проблем, общува със света. И не спира с най-любимото си занимание – работата със студентите.  Лекциите на нобеловия лауреат и идол на няколко поколения физици са легендарни и преиздавани във всички точки на планетата.

Няма да е честно, ако не предложим малка порция автентичен Файнман. Например фрагмент от беседата „Какво е науката“, изнесена на срещата за 15-годишнината на Националната асоциация на учителите по научни предмети, 1966г. в Ню Йорк. (The Pleasure of Finding Things Out, 1999).

„На последно място, във връзка с обвързването във времето – човек не живее отвъд смъртта. Всяко поколение, което открива нещо благодарение на своя опит, трябва да го предаде нататък, но трябва да го предаде в едно с фина смесица от уважение и неуважение, за да може човечеството, вече наясно с болестта, на която може да се поддаде, да не налага с прекомерна строгост своите грешки на младото поколение, но да предаде събраната мъдрост – заедно с мъдростта, че може и да не е мъдрост.“

Студентите му го боготворят като рок идол, а той им отвръща така: Физиката е като секса – може и да дава практически резултати, но това не е причината поради която го правим.

Ричард Филипс Файнман умира на 15 февруари 1988 от две различни и редки форми на рак, получени най-вероятно при разработката и опитите с атомната бомба. Последните думи на гениалния ексцентрик са „Не искам да умирам два пъти. Много е досадно.“ В знак на траур, просълзените студенти спускат огромен надпис от покрива на Калтех, на който се чете: „Обичаме те, Дик“.

Да, за Файнман има достатъчно място – навсякъде и винаги.

За да научите повече за нанотехнологиите по света и как се разработват те у нас, гледайте „Нанотехнологии в действие“ в „Денят разказва“, ТВ Европа, 21 март, понеделник, 19:10 ч., с повторение във вторник от 10:40 часа.

Източник: Студия Трансмедия