8 800100-19-30
Назад
Назад
Назад
1 октября 2021
Сергей Айзикович: «Математика – это инструмент достоверности»
Заведующий лабораторией функционально-градиентных и композиционных материалов ДГТУ, профессор, доктор физико-математических наук Сергей Айзикович – в интервью корреспонденту информационной службы о связи математики с медициной, перспективах молодых ученых вуза и предварительных результатах, полученных в рамках работы над мегагрантом «Биомеханика тканей полости рта и глазного яблока и оптимизированные биосовместимые материалы для имплантации».

– Сергей Михайлович, три года в университете проводятся фундаментальные исследования в области создания методик для глазного и зубного протезирования в рамках мегагранта Правительства РФ. Каких результатов удалось достичь?

– В 2018 году наш коллектив выиграл мегагрант в размере 90 млн рублей на разработку методик создания биосовместимых материалов для глазного и зубного протезирования.

По условиям мегагранта, в состав научного коллектива вошел ученый с мировым именем – профессор Сиднейского университета Майкл Свэйн. Прежде чем он согласился работать с нами, профессор попросил нас решить аналитически контактную задачу о внедрении штампа в тонкое покрытие, упругие свойства которого изменяются по глубине по синусоидальному закону, многократно осциллируя по толщине. Также он выразил пожелание построить асимптотики решения. Один из наших молодых сотрудников, Андрей Васильев, блестяще справился с задачей. Майкл отметил, что наша команда – одна из немногих в мире, кто сможет получить достоверные аналитические результаты, позволяющие создать имплантаты высокого качества. Это стало основной причиной, почему профессор Майкл Свэйн согласился работать с нашим коллективом.

Как я уже отметил, цель мегагранта – разработка методик создания биосовместимых материалов для полости рта и глазного яблока в восстановительной офтальмологической хирургии и стоматологии.

В чем уникальность работы нашего коллектива? В подходах к решению математических задач, которые мы предлагаем. Сегодня в подобных исследованиях в большинстве случаев используются численные методы. С их помощью действительно возможно решить многие задачи, однако их применение влечет за собой серьезные трудности для выполнения качественного анализа многопараметрических задач. Мы используем традиционные для России аналитические методы, которые требуют глубокой математической подготовки, при этом позволяя проводить качественный анализ сложных многопараметрических задач, что критично для работы с биологическими объектами. Здесь важно учитывать, что свойства имплантатов должны совпадать со свойствами живых тканей.

Какие результаты нами были достигнуты? Наш коллектив провел исследования повреждения зуба на самой ранней клинически видимой стадии кариозного заболевания. Мы изучили комплекс характеристик патологических и здоровых тканей зубов – плотность минерализации, твердость, модуль упругости, микроструктуру, молекулярный состав, а также особенности микрогеометрии их поверхностей.

Мы пришли к выводу, что кариес на самой ранней стадии вызывает патологические изменения не только пораженной зубной эмали, но и прилежащих структур без визуально различимых изменений. Результаты, с одной стороны, важны для дальнейшей оценки эффективности минимально-инвазивных методов лечения кариеса, с другой – для новых методов определения ранних стадий кариеса, когда стоматолог не может визуально определить очаг, а ткань уже поражена.

В рамках второго направления мегагранта – глазного протезирования, наш коллектив исследовал имплантат для замены хрусталика глаза при катаракте. Когда врачи проводят подобную операцию, угол обзора в прооперированном глазу пациента становится меньше. Мы разработали подходы, которые позволили улучшить угол обзора в 1,5–2 раза.

– В состав научной группы, которая работает над мегагрантом, вошли молодые ученые – магистры, аспиранты и кандидаты наук в возрасте до 30 лет. Как Вы охарактеризуете их работу?

– Это грамотные, сильные молодые ученые, которые проводят исследования на высоком уровне.

Приведу пример. Младший научный сотрудник лаборатории функционально-градиентных и композиционных материалов НОЦ «Материалы» Евгений Садырин недавно выступал на Всероссийской конференции молодых ученых-механиков, организованной НИИ механики МГУ. Его научный доклад «Оценка прочностных характеристик здоровых и патологических твердых тканей зуба» был признан лучшим. Это высокая оценка и показатель заинтересованности исследовательского сообщества в данной теме в целом.

Также в коллективе работают двое молодых ученых, у которых уже почти готовы докторские диссертации – это ведущие научные сотрудники лаборатории функционально-градиентных и композиционных материалов ДГТУ Андрей Васильев и Сергей Волков. Каждый из них опубликовал около 30 исследований в научных изданиях, индексируемых в наукометрических базах данных Scopus и Web of Science, при этом значительная их часть – в журналах I квартиля. Мне есть с чем сравнивать. Более 3 лет я работал в совете Высшей аттестационной комиссии по математике и механике, поэтому с уверенностью могу сказать, что работы молодых ученых ДГТУ – сильные.

Хочу отметить, что научная работа наших ученых оценена не только коллективом ДГТУ. Когда Андрей Васильев защищал кандидатскую, выступил профессор Леонид Михайлович Зубов, один из ведущих ученых в мире в области решения нелинейных задач. Он крайне редко выступает, но он встал и сказал, что работа Андрея – блестящая.

Вот такую оценку получают работы, выполненные нашими молодыми учеными.

С чем это связано? Одна из причин – это сильный научный коллектив, который был сформирован для работы над мегагрантом. Молодые ученые проводят исследования под руководством опытных профессоров, ученых с мировыми именами.

Вторая причина – оснащение лаборатории. Например, на средства гранта мы закупили рентгеновский компьютерный микротомограф. С помощью этого прибора можно исследовать внутреннюю структуру материала с пространственным разрешением около 1 мкм, это в 100 раз тоньше человеческого волоса. В результате сканирования мы можем оценить плотность материала и изучить его микроструктуру в объеме, судить об изменениях в тканях после оперативного вмешательства или из-за различных заболеваний. Оборудование такого уровня позволяет не просто провести теоретические расчеты, но и практически проверить математические результаты.

– Говорят, что в России самые сильные математики. Действительно ли это так?

– Я часто выступаю с докладами на международных конференциях, посещаю зарубежные лаборатории. Поэтому могу с уверенностью сказать, что наша математическая школа в ряду первых в мире – почти в каждом зарубежном научном центре работают математики, которые учились в России.

Но правильнее сказать, что многие сильные математики – это выходцы из Советского Союза: до сих пор на результаты, полученные нашими математиками в 50-60-х годах, ссылаются ученые со всего мира.

– На Ваш взгляд, какую роль математика играет в современной медицинской диагностике?

Математика – это инструмент достоверности. Математика позволяет делать точные долговременные прогнозы в области медицинских исследований. Наука не заканчивается завершением того или иного гранта, всегда появляется что-то новое, всегда будут новые задачи, поэтому должен быть альянс между медиками и математиками.

Например, такой альянс у нас получился с профессором Епихиным (Александр Николаевич – заведующий кафедрой глазных болезней № 1 РостГМУ, врач-офтальмолог высшей квалификационной категории, – прим. ред.). В рамках мегагранта мы провели исследования в области глазного протезирования и подали 7 патентов, три из них – международного уровня.

Математики и медики идут рука об руку. Кто главный? Все главные.

 

 

 

Последние новости