Е. Н. Мешалкин и спасенные им сердца

Второй день нового 2024 года я с родителями любовался великолепной иллюминацией в центре нашего города, на площади Ленина. В переходе метро на стенах висят портреты выдающихся новосибирцев: Александр Карелин, Арнольд Кац, Валентин Коптюг, Афанасий Коптелов. Мама привлекла мое внимание, указав на изображение немолодого человека в очках с широкой, добродушной улыбкой, — Евгений Мешалкин.

«А ты знаешь, какую роль в нашей семье сыграл этот человек?» — спросила она меня.

Оказывается, что в тот момент, когда моя мама меня рожала, моему дедушке делали операцию именно в клинике Е. Н. Мешалкина. Моя мама приехала к своему отцу и пыталась пройти в палату, но ее не пропускали. Лечащий врач моего деда спустился, мама рассказала, что она неделю назад родила ребенка, хочет показать фото внука деду, а также, что новорожденный в машине — ждет ее. Она приехала из города и очень хочет лично увидеть своего отца, так как в ближайшее время не сможет этого сделать из-за меня, так как я очень мал. Хирург проникся и пропустил маму в палату к дедушке, он был еще слаб, но улыбнулся, увидел фото внука и сказал: «Однозначно буду жить, ради внука должен жить!» Вот так известный академик, хирург, имя которого знают многие, помог и нашей семье. Его открытия спасли моего дедушку.

К маминому рассказу папа солидно добавил, что имя Евгения Николаевича Мешалкина еще при жизни стало легендой, символом Новосибирска, а институт, задуманный, построенный, выстраданный им, в народе называют клиникой Мешалкина. Е. Н. Мешалкин награжден Ленинской премией в 1960 году за разработку новых операций на сердце и крупных сосудах, а также награжден двумя орденами Ленина и орденом Красной Звезды.

А почему же его называют «человек-легенда»?

Дома я открыл ноутбук и узнал многое о нем.

В 1955 году Мешалкин сделал то, на что в медицине было наложено табу: вскрыл грудную клетку больного с обеих сторон с рассечением грудины и стал первым русским кардиохирургом, получившим широкий доступ ко всем отделам сердца. Сегодня это обычный прием кардиохирургов, как и внедренный Мешалкиным интубационный наркоз и метод зондирования сердца с использованием контрастного вещества. А позднее он начал оперировать врожденные пороки сердца, внедрил гипотермию — защиту организма на время операции путем охлаждения. 

Чем больше я читал про Евгения Николаевича, тем больше проникал в суть поэзии труда хирурга. Поэты и писатели воспевают сердце: оно и страдает, и пылает, и обжигает. Кардиологи же относятся к этому органу чуть иначе: «Поразительна эта способность сердца сохранять ритмичность своего движения! Когда видишь обнаженное человеческое сердце во время операции, то прежде всего замечаешь пробегающие по нему волны сокращений… Удивительно сильное впечатление производит эта мощь, ритмичность и непрерывность сокращений сердца!» Поэтом может быть и кардиохирург.

Врач — это не просто труд и ответственность, это служение и самоотдача. «Думая о таланте хирурга, понимаешь, что если он и врожденный, то всё же дается каждому только в зачатке, — писал позднее Мешалкин. — И прежде чем приступить к оперированию больных, надо с бесконечным трудолюбием и с предельной целеустремленностью взрастить в себе эти способности, довести их до мастерства. Только мастерство является основой успеха операций на сердце». Почти за сорок лет работы в Новосибирске Е. Н. Мешалкин стал поистине Учителем для многих практикующих врачей. Он передал опыт, знания своим ученикам, которые спасают многим самое драгоценное — жизнь.

Благодарные пациенты и ученики профессора увековечили память Евгения Николаевича. В память о выдающемся ученом Новосибирскому научно-исследовательскому институту патологии кровообращения присвоено имя академика Е. Н. Мешалкина, в его честь установлен памятник на территории института, на доме, где он жил, установлена мемориальная доска, его имя присвоено воздушному судну авиакомпании «Аэрофлот» с апреля 2022 года.

Я закрыл ноутбук, подошел к окну. Яркие огоньки гирлянд новогодней елки светились из каждого окошка. За окном — жизнь! И чтобы она длилась дольше, медики совершают ежесекундно чудеса.

Как часто хирург стоит на границе между жизнью и смертью, биение сердца, его импульсы, пальцы хирурга зажимают сосуд, зыбкая граница… Но он побеждает!!!

Ярослав Попов, Новосибирск, лицей № 159

 

Бионические протезы

Движенье — это жизнь! Эта фразу я очень часто слышу от взрослых. И с ней трудно не согласиться. Но остро значение этой фразы начинаешь осознавать, когда какой-либо орган движения повредишь, например руку или ногу, и не можешь полноценно заниматься привычными делами. И тогда начинаешь делать всё, чтобы быстрее восстановиться, выполняешь все рекомендации врачей. Наконец, стараешься избегать травмоопасных ситуаций.

Но, к сожалению, бывают и более ужасающие ситуации: потеря органа движения, отсутствие функции движения в конечностях. Потеря конечности, безусловно, трагедия для человека. От этого не застрахован никто. Как же помочь справиться с этой бедой? Есть одно замечательное свойство человеческой натуры — не сдаваться, и если уж беда случилась — приспособиться к своему новому состоянию. Поэтому сколько существует человечество, столько существует и замена утерянной конечности различными приспособлениями: от подпорок до протезов.

В России первый механический протез в 1791 году изготовил знаменитый изобретатель Иван Кулибин. Он создал искусственную ногу для поручика артиллерии Сергея Непейцына, лишившегося конечности выше колена при штурме крепости Очаков в ходе Русско-турецкой войны. Конструкция оказалась настолько удачной, что Непейцын смог не только ходить без костыля или трости, но и танцевать на балах. К сожалению, «механическая нога» Кулибина так и не попала в серийное производство… Протезирование как отрасль начало активно развиваться в России только в конце XIX века.

По статистике, сегодня в России около 40 тысяч человек нуждаются в протезах верхних конечностей, и в 10 раз больше — в протезах ног. Нижние конечности чаще страдают в различных инцидентах, чаще всего это автоаварии и травмы, полученные в экстремальных видах спорта; есть пациенты с врожденными аномалиями развития и с последствиями болезней и травм.

Протезы прошлого века только внешне имитировали отсутствующую конечность и имели низкую функциональность. Поэтому они не могли особо облегчить жизнь инвалида.

Теперь существуют высокотехнологичные и функциональные протезы, управляемые нервными импульсами. Развитие протезирования идет в ногу с развитием цивилизации.

Например, бионический протез — это электрический протез, работающий с помощью взаимодействия с нервной системой человека, а значит, по сравнению с протезами советских времен он гораздо удобнее, практичнее и надежнее.

В компании «Моторика» создаются высокоэффективные методики для протезирования конечностей с уникальным дизайном. Ими создана инновация, позволяющая человеку с травмой вернуть верхней конечности функцию хвата. Она называется «активный тяговый протез». В него можно встраивать устройства, чтобы обеспечить беспроводной доступ в интернет. Выведение данных происходит на дисплей, который располагается на предплечье. И если расширить возможности технологии, то людям с ограниченными возможностями можно вести полноценный образ жизни.

Благодаря им инвалид максимально приближается к уровню жизни здоровых людей. Представьте себе человека, лишенного рук, который может кататься на велосипеде, работать на компьютере, использовать телефон, который сможет и вкрутить лампочку, и приготовить обед! Всё это становится возможным с бионическими протезами. В таком протезе человек комфортно себя чувствует, а управляет искусственной конечностью интуитивно. Такое изделие воспринимается как продолжение собственного тела.

В любом случае отношение людей к бионическим протезам разное, кто-то за, а кто-то против, и это их личное мнение. Главное, чтобы оно не переходило границы личного пространства другого человека.

Вадим Семёнов, пос. Тулинский, Новосибирская область, Областной центр образования

 

NovoSKin — новый этап в медицине

Одна из последних разработок в сфере создания живой кожи принадлежит российскому биотехнологическому стартапу из Бурятии.

Ежегодно в России регистрируют более шести миллионов новых случаев заболеваний кожи и подкожной клетчатки. Самыми распространенными из них являются экзема (18 % от всех кожных болезней), псориаз (14 %) и атопический дерматит (12 %). С ожогами разной степени к врачу каждый год обращаются более 240 тысяч россиян.

Главными направлениями деятельности Байкальского центра биотехнологий (Улан-Удэ, Республика Бурятия) являются разработка фундаментальных и прикладных методов биотехнологии и внедрение результатов тканевой инженерии и молекулярно-генетических исследований в клиническую практику. Разработка средства медицинского назначения для лечения язв, ожогов и ран кожного покрова человека, авторами которой являются кандидат биологических наук Эрдэм Баирович Дашинимаев и кандидат биологических наук Арюна Пурбодоржиевна Цыбденова (ассистент кафедры анатомии и физиологии медицинского института), прошла освидетельствование как результат интеллектуальной деятельности (ноу-хау) в Бурятском государственном университете. Компания «Шэнескин» и Байкальский центр биотехнологий разработали специальное раневое покрытие NovoSkin — искусственную кожу. Раневое покрытие создано на основе коллаген-ламининовой матрицы с применением инновационных клеточных технологий. Именно благодаря использованию в составе таких компонентов, как коллаген и ламинин, покрытие находится в полном гистотипическом подобии со строением кожи человека — это способствует структурообразовательной функции поврежденной области, ввиду чего заживление происходит скорее, чем без использования в лечении искусственной кожи. Важно подчеркнуть, что продукт не содержит живых клеток. Она заживляет ожоги и лечит раны, неприхотлива в хранении и экономична в использовании.

NovoSkin представляет собой биодеградируемое покрытие — искусственную кожу, которая способствует эффективному заживлению и подходит для лечения ожогов второй-третьей степени, открытых ран, посттравматических ран, трофических язв, отморожений и пролежней, длительно незаживающих ран. Препарат может использоваться в клиниках, госпиталях, а также продаваться в аптеках для самостоятельного использования.

Это даст возможность уменьшить количество заболеваний кожи и подкожной клетчатки и приблизить это значение к минимуму доступностью NovoSkin.

Производственные образцы NovoSkin заинтересовали инновационный центр «Сколково»; они были презентованы на выставках в Японии, Вьетнаме и в странах Ближнего Востока. Вывод продукта на рынок запланирован на 2024 год.

Вячеслав Брусенко, Новосибирск, лицей № 28

Фото Юлии Поздняковой (“Наука в Сибири”), из архива СО РАН, иллюстрации из открытых источников

Больше информации о программе «Академгородок 2.0» и СКИФ — на нашем телеграм-канале

Конкурсная работа подается в Президиум СО РАН по электронной почте: scienceinsiberia@gmail.com с пометкой «Конкурс эссе» и должна рассказывать о том, как и какие созданные отечественными учеными в России разработки и технологии улучшили (или улучшают) обычную жизнь людей. Также к эссе нужно приложить сведения об авторе и согласие на передачу прав на использование работы и обработку персональных данных.

Оценивать работы, представленные на конкурс, будет экспертный совет, в который входят представители Президиума СО РАН и научных институтов. Возглавит жюри председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон. Победители будут объявлены в начале февраля и награждены дипломами и подарками в ходе мероприятий, приуроченных к Дню российской науки 8 февраля, лучшие работы будут опубликованы в издании «Наука в Сибири» и на сайте «Академгородок 2.0». 

Кроме того, Президиум СО РАН организует для победителей встречу с руководством Сибирского отделения РАН. Эссе на конкурс нужно подать до 20 января.

Полный текст положения вместе с необходимыми шаблонами доступен по ссылке.

Начали год с циклолёта.

_______________________________________________________________________________________________________________

(далее…)

Заправлю себя сама

Я хочу предложить вам идею кровати, которая сама будет расправлять и заправлять постель. Думаю, что такая кровать будет полезна для пожилых людей, людей с ограниченными возможностями, проживающих дома. Такая кровать будет актуальна в домах для инвалидов и престарелых людей, а также в больницах в палатах реанимации. Возможно более широкое применение такой кровати.

Устройство представляет из себя механизированную кровать, которая без вмешательства человека может готовить спальное место перед сном; застилать кровать после сна; менять постельное белье с грязного на чистое; регулировать высоту спального места; регулировать температуру спального места; ласково говорить: «Спокойной ночи» и «Доброе утро».

Кровать может управляться при помощи голосового управления, а также с сенсорного пульта.

Механизм кровати находится под спальным местом и в спинке кровати и представляет собой набор роликов, валиков и захватов, а также механизмов для поднятия и передвижения валиков. Также есть механизм подъема и опускания спального места. Основная часть роликов, валиков и захватов находится под спальным местом. Смена постельного белья выполняется по принципу смены или заправки картриджей в принтере, механизмы захватов для натяжения простыни — по принципу монтажа полотна натяжных потолков.

Картридж представляет собой вал, длиной равный длине кровати, с намотанной на него деталью постельного белья (простыня, пододеяльник, одеяло, одеяло в пододеяльнике). Эти картриджи расположены в нижнем отделении под спальным местом в определенном порядке.

Принцип работы кровати заключается в следующем: выбрать валик с нужной деталью постельного белья, при помощи механизма подъема и опускания доставить валик в нужное место и при помощи механизмов зацепов расстелить или убрать выбранную деталь постельного белья.

Описание выполнения операций приведу на примере функции «застелить кровать после сна».

1. Подается команда «застелить кровать».

2. Из боковой спинки механическая рука убирает подушку со спального места, укладывая ее в отсек.

3. Спальное место поднимается до уровня верха спинки кровати, одновременно с ним выезжает валик на спинке кровати.

4. Валик захватывает и наматывает на себя пододеяльник, механизм опускает этот валик вниз, поднимает валик с покрывалом.

5. Четыре зацепа снизу захватывают углы простыни и по принципу натяжения потолочного полотна натягивают простыню и закрепляют ее снизу матраца.

6. Другие два захвата (телескопические) захватывают покрывало на валике и разматывают его на матрац.

7. Спальное место опускается на место.

Для выполнения функции «менять постельное белье с грязного на чистое» потребуются дополнительно четыре картриджа: два пустых и два с чистыми деталями постельного белья.

Функция регулировки температуры спального места осуществляется при помощи нагревательных элементов в матраце.

В заключение хочу сказать следующее. Если бы такая кровать существовала, то она была бы необходима и интересна не только людям, нуждающимся в ней, но и людям, которые не очень любят или не всегда успевают утром заправить постель.

  

Иван Суслин, I место (лицей № 28, 7-й IT-класс)

  

Подводный дрон — ЭПДИС «Сомик»

 

В современном мире человеку для исследований, изучений и открытий нужны помощники, облегчающие ему работу. Для исследовательских целей были созданы дроны. В настоящее время более популярны воздушно-наземные дроны, в то время как подводные дроны только набирают популярность.

На дне большинства водоемов скапливается огромное количество мусора и случайно выброшенных вещей, которые, казалось бы, уже не достать. Также на дне могут находиться археологические находки, ранее неизвестные виды флоры и фауны.

Современные дроны-помощники не могут, к примеру, достать мусор или потерянную вещь со дна, на месте определить вид подводного обитателя или сразу определить ранее неизвестный вид животного мира, обнаружить места скопления подводных газов, на месте выполнить быстрый химический анализ среды. Для этого нужно обязательное участие человека и довольно большое количество времени.

Подводный дрон — ЭПДИС (экспериментальный подводный дрон исследователь-собиратель) «Сомик» позволит сократить время исследований и оптимизировать работу людей.

Назначение: работы на малой глубине (до 150 метров).

Функционал: поиск и обнаружение объектов; идентификация объекта на месте; захват и подъем объектов / взятие проб; химический анализ окружающей среды; детальное исследование дна; дистанционное управление дроном.

Преимущества: беспроводная система управления; дистанционное управление дроном с устройств на ОС Android; небольшой размер (ДШВ 30 х 40 х 20 см); многофункциональность; мобильность (мощный мотор); обогрев и охлаждение (чтобы в холодной воде дрон не переохлаждался, а в жару не перегревался); автономность (емкий аккумулятор, наличие на борту мини­лаборатории, емкостей для сбора материала).

Области применения: работы экологической направленности; археологические раскопки; научно-исследовательская деятельность; военное дело; помощь в раскрытии преступлений; геологические исследования; исследование водоемов других планет.

ЭПДИС «Сомик» очень многофункционален, поэтому будет полезным помощником человеку. Сам он в диаметре небольшой, но вмещает в себя емкий аккумулятор, подводную камеру и камеру-сканер, позволяющую сканировать рельеф дна и находить объекты, мини-лабораторию, производящую химический анализ окружающей среды, два манипулятора с сетчатым захватом, металлоискатель, четыре мощных мотора, терморегулятор и мощный Wi-Fi-приемник, чтобы управление дроном шло без проблем.

Сам «Сомик» будет управляться через специальное приложение на телефоне, планшете или компьютере либо же на специальном пульте управления. Пользователь будет видеть всю картину в целом, также ему будет показываться дополнительная информация о состоянии дрона, работе его систем, его местоположении, его действиях, по желанию пользователя — о видах морских обитателей и химическом составе воды.

Сегодня дрон должен проверить химический состав воды на содержание вредных веществ и достать с глубины 25 метров потерянный золотой браслет. Работа дрона будет производиться в следующем порядке: пользователь заходит в приложение управления дроном, смотрит на все параметры и состояние дрона, если состояние дрона удовлетворительное, и он готов к погружению в воду, пользователь опускает дрон в воду (не меньше 40 см от дна) и начинает управление им. Дрон начинает свою работу и заводит четыре мотора: два горизонтально и два вертикально расположенных для удобного перемещения в воде, близко ко дну. Далее дрон, управляемый человеком, плывет на определенную глубину, берет пробу воды, пока он ищет браслет камерой­сканером, выполняется химический анализ воды. Дрон нашел потерянный браслет, пользователь приводит в действие сетчатые манипуляторы, они захватывают объект, песок же сыплется обратно на дно. «Сомик» направляется обратно, химический анализ воды завершен, вода пригодна для плавания и потребления. Дрон возвращается к пользователю и прекращает работу. Пользователь достает дрон из воды, забирает браслет, проверяет состояние дрона и выключает его.

Считаю, что применение таких устройств позволит человеку расширить возможности работы на небольшой глубине, упростит научно-исследовательскую деятельность.

 

Ольга Кашкарова, II место (лицей № 28, 7-й IT-класс)

 

Магнитная транспортная система   

С момента создания транспортных систем люди использовали для перевозок наземные, подземные и высотные пространства. Однако в последние десятилетия в связи с ростом численности населения и стремительной урбанизацией системы общественного транспорта и грузоперевозок испытывают огромную нагрузку, которая ложится на плечи органов власти и напрягает экономику. Общепризнано, что в долгосрочной перспективе нынешний рост использования личных автомобилей представляет серьезную угрозу для местных сообществ и окружающей среды, необходимы радикальные изменения в транспортной политике. Устойчивая транспортная политика — это политика, в которой социальные, экономические и экологические затраты и преимущества альтернативных видов транспорта сбалансированы таким образом, что качество жизни не снижается ни для настоящего, ни для будущего сообщества. Средства передвижения, основанные на магнитной левитации, могут в скором времени завоевать и изменить нашу жизнь, обеспечивая более быстрое, безопасное и энергоэффективное передвижение. Могут ли они изменить то, как мы выбираем место жительства, и как крупные расстояния можно преодолевать быстрее и чище?

Для решения таких транспортных проблем может подойти магнитная левитация, или маглев, — это название технологии, лежащей в основе ховербордов и сверхпроводниковых поездов. Она основана на генерации противоположных магнитных полей, которые отталкивают друг друга, противодействуя гравитации, тем самым поднимая намагниченные предметы от земли. Магнитную левитацию можно использовать в транспортных средствах всех размеров: от индивидуальных ховербордов до скоростных поездов с большой вместимостью. Ховерборд (от англ. hover — парить, board — доска) — это свободно плавающая в воздухе доска, на которой летает человек, стоящий вертикально на небольшом расстоянии от земли. Хотя строительство инфраструктуры высокоскоростных поездов маглев будет стоить достаточно дорого, эксплуатация и обслуживание поездов маглев обойдется дешевле, чем традиционных высокоскоростных поездов, самолетов или междугородних автобусов. Системы маглева могут работать на очень высоких скоростях практически без износа и поэтому более экономичны в эксплуатации, чем колесные или рельсовые системы скоростного транспорта, которые требуют регулярного интенсивного технического обслуживания. Принципиальная свобода от механического разрушения является одним из основных преимуществ высокоскоростных систем маглева. Маглев — единственная рельсовая транспортная система, в которой практически отсутствует механическое трение во время работы. В системе маглева все весовые, двигательные и боковые направляющие силы транспортного средства будут бесконтактно передаваться на рельсы, включая тормозные силы. В результате затраты на техническое обслуживание некоторых систем маглева составят лишь малую часть от затрат на обслуживание традиционных систем (колес, рельсов). В традиционных системах колеса и рельсы со временем изнашиваются. Кроме того, образующийся на поверхности рельсов песок приводит к истиранию головок рельсов.

Поскольку системы магнитной левитации могут начать вводиться в эксплуатацию по всему миру, вопросы, связанные с этими новыми транспортными технологиями, будут возникать естественно и неизбежно, особенно тогда, когда цена на нефть растет. Это повысит осведомленность о вариантах транспортной инженерии, смягчении последствий пробок, улучшении политики землепользования и энергетики. Системы маглева следует рассматривать и оценивать в контексте уже существующей инфраструктуры, имеющихся ресурсов и будущих потребностей общества. Рассматривая только перспективы и барьеры технологий маглева, без учета соответствующего контекста, невозможно обеспечить реалистичное, полезное транспортное решение для будущего.

Варвара Молчанова, III место (школа № 13)

Какой технологии не хватает человеку сегодня: мусоровоз, сортирующий мусор 

Утилизация мусора — одна из важнейших проблем нашей страны. В настоящее время мусор размещается на открытых полигонах, как, например, в Новосибирске: полигон ТБО. Некоторый мусор можно переработать. На завод переработки приезжает мусоровоз и вываливает всё на конвейер. А потом роботы и люди сортируют этот мусор и тратят на это приличное количество времени. И мне в голову пришла такая идея: что, если сделать мусоровоз, который сам будет сортировать мусор. То есть он будет загружать в себя мусор из мусорного контейнера и рассортировывать: стекло в отдел со стеклом, пластик в отдел для пластика, пищевые отходы в отдел для них и так далее. Когда он приедет на завод по переработке мусора, то заедет на платформу и выгрузит мусор в специальные отсеки через дверцы в днище корпуса. По этим отсекам уже весь рассортированный мусор поедет в печи для переплавки, а пищевые отходы и природный материал могут использоваться, например, в полях как удобрение или сжигаться в печах ТЭЦ.

Его плюсы:

1. Сократит выброс мусора в окружающую среду и улучшит ее состояние.
2. Экономия времени на рассортировку.
3. Вторичное использование отходов способствует сохранению природных ресурсов.
4. Развитие дополнительных отраслей промышленности по переработке мусора.

Андрей Стафиевский, III место (лицей № 28, 7-й IT-класс) 

Фото (групповой портрет) Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири», рисунок Алексея Липатова

Конкурсная работа подается в Президиум СО РАН по электронной почте: scienceinsiberia@gmail.com с пометкой «Конкурс эссе» и должна содержать описание научной темы или технологии, которой, по мнению участника конкурса, сейчас не хватает человечеству. Также к эссе нужно приложить сведения об авторе и согласие на передачу прав на использование работы и обработку персональных данных.

Полный текст приложения вместе с необходимыми шаблонами доступен по ссылке.

«Наука в Сибири»