Иновативни технологии и научни открития в Медицинския университет в Пловдив

През 2019 г. университетът се сдобива и с първия триизмерен биопринтер в страната, както и с биобанка, в която се съхраняват различни клетки и тъкани от пациенти с цел да се изследват различни генетични варианти.

Всичко това очевидно дава резултат - изследователите от МУ - Пловдив, могат да се похвалят с две поредни награди "Питагор" за млади учени, както и с два патента и два полезни модела (полезният модел е подобно на патент изключително право, което се дава върху изобретение, идея или концепция, което е ново и е способно да се използва в промишлеността). В момента има 2 нови входирани заявки за патент. По думите на екипа през последните години се наблюдава завръщане на млади хора, придобили образование или докторантури в чужбина, с което се внася различен подход на работа и се върви към формирането на устойчива и притегателна научна общност.

Университетът е далеч напред по пътя към завършен изследователски комплекс, като все още среща пречки при последния етап - създаване на собствени компании от студенти и преподаватели. Причините са както в недостатъците на законовата уредба, така и в липсата на стартъп финансиране - засега никой от многото фондове с европейски пари не е започнал работа в университета.

Да биопринтираш рак

Времето е основен фактор за това дали ще може да се помогне на даден пациент. Именно с подобна насоченост е и едно от направленията, в които се използва биопринтирането в пловдивския Медицински университет - т.нар. молекулна медицина.

"Това, което правим в момента, е да изработваме моделна система на тумори, например рак на дебелото черво, извън организма в среда, която е максимално близка до това, което се случва в тялото. Ние получаваме туморни клетки от конкретния пациент, смесваме ги с биомастилата, които осигуряват молекули, близки до тези, с които клетките в живия организъм контактуват, и тези минитуморчета на индивидуалния пациент ние ги принтираме. След което ги третираме с различни лекарства, за да видим индивидуалния отговор на пациента и да можем да насочим колегите онколози кое лекарство е подходящо за конкретния пациент", обяснява проф. д-р Виктория Сарафян, ръководител на направление "Молекулна и регенеративна медицина" към научноизследователския институт на университета.

Оптималното време за отчитане на резултата е до три седмици от получаването на туморния материал. На въпроса кога този метод ще може да има по-широко приложение проф. Сарафян отговаря, че това зависи от интереса на клиницистите и от наличието на изследователски капацитет. "Апаратурата дава възможност за редица научни изследвания, но за тях са необходими специалисти с различни компетенции", коментира тя.

В световен мащаб тази технология се използва като скринингова система за тестване на нови лекарства. Това по думите на проф. Благой Маринов, зам.-ректор по научноизследователската дейност, е изключителна възможност да се съкрати времето, в което едно лекарство се тества. "Жизненият цикъл на един медикамент понякога отнема 10 години, т.е. от създаването на молекулата до продажбата на този медикамент в аптечната мрежа минава много време, за да се мине през всичките фази на изпитване на лекарството и да се докажат неговите ефективност и безопасност. Тук имаме възможности да ускорим процеса и да сме много по-адекватни от създаването на нуждата от един медикамент до неговата поява и приложение", обяснява той.

Миниатюрно 3D биологично принтирано ухо Фотограф : Димитър Марков

По пътя към биопринтираните органи

Другото направление на 3D биологичното принтиране като приложение е за целите на регенеративната медицина и трансплантациите, т.е. създаването извън тялото на тъкани, дори на органи, които да заместят увредени такива.

"В момента разработваме проект, финансиран от МУ - Пловдив, за производство на хрущялна тъкан за нуждите на пластичната и естетично-възстановителната хирургия. Вече създаваме собствен протокол, който използва стволови клетки, получени от мастна тъкан. Ние "научаваме" тези клетки как да се трансформират в хрущялни, за да получим на следващ етап хрущялна маса, която впоследствие колегите хирурзи да използват", разказва проф. Виктория Сарафян.

През 2019 г. университетът се сдобива с първия триизмерен биопринтер в страната

Български биомастила и възможности по време на пандемия

Биопринтирането като част от научноизследователската дейност в университета е всъщност добър пример за съвместната работа между изследователите от МУ - Пловдив, и бизнеса. "Все повече се опитваме да насочваме приложния характер на нашите изследвания към конкретни цели, а това неизменно води до пресичане на интересите на изследователите и различните компании", обяснява проф. Сарафян.

Така се случва и с "Матрикем" - българска стартъп компания, която се занимава с производство на биомастила. "Колегите са химици, те разработват различни методи за получаване на биомастила. За тях е важно биомастилата да бъдат проверени върху различни биологични обекти по нашата технология", коментира проф. Сарафян. Тя обясни, че съвсем скоро ще бъде публикувана разработка, в която се сравняват стандартните биомастила, произведени в Швеция и други страни, с българските."Това е подкрепа за българския бизнес и в същото време за нас е възможност да намерим нещо, което за конкретен протокол би работило по-добре", обясни тя.

По подобен начин се развиват нещата по време на пандемията, когато една немска компания се обръща към университета за изследване. "Бяха разработили уникално антибактериално и антивирусно покритие от аморфен силиций и според производителя нанасянето му има ефект в рамките на една година. Те искаха ние да обективизираме резултата", разказва проф. Маринов.

И в действителност препаратът е издържал тестовете и резултатите са били много добри, като впоследствие е имало и обратно движение - от университета са поръчали най-натоварени области в сградите да бъдат обработени с този материал. "Като въртележка е - индустрията има нужда от нас, а ние също се възползваме от нейните постижения. Тази немска фирма е била стартъп на Университета в Саарбрюкен. Развитието й показва как се завърта една европейска екосистема", обяснява проф. Маринов.

Професор Благой Маринов, зам.-ректор по научноизследователската дейност в Медицинския симулационен тренировъчен център към МУ - Пловдив Фотограф : Димитър Марков

Място, на което може да правиш лекарски грешки

Докато лабораториите невинаги представляват интерес за всички студенти, с медицинския тренировъчен симулационен център (МСТЦ) към университета не е така. Оборудвано с високотехнологични манекени, истински апарати и макети, мястото е създадено с цел да се обучават хората - студентите и специализантите да се обучават на новостите в медицината в условията на близка до реалната клинична или оперативна среда.

Иновативната образователна структура е създадена преди седем години, като от изграждането ѝ до днес в нея са вложени над 10 млн. лв. - целева инвестиция на университета. По думите на проф. Маринов, директор на МСТЦ, ежегодно университетът отделя средства за купуване на нова техника, а разликата между купените симулационни модели преди 7 години и новите попълнения е видима - последните са далеч по-близки до действителността и дават на студентите и преподавателите повече възможности за упражнения.

Очаквано, за университет с капацитет близо 6500 човека клиничните бази не достигат, така че не всеки може да работи с пациенти. "Това беше едно от основанията да направим симулационния център. Той представлява защитена среда, в която дори поощряваме студентите да правят грешки, за да не ги правят след време, когато практикуват и им се налага да лекуват пациенти. Всеки обучаващ се неминуемо си задава въпроса: "Какво ще стане, ако направя нещо по начин, различен от този, по който ме обучават?" Центърът дава възможност това да се провери", обяснява проф. Благой Маринов.

По думите на проф. Маринов в различни етапи от обучението им всички студенти се упражняват на високотехнологичните манекени в симулационния център съгласно специалностите, които изучават Фотограф : Димитър Марков

Не само за студенти

От израждане на новородено - в симулирана среда с очила за комбинирана реалност, които позволяват да се наблюдава случващото се с майката и с детето, през преглед на пациент до извършване на лапароскопски операции, симулационният център служи за обучение както на студенти, така и на действащи лекари.

"В последните години е налице смяна на парадигмата - от диагностика и лечение "при леглото на болния" към придобиване на компетентност и възможност за извършване на изключително сложни и в същото време миниинвазивни операции. Симулационният тренировъчен център има за цел да подготви кадрите, от които ще има нужда", споделя проф. Маринов.

По думите му в някои от високотехнологичните симулатори могат да бъдат въведени индивидуални анатомични характеристики на пациента, което помага на лекарите да се подготвят максимално добре за предстояща манипулация. "Макар човешката анатомия да е позната, съществуват т.нар. вариетети - някъде в тялото може да има разклонения на съдовете, различно от описаните в учебниците. Ние сме в състояние на базата на едно изследване - примерно компютърна томография, да въведем в апарата индивидуалната анатомия на пациента, на която операторът да се упражнява, преди да извърши самата манипулация", обяснява професорът.

Проф. Маринов разказа още, че миналата година е създадено и национално сдружение на специалистите, занимаващи се със симулационна медицина - Българско общество по симулационна медицина, което обединява всички медицински университети и факултети в страната. Той самият е негов председател, а целта на сдружението е на повече места в България да се внедри обучение, близко до реалната среда.

Високотехнологичните апарати и манекени дават възможност и на практикуващи лекари да се упражняват на новостите в центъра Фотограф : Димитър Марков

Стъпка по стъпка

В момента в университета действат над 15 договора за услуги и научни проучвания по заявка на бизнес организации. Пример за такова завършило партньорство е изследването на соковете от арония, за целите на което в университета в периода 2013-2016 г. се изпълняват два проекта съвместно с учени от БАН, както и с компания - производител на сокове от арония.

Експерименталната част се извършва в катедрата по анатомия в университета, а клиничната - в отделението по кардиология. По думите на екипа фокусът е бил как да се помогне в ежедневието на тези хора, които успешно стареят и нямат рискови фактори, тъй като останалите обикновено са подложени на сериозно лечение с медикаменти. А резултатите са категорични, че аронията има положително действие върху добрия холестерол, както и върху стареенето на сърдечносъдовата система и невропротекцията.

Въпреки добрите примери обаче по думите на екипа от изследователи все още липсва устойчива връзка, посредством която да се извършва трансфер на знания и технологии между университета и бизнеса.

Няма никакъв смисъл да откриеш нещо и да го поставиш на рафта. Важното е то да проработи и да повиши благосъстоянието на хората.

проф. Благой Маринов

На преден план пред екипа стои задачата да се засили комерсиализацията на научните постижения на изследователите и да се включи университетът в предприемаческата екосистема в страната. По тази причина се планира изграждането на Иновационен офис за технологичен трансфер към МУ - Пловдив, който да се фокусира именно върху управлението на интелектуална собственост, контакта с индустрията и комерсиализацията на резултатите от изследователска дейност.

По думите на проф. Маринов, преди този трансфер да се наложи като работещ модел, трябва да бъдат преодолени няколко препятствия. Първо, ограничените възможности на университетите за извършване на стопанска дейност. В момента те могат да го правят само в рамките на присъщата им област - обучението. "Инициативността, която се изисква от нас, изпреварва нормативната уредбата", категоричен е проф. Маринов.

Второ, българският бизнес все още не отделя достатъчен ресурс за развитие на собствени научни отдели, необходими за внедряване на едно медицинско откритие, обяснява той. "Да вземем например едно химично съединение, което може потенциално да се използва като лекарство. Неговият ефект се установява, но от този момент до производството му трябва да се изработи технология за доставяне на лекарството. Големите международни фармацевтични компании имат свои научни отдели, в които именно се извършва тази развойна дейност, докато в България това не е така", смята проф. Маринов.