Сотрудничество с ВУЗами Сотрудничество с ВУЗами

В рамках созданных научно-образовательных центров с рядом высших учебных заведений проводится политика привлечения молодежи для исследовательской работы в ИВС РАН. Научные сотрудники Института принимают активное участие в работе базовой кафедры и научно-образовательных центров:


Базовая кафедра медицинской биотехнологии Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.


Научно-образовательный центр с физическим факультетом Санкт-Петербургского государственного университета:

  •  «Физика полимеров, биополимеров, жидких кристаллов и дисперсных систем».
  • «Наноструктуры и самоорганизация в функциональных макромолекулярных системах и их диагностика».

 

Научно-образовательный центр с химическим факультетом Санкт-Петербургского государственного университета:

  • «Химия и современные материалы».


Научно-образовательный центр с Санкт-Петербургским государственным политехническим университетом:

  • «Полимеры в биотехнологии и медицине»   
    подробнее

Научно-образовательный центр с Санкт-Петербургским государственным университетом растительных полимеров:

 


Научно-образовательный центр с Санкт-Петербургским государственным университетом кино и телевидения:

  • «Технология полимеров для кинофотоматериалов».


Научно-образовательный центр с Московским государственным университетом им. М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургским государственным университетом:

  • «Компьютерное моделирование наносистем в науке о материалах и биологии».  

 

Oб основных результатах деятельности:

1. Базовая кафедра медицинской биотехнологии СПбГПУ

 

КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ПРИ УЧРЕЖДЕНИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
ИНСТИТУТЕ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РАН

(зав. кафедрой - чл.-корр. РАН, д.х.н., проф. Панарин Е.Ф.)

 
Кафедра медицинской биотехнологии при Институте высокомолекулярных соединений РАН (ИВС РАН) создана 24.09.2001 на факультете медицинской физики и биоинженерии Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета (СПбГПУ).
 
Цель создания кафедры состояла в сохранении и развитии научно-технического потенциала Северо-Западного региона России в области фундаментальных и прикладных исследований по медицинской биотехнологии и фармации.
 
Кафедра призвана готовить магистров и специалистов - биотехнологов для работы в исследовательских институтах и предприятиях, связанных с получением, исследованием и применением природных и синтетических полимеров, биотехнологических продуктов медицинского назначения, производимых путем химического и микробиологического синтеза, а также из животного и растительного сырья.
 
Основная стратегия деятельности кафедры состоит в сочетании фундаментального образования с планомерным внедрением в учебный процесс современных разделов науки о медицинских полимерах и биотехнологии, а также в ознакомлении студентов с научно- экспериментальной базой ИВС РАН и вовлечением их в научно-исследовательский процесс при проведении практического обучения непосредственно в лабораториях.
 
1. Научная деятельность кафедры связана с исследованиями в области химии, физико-химии и физики полимеров, проводимых в ИВС РАН и осуществляется в следующих направлениях:
 
  • синтез и физико-химическое изучение гидрофильных функциональных полимеров как носителей биологически активных веществ;
  • модификация биологически активных веществ и установление соотношения структура - активность (антибиотики, ферменты, стероидные и полипептидные гормоны, анионные и катионные ПАВ, биогенные элементы);
  • установление связи между составом, структурой, физико-химическими свойствами и активностью полимерных биологически активных веществ на молекулярно-клеточном и физиологических уровнях;
  • наноструктурированные полимерные системы и материалы медицинского назначения на их основе с полифункциональной биологической активностью;
  • изучение динамики структурных превращений многокомпонентных биологически активных систем в растворах физическими методами;
  • разработка на основе синтетических и природных полимеров новых биотехнологических сорбентов, биомедицинских материалов и систем с полифункциональной биологической активностью;
  • изучение равновесия, кинетики и динамики межмолекулярного взаимодействия сшитых и растворимых гидрофильных полимеров с биологически активными веществами;
  • разработка биотехнологических процессов получения высокоочищенных субстанций лекарственных веществ, диагностических тест-систем, а также аналитических методов контроля их качества.
 
На кафедре разработаны методы синтеза многоцелевых водорастворимых полимеров-носителей с широким набором функциональных групп, обеспечивающих присоединение биологически активных веществ к макромолекуле заданным типом связи. Эти полимеры предложены как модели некоторых биополимеров, как транспортные средства и модификаторы биологически активных веществ (гормонов, антибиотиков, ферментов, антисептиков, ДНК и др.) с целью осуществления их целевого транспорта в заданный орган – мишень.
 
При исследовании биомедицинских полимеров основное внимание было уделено установлению взаимосвязи между химическим строением и собственной биологической активностью функциональных водорастворимых полимеров. Это позволило обнаружить новый класс полимерных веществ, проявляющих антимикробную, противовирусную, противоопухолевую, иммуномодулирующую, ростстимулирующую и другие виды биологической активности.
 
Фундаментальное значение имеют результаты, полученные при модификации синтетическими полимерами низкомолекулярных биологически активных веществ с различными механизмами действия, позволяющие обосновать пути направленной модификации и коррекции биологической активности лекарственных веществ и их целевого транспорта. Сотрудниками кафедры совместно с медицинскими учреждениями созданы оригинальные высокоэффективные полимерные лекарственные препараты с антимикробной, противоопухолевой, ростстимулирующей, полифункциональной активностью (повиаргол, поглюкар, катапол, доксан, геленпол), которые используются в медицине и сельском хозяйстве.
 
Разработаны оригинальные методы контролируемого введения биокомплемента в структуру сорбента, заключающиеся в прямом твердофазном синтезе пептидного лиганда на поверхности монолитной сепарационной среды. Созданы биораспознающие поддерживающие среды, предназначенные для инженерии костной ткани и культивирования клеток кожи человека.
 
Сформулированы основные подходы к регулированию селективности сорбции биологически активных веществ сшитыми и растворимыми полиэлектролитами. На основе гидрофильных мономеров синтезированы высокоэффективные хроматографические носители для препаративной и индустриальной хроматографии биологически активных веществ, а также разработаны селективные методы очистки и выделения из нативных растворов противоопухолевых и антибактериальных антибиотиков (рубомицина, доксорубицина, эремомицина, фузидиевой кислоты).
 
Разработан способ количественной оценки эффективности образования макромолекулярных металлокомплексов карбоксилсодержащих полимеров с ионами переходных металлов на основе эффекта тушения ионами переходных металлов люминесценции макромолекул с люминесцентными метками. С его помощью установлено влияние химического (в том числе изомерного) строения карбоксилсодержащих полимеров и внешних условий на устойчивость макромолекулярных металлокомплексов с ионами биогенных элементов: меди, никеля, серебра. Это позволило направленно варьировать функциональные характеристики макромолекулярных металлокомплексов.
 
Развиты фундаментальные представления о механизме разрушения композиционных материалов в зависимости от вязкоупругих (диссипативных) свойств полимерной матрицы. Путем совершенствования молекулярной и надмолекулярной структуры полимерной матрицы разработаны новые конструкционные материалы с высоким уровнем прочности и вязкости разрушения. Эти материалы представляют интерес для изготовления ортопедических изделий.
 
Кафедра медицинской биотехнологии ведет совместную научную работу с другими кафедрами факультета медицинской физики и биоинженерии СПбГПУ.
С кафедрой физико-химических основ медицины ведутся работы по разработке новых типов полимерных катионных флокулянтов для применения в биотехнологической и медицинской промышленности. Интенсификация биотехнологических процессов, связанных с выделением целевых продуктов, ценных для жизнедеятельности человека, невозможна в современном производстве без применения функциональных полимерных систем, обеспечивающих селективную биосепарацию и специфическое взаимодействие с клетками микроорганизмов и другими компонентами культуральных жидкостей. Поэтому главными целями этих исследований являются разработка научных основ синтеза высокомолекулярных полиэлектролитов нового типа и их использование в качестве высокоэффективных флокулянтов в биотехнологии, а также разработка новых подходов к интенсификации биотехнологических процессов на основе изучения механизмов и особенностей межмолекулярного взаимодействия полимер – целевое биологически активное вещество.
Совместно с кафедрой медицинских технологий проводятся работы по синтезу и модификации новых высокоселективных растворимых и сшитых полимеров, по исследованию их сорбционных свойств, созданию биологической модели метаболического синдрома и нарушенной деятельности естественных механизмов детоксикации для внедрения эфферентных методов лечения в медицинскую практику. В настоящее время применение эфферентных методов как основы детоксикации организма больных с целью снижения риска гипертензии, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, подагры и других тяжелых заболеваний является перспективной альтернативой существующих фармакологических подходов к лечению этих заболеваний.
 
2. Образовательная деятельность кафедры.
Фундаментальные и прикладные исследования в области медицинской биотехнологии проводятся в ИВС РАН с участием студентов и аспирантов СПбГПУ. Это позволяет получать новые научные знания, подготавливать высококвалифицированных специалистов на основе интеграции научного, кадрового и материально-технического потенциала академического института и высшей школы.
 
Наличие на базовой кафедре специальных лабораторных помещений, оснащенных современным оборудованием, позволяет осуществлять на высоком уровне научно- образовательный процесс.
 
Ведущие ученые ИВС РАН читают студентам общие и специальные лекционные курсы на 2, 4, 5 и 6 курсах факультета медицинской физики и биоинженерии СПбГПУ, осуществляют научное руководство студенческими и аспирантскими научно-исследовательскими работами.
 
В настоящее время сотрудниками кафедры читаются следующие учебные курсы студентам факультета медицинской физики и биоинженерии:
  •  Химия высокомолекулярных соединений;
  •  Введение в медицинские полимеры и материалы;
  •  Введение в физику лекарственных полимеров;
  •  Физические методы исследования лекарственных веществ;
  •  Фракционирование биологически активных веществ;
  •  Медицинская биотехнология;
  •  Модификация физиологически активных полимеров и создание на их основе лекарственных средств и изделий медицинского назначения;
  •  Медицинское материаловедение;
  •  Культивирование микроорганизмов.
 
В курсах лекций рассматриваются основные принципы строения и важнейшие методы получения синтетических высокомолекулярных соединений; основные типы синтетических и природных полимеров, применяемых в биомедицинских и биотехнологических целях; физические методы исследования биотехнологических продуктов; теория и практика культивирования микроорганизмов; современные методы разделения и анализа биополимеров и их фрагментов; методы направленной модификации биологически активных веществ; примененение иммобилизованных систем в биотехнологии и медицине; основы создания биосовместимых материалов, физико-химические основы технологий получения аминокислот, антибиотиков, ферментов, вакцин, диагностических препаратов; механика полимерных, металлических, керамических и композиционных материалов, используемых в медицинских целях и способы их переработки.
 
За время существования кафедры издан ряд учебных пособий:
 
Паутов В.Д. Прикладная физика. Гидродинамические и оптические методы исследования лекарственных веществ. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета. 2006. 99 с.
 
Паутов В.Д. Прикладная физика. Спектроскопические методы исследования лекарственных веществ. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета. 2006. 127 с.
 
Панарин Е.Ф. «Полимеры в медицине и фармации». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2008. 192 с.
 
Писарев О.А., Полякова И.В. «Фракционирование биологически активных веществ. Часть 1: Аналитические методы». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2009. 95 с.
 
Е.Ф. Панарин «Химия высокомолекулярных соединений». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2010. 203 с.
 
П.Г.Ганин, О.А. Писарев «Физико-химические основы культивирования микроорганизмов и выделения целевых продуктов биосинтеза». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2010. 138 с.
 
            На кафедре разработана магистерская программа 140400.68.20 «Физико-химические основы создания новых материалов и технологий в медицине и биотехнологии». Эта программа носит авторский характер и отражает научно-педагогическую школу, существующую на кафедре.
 
         Магистерская программа разработана на основе Государственного образовательного стандарта подготовки 140440 - «Техническая физика», приказа Министерства образования науки РФ от 02.03.2000г. № 686, с учетом изменений, внесенных в действующие государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования по направлению подготовки для получения степени (квалификации) «магистр» в соответствии с приказом Минобрнауки от 22.03.2006г. № 62 «Об образовательной программе высшего профессионального образования специализированной подготовки магистров».
 
         Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки магистра по направлению 140400 «Техническая физика» при очной форме обучения составляет 6 лет. Программа подготовки магистра включает программу подготовки бакалавра по соответствующему направлению (4 года) и специализированной подготовки магистра (2 года).
 
 
Краткая аннотация магистерской программы 140400.68.20
«Физико-химические основы создания новых материалов и технологий в медицине и биотехнологии»
 
Основы химии высокомолекулярных соединений. Медицинское материаловедение. Природные и синтетические материалы для медицины и биотехнологии. Теоретические и прикладные проблемы получения полимерных биомедицинских материалов. Химические и физические основы создания биосовместимых материалов. Физическая химия разделительных процессов, применяемых в биотехнологии и медицине. Особенности культивирования микророрганизмов, животных и растительных клеток. Иммобилизованные системы в биотехнологии и медицине. Физико-химические основы технологий получения аминокислот, антибиотиков, ферментов, вакцин, диагностических препаратов. Физические методы исследования биотехнологических продуктов.

 

 


Филиал кафедры физической и коллоидной химии
Санкт-Петербургского гос. технологического университета растительных полимеров (СПбГТУРП) в ИВС РАН 

    В соответствии с постановлением Правительства РФ от 09.09.1996 г. О Федеральной целевой программе “Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 гг. в целях улучшения подготовки кадров по специальностям “Химическая технология высокомолекулярных соединений и “Технология химической переработки древесины в 1997 г. в ИВС РАН был организован Филиал кафедры физической и коллоидной химии СПбГТУРП с учебной лабораторией (далее – Филиал), руководителем которого в настоящее время является д.ф.-м.н., проф. С.В. Бронников. Впоследствии Филиал стал производить также обучение бакалавров и магистров техники и технологии по специальности “Химическая технология и биотехнология . Долгосрочной целью создания Филиала является непрерывность подготовки специалистов высшей квалификации. В 2007 работа Филиала осуществлялась в рамках Договора о сотрудничестве между ИВС РАН и СПбГТУРП.