НОЦ «Полимеры в биотехнологии и медицине» НОЦ «Полимеры в биотехнологии и медицине»

  

Федеральное бюджетное Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН в рамках интеграции с Вузами имеет следующие образовательные структуры:
 
1.   Научно-образовательный центр (НОЦ) «Полимеры в биотехнологии и медицине»
Место нахождения: ИВС РАН
 
 
      Данные по учреждению РАН:
 
Ф.И.О руководителя, ученая степень: Панарин Евгений Федорович, чл.-корр. РАН, проф.
Кол-во привлеченных научных сотрудников: 2010-29; 2011-30, 2012-32
Кол-во членов РАН (ак., чл.-корр. РАН): 1
Кол-во студентов, проходящих обучение: 2010-216; 2011-224;2012-234.
 
 
 
Данные по Вузу-партнеру:
 
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет (СПбГПУ),
факультет медицинской физики и биоинженерии,
Кафедра медицинской биотехнологии, кафедра физико-химических основ медицины
Кол-во привлеченных преподавателей: 14
 
Направление подготовки 140400 «Техническая физика»,
авторская магистерская программа 140400.68.20 - Физико-химические основы создания новых материалов и технологий в медицине и биотехнологии»
Квалификация: специалиста: магистр техники и технологии
Срок обучения: 4 , 5 и 6 курс
Правовой статус: Договор между ИВС РАН и СПбГПУ о создании Научно-образовательного центра «Медицинская биотехнология» от 25.01.2009.
 
 
 
  
 
 
I. Перечень учебных программ по спецкурсам, читаемых в рамках деятельности НОЦ «Полимеры в биотехнологии и медицине» при ИВС РАН.
 
1. Химия высокомолекулярных соединений.
Основным целью дисциплины является подготовка инженеров-исследователей, способных решать вопросы, связанные с разработкой и использованием высокомолекулярных соединений и полимерных материалов, предназначенных для применения в биотехнологии, медицине, фармации, биохимическом анализе, пищевой и косметической промышленности. Курс химии высокомолекулярных соединений читается в 8 семестре.
В курсе рассматриваются: определение понятия высокомолекулярных соединений; основные принципы строения высокомолекулярных соединениях, их структурная организация, отличия от низкомолекулярных веществ; важнейшие методы получения синтетических высокомолекулярных соединений, их превращения, исследование структуры, свойств; основные виды природных полимеров, их химическое строение и функции и свойства; основные типы синтетических и природных полимеров, применяемых в биомедицинских и биотехнологических целях. Общая трудоемкость дисциплины составляет 34 часа.
Курс читает зав.каф., чл.-корр. РАН, проф. Е.Ф. Панарин.
 
 
2. Медицинская биотехнология.
Целью обучения студентов по курсу медицинской биотехнологии является изучение современного состояния развития методов получения, исследования и анализа биотехнологических и фармацевтических продуктов, получаемых микробиологическим и химическим синтезом, а также из растительного и животного сырья. Курс медицинской биотехнологии читается в 9 и 10 семестрах.
В курсе рассматриваются основы использования полимерных биоматериалов как основы имплантантов, сорбентов, диагностических тест - систем и вспомогательных материалов в фармации. Рассмотрены основные типы используемых полимеров, их свойства. Существенное внимание уделено проблемам гемосовместимости, биодеградации, испытаниям на биосовместимость и стерилизации биотехнологических полимеров, методам модификации биологически активных веществ полимерами. Общая трудоемкость дисциплины составляет 102 часа, из них лабораторные занятия – 51 час.
Курс читают зав.каф., чл.-корр. РАН, проф. Е.Ф. Панарин и проф., д.х.н. М.В. Соловский, доц., к.х.н. О.А. Писарев.
 
 
3. Фракционирование биологически активных веществ.
В связи с тем, что биологические системы содержат большое количество компонентов, часто близких по ряду физико-химических свойств, а также в связи с развитием методов изучения надмолекулярной организации биополимеров фракционирование сложных смесей является одним из основных этапов решения многочисленных проблем биохимии, биофизики и молекулярной биологии. Курс фракционирования биологически активных веществ читается в 11 семестре.
Целью обучения студентов по курсу является изучение современного состояния развития методов разделения и анализа биополимеров и их фрагментов. В курсе рассматриваются современные методы экстракции, аналитической и препаративной хроматографии, электрофореза, противоточного распределения, мембранные методы разделений. В каждом подразделе курса содержится изложение теории метода, постановки эксперимента и обсуждение полученных результатов. Общая трудоемкость дисциплины составляет 34 часа.
Курс читают доц., к.х.н. О.А. Писарев и доц., к.т.н. Полякова И.В.
 
 
4. Медицинское материаловедение.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны получить знания по механике полимерных (металлических, керамических) и композиционных материалов, используемых в медицинских целях, и способам их переработки. Курс медицинского материаловедения читается в 8 семестре.
В курсе рассматриваются основные методы механических испытаний полимеров и поведение полимерных материалов под нагрузкой, вязкоупругость и модели вязкоупругого поведения полимеров, деформационно-прочностные свойства и механика разрушения полимеров, вязкотекучее состояние и вязкость расплавов полимеров, технологии переработки медицинских полимеров, полимерные композиционные материалы, а также механическое поведение композиционных материалов на основе полимерной матрицы. Общая трудоемкость дисциплины составляет 34 часа.
Курс читает проф., д.ф.-м. н. В.Е. Юдин.
 
 
5. Спектроскопические методы исследования биотехнологических продуктов.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны получить знания по основным спектроскопическим методам изучения свойств биологически активных веществ и биотехнологических продуктов. Курс спектроскопических методов исследования биотехнологических продуктов читается в 11 семестре.
 
В курсе рассматриваются ИК- спектроскопия молекул и макромолекул.                 радиоспектроскопия молекул и макромолекул, диэлектрическая спектроскопия макромолекул, дисперсия оптического вращения и круговой дихроизм. Даются основные представления о динамике макромолекул, о растворимых и сетчатых       полиэлектролитах. Общая трудоемкость дисциплины составляет 34 часа.
Курс читает проф., д.ф.-м. н. В.Д. Паутов.
 
 
6. Оптические методы исследования биотехнологических продуктов.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны получить знания по оптическим методам изучения биотехнологических продуктов. Курс оптических методов исследования читается в 10 семестре.
 
В курсе рассматриваются методы динамического и статического светорассеяния, диффузия и седиментация биполимеров, двойное лучепреломлениение, а также потенциометрическое титрование биополимеров. Общая трудоемкость дисциплины составляет 34 часа.
Курс читает доц., к.ф.-м. н. А.И. Киппер
 
 
7. Основы культивирования микроорганизмов.
Микробиологический синтез широко используется для промышленного получения широкого ряда физиологически активных соединений, используемых в формации, парфюмерии, пищевой промышленности, научных исследованиях.
Целью обучения студентов по курсу является изучение теоретических основ культивирования микроорганизмов, моделирования элементов управляемого биосинтеза, способов интенсификации биосинтеза, в том числе, биосинтеза физиологически активных биополимеров, а также, биологической очистки водных растворов от загрязнений. Курс читается в 11 семестре.
В каждом подразделе курса содержится изложение теоретических основ и элементов математического моделирования поведения популяции микроорганизмов. В курсе рассматриваются способы культивирования микроорганизмов, стехиометрия роста и метаболизма микроорганизмов, кинетика роста и метаболизма микроорганизмов, особенности роста и метаболизма микроорганизмов на жидких гидрофобных субстратах, управляемое культивирование микроорганизмов, теоретические основы высокоплотностного культивирования микроорганизмов. Общая трудоемкость дисциплины составляет 34 часа.
Курс читает доц., к.т.н. П.Г. Ганин.
 
 
8. Физиологически активные полимеры.
Цель курса – изложение основ получения синтетических физиологически активных полимеров, их свойств, установление связи между структурой и биологической активностью, применение в медицине и народном хозяйстве. Рассматриваются водорастворимые физиологически активные вещества различных классов, а также корпускулярные физиологически активные полимеры (микрочастицы), растворяющиеся или циркулирующие в живом организме.
Курс читает д.х.н., проф. М.В. Соловский.
 
 
 
II. Участие в ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновациной России на 2009-2013 годы»
 
НОЦ «Полимеры в биотехнологии и медицине» стал победителем по лоту «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области химии высокомолекулярных соединений, нефтехимии, катализа» шифр «2010-1.1-134-134» по теме: «Создание нового поколения растворимых и сшитых биополимеров медицинского и биотехнологического назначения» (шифр заявки «2010-1.1-134-134-019». Государственный контракт № 14.740.11.0382 от 20.09.2010. Контракт успешно завершен (акт о выполнении контракта от 15.11.2012.)
 
 
III. Кандидатура на соискание премии президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых:
Лещинская Анастасия Петровна, 1983 г. рождения, ИВС РАН, «Высокомолекулярные соединения», кандидат технических наук.
Название диссертации: «СОЗДАНИЕ НОВЫХ ВЫСОКОСПЕЦИФИЧНЫХ СОРБЕНТОВ МОЧЕВОЙ КИСЛОТЫ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОГО
ИМПРИНТИНГА»
 
 
IV. Награды студентов, аспирантов, молодых ученых.
Студентка СПбГПУ Захарова М.А.- 3 место в конкурсе на звание « Лучший студент СПбГПУ» -2011 г.
Студентка СПбГПУ Титова А.В. – 1 премия в конкурсе научных работ в рамках «40ой недели науки СПбГПУ»-2011
Н.с., к.т.н Гаркушина И.С.- грант правительства Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук-2011 г.
Н.с., к.т.н Лещинская А.П. -грант правительства Санкт-Петербурга для молодых кандидатов наук -2012 г.
 
 
 
CПРАВКА
о научно-педагогической деятельности Научно-образовательного центра «Полимеры в биотехнологии и медицине» в Институте высокомолекулярных соединений РАН
 
Средства по программе целевых расходов Президиума РАН  «Поддержка молодых ученых» в 2012 году не выделялись.
 
            Создание Научно-образовательного центра «Полимеры в биотехнологии и медицине» (НОЦ) утверждено директором Учреждения Российской академии наук «Институт высокомолекулярных соединений РАН» (ИВС РАН) и ректором Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет» (СПбГПУ) в 2008 году. Основной структурной единицей НОЦа является базовая кафедра медицинской биотехнологии СПбГПУ при ИВС РАН, созданная в 2001 году.
 
Научный руководитель НОЦ: член-корр. РАН, проф., директор Института Высокомолекулярных Соединений РАН. Е.Ф. Панарин. Е.Ф. Панарин является лауреатом премии им. Д.И. Менделеева в области химии, заслуженным изобретателем России. Он является членом редколлегии журнала «Высокомолекулярные соединения» и зам. главного редактора журнала «Прикладная химия»
 
Цель создания НОЦ - эффективная интеграция научной деятельности с образовательным процессом и проведение совместных фундаментальных и прикладных исследований, создание новых инновационных технологий. Долгосрочная цель создания НОЦ состоит в сохранении и развитии научно-технического потенциала Северо-Западного региона России в области фундаментальных и прикладных исследований в области химии высокомолекулярных соединений и медицинских полимеров.
НОЦ призван 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.
 
1. Научно- исследовательская деятельность НОЦа связана с исследованиями в области химии, физико-химии и физики полимеров, проводимых в ИВС РАН и в СПБГПУ 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.
Во всех этих направлениях проводятся совместные фундаментальные и прикладные исследования в рамках научных и научно-технических программ различного уровня сотрудниками с участием студентов, аспирантов, докторантов. Проводятся регулярные научные семинары с участием студентов, аспирантов и докторантов. Организована и ежегодно проводится секция «Полимеры в биотехнологии и медицине» в рамках ежегодной недели науки в СПбГПУ. Осуществляется поддержка работы Межкафедральной учебно-исследовательской лаборатории «Природоохранная и медицинская биотехнология».
 
В 2012 году НОЦ «Полимеры в биотехнологии и медицине» успешно закончил выполнение контракта по мероприятию 1.1. «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров» ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы»
 
2. Образовательная деятельность НОЦа.
Наличие в НОЦ специальных лабораторных помещений, оснащенных современным оборудованием, позволяет осуществлять на высоком уровне научно-образовательный процесс.
В течение 2012 года с целью привлечения талантливой молодежи в научную среду сотрудниками НОЦ проводились лекции в школах № 452, 466, 342 Выборгского района г. Санкт-Петербурга. В результате 11 выпускников этих школ поступили на первый курс факультета медицинской физики и биоинженерии СПбГПУ.
Ведущие ученые ИВС РАН читали студентам общие и специальные лекционные курсы на 2, 4, 5 и 6 курсах факультета медицинской физики и биоинженерии СПбГПУ, осуществляли научное руководство студенческими и аспирантскими научно-исследовательскими работами.
Осуществлялась подготовка бакалавров по направлению 140400 «Техническая физика» и магистров по следующим специальностям:
140400.68.17  «Физико-химические основы создания новых полимерных материалов и технологий в медицине и биотехнологии»
140400.68.20 «Медицинская и биоинженерная физика»
 
 Сотрудниками НОЦа издан ряд учебных пособий:
  1. Паутов В.Д. Прикладная физика. Гидродинамические и оптические методы исследования лекарственных веществ. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета. 2006. 99 с.
  2. Паутов В.Д. Прикладная физика. Спектроскопические методы исследования лекарственных веществ. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета. 2006. 127 с.
  3. Панарин Е.Ф. «Полимеры в медицине и фармации». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2008. 192 с.
  4. Писарев О.А., Полякова И.В. «Фракционирование биологически активных веществ. Часть 1: Аналитические методы». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2009. 95 с.
  5. Е.Ф. Панарин «Химия высокомолекулярных соединений». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2010. 203 с.
  6. Ганин П.Г, Писарев О.А. «Физико-химические основы культи- вирования микроорганизмов и выделения целевых продуктов биосинтеза». Издательство Политехнического университета.2010.140c.
  7. Писарев О.А, Полякова И.В. «Фракционирование биологически активных веществ. Часть 2: Препаративные методы». Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2011. 180с.
  8. Соловский. М.В. Физиологически активные полимеры. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2011. 110с.
В рамках «41ой Недели науки СПбГПУ» в 2012 году проведены заседания секции «Медицинская биотехнология», где студенты, аспиранты и молодые ученые вузов Санкт-Петербурга и учреждений РАН представили свои научные работы по медицинской биотехнологии и медицинским полимерам.
Сотрудниками НОЦа разработана магистерская программа 140400.68.17 «Физико-химические основы создания новых материалов и технологий в медицине и биотехнологии». Эта программа носит авторский характер и отражает научно-педагогическую школу, существующую в НОЦ.
 
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 140400.68.17 «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.