Лазер ученых Пермского Политеха позволит безопаснее лечить рак
Лазерные источники излучения обладают уникальными свойствами, и их часто используют в современной медицинской практике. С их помощью можно оказывать терапевтическое и хирургическое воздействие на различные части тела. В том числе медицинские лазеры применяют при таких заболеваниях, как рак или СПИД. При онкологических, инфекционных или кожных патологиях используют фотодинамическую терапию, в процессе которой необходимо перестраивать длину волны излучения. Не все виды лазерной техники позволяют проводить этот процесс. Ученые Пермского Политеха с коллегами усовершенствовали конструкцию волоконного иттербиевого лазера. В отличие от других устройств, он сможет «убивать» раковые клетки без вреда для организма человека.
Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Результаты исследования разработчики опубликовали в журнале «Прикладная фотоника». В работе также приняли участие специалисты Пермской научно-производственной приборостроительной компании. Исследование позволило расширить номенклатуру изделий волоконно-оптической медицинской техники. По словам ученых, разработку можно использовать в создании отечественных медицинских лазеров, что позволит обеспечить технологический суверенитет страны.
Фотодинамическое воздействие происходит в результате образования активных форм молекул в аэробных клетках — в частности, синглетного кислорода. Лазер при облучении переводит его в возбужденное состояние. Сейчас для этих целей используются светочувствительные вещества, которые могут оказывать негативное воздействие на человека. Разработка пермских ученых позволит уничтожать раковые клетки без нагрузок на организм. Это стало возможно за счет регулирования длины волны лазера и ее более точной настройки. По словам разработчиков, технология также будет более экономичной.
«Лазерные источники обладают уникальными свойствами: высокой степенью монохроматичности, временной и пространственной согласованностью, значительной интенсивностью спектра и возможностью регулировки длительности воздействия. Но для некоторых методов лазерной медицины недостаточно использовать источники с фиксированной длиной волны. Увеличить диапазон их воздействия, усилить излучение малой мощности, регулировать длительность воздействия позволяет нелинейно-оптическое преобразование частоты излучения», — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры «Общая физика» Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Владимир Беспрозванных.
Ученые изготовили иттербиевый волоконный лазер с длиной волны 1,27 мкм с возможностью ее регулирования, затем провели его экспериментальное исследование и математическое моделирование. Это позволило определить его эффективность, а также рассчитать оптимальную длину активного световода и выяснить, как она влияет на мощность лазера при различных параметрах.
Для накачки лазера ученые использовали диод с многомодовым волоконным выходом. Длину волны они измерили с помощью анализатора оптического спектра. Для создания резонатора лазера разработчики использовали волоконные брэгговские решетки. Они проанализировали концентрацию легирующих веществ в световоде с помощью сканирующего электронного микроскопа. Это позволило выбрать материалы для изготовления лазера с необходимыми параметрами. Результаты исследования можно использовать для расширения возможностей волоконно-оптической лазерной техники в сфере медицины.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно