Алгоритм против малярии, «световая» диагностика, эфир против антибиотиков — обывателю эти названия могут показаться набором бессмысленных слов. Однако для ученых это — серьезные научные открытия, которые в этом году получили премию European Inventor Award Европейского патентного ведомства.
Например, итальянского микробиолога Рино Раппуоли отметили за продолжительную научную работу: всю жизнь он разрабатывал вакцины нового поколения против менингита, коклюши, дифтерии и других инфекционных заболеваний.
Какие еще изобретения смогут изменить мир уже в ближайшее время?
Супер-губка Pure
20 апреля 2010 года в 80 километрах от побережья штата Луизиана произошел взрыв на нефтяной платформе. В Мексиканский залив вылилось 5 миллионов баррелей тонн нефти, загрязнив площадь в 75 тысяч квадратных километров.
С изобретением так называемой губки Pure у мира появилось новое оружие против разливов нефти и других вредных веществ в водах мирового океана. Его автор — немецкий химик Гюнтер Хафшмид. Он разработал похожее на вату синтетическое вяжущее вещество, которое назвал Pure (в переводе с английского означает «чистый»).
«Вата» оказалась сильным абсорбентом, а использовать ее для очистки воды можно несколько раз. Pure способен поглощать из воды вредные жидкости весом почти в семь раз больше его собственной массы.
Алгоритм против малярии
Каждые две минуты в Африке от малярии умирает ребенок, не дожив до своего пятого дня рождения. Малярию очень сложно распознать на ранних этапах и легко спутать с другими заболеваниями. Поэтому только 10% случаев малярия правильно диагностируется. В 2016 году около 200 миллионов человек заразились малярией, а ежегодно от этой болезни умирает почти 500 тысяч человек, при этом больше 3 миллиардов проживают в зоне риска.
Согласно недавним исследованиям, точная и своевременная диагностика малярии может предотвратить примерно 100 тысяч летальных исходов в одной только Африке. Сегодня в примерно 60% случаев врачи ставят неправильный диагноз и только через восемь дней начинают прописывать пациентам правильные лекарства. А это увеличивает риск дальнейших осложнений и может привести к летальному исходу.
Поэтому датский гематолог Ян ван ден Богаарт и австрийский биохимик Оливер Хайден разработали новый алгоритм для сканера крови ADVIA 2120i (прибор проводит биохимический анализ крови на различные патогены).
Ученые предложили комплексно анализировать образцы крови — по 30 параметрам, что позволяет выявить характерные признаки малярии с точностью в 97%. Раньше в медицине не существовало таких тестов.
С этим алгоритмом можно одновременно проанализировать 120 образцов крови за час; результаты получаются определенные, и их не нужно дополнительно анализировать с помощью инфекционистов, чтобы подтвердить диагноз.
Богаарт и Хайден теперь планируют разработать алгоритм, который позволил бы определять и лейкемию на ранних стадиях.
Космос для каждого
Вокруг земной орбиты вращаются около 70 навигационных глобальных спутников. Они обеспечивают работу известных систем навигации — GPS (США), Galileo (Европа) и GLONAS (Россия), а также конкурируют за радиочастоты, которые накладываются друг на друга, создавая помехи и осложняя работу навигационных систем.
Это приводит к непредвиденным последствиям на дорогах, в небе и на море: от качества спутникового сигнала может зависеть жизнь людей. Поэтому команда европейских изобретателей (в которую вошли французы Лоран Лестарки и Жак-Люк Исслер, испанец Хосе Анхель Авила Родригес, немец Гюнтер Хайн и бельгиец Лионель Риес) разработала технологию, способную передавать более качественные спутниковые сигналы.
Все началось 13 лет назад, когда они приехали в Вашингтон обсудить с американскими коллегами будущее европейской системы навигации, способной конкурировать с GPS и даже превзойти ее. В результате скрупулезной работы ученым удалось получить точный радиосигнал из четырех более слабых при помощи специального модулятора AltBOC (Alternative Binary Offset Carrier). Его планируют использовать в европейских спутниковых системах Galileo с 2020 года. По словам Гюнтера Хайна, эта система ориентирована на каждого человека, ее может использовать любой. «Она будет актуальна в ближайшие 50-60-70 лет. Я бы назвал это так: космос для каждого», — сказал ученый.
С точки зрения обывателя это изобретение улучшит современные телекоммуникации, усилит скорость передачи сообщений в интернете и повысит качество банковских трансакций. Новая навигационная система будет использоваться и в космических проектах, и в исследованиях изменений климата и гравитационных полей. Хайн говорит, что к его команде обращаются и фермеры, которые используют робототехнику, требующую точного управления.
«Световая» диагностика
Оптическая когерентная томография: так называется технология, который может спасти жизни многим людям. За изобретением стоят ученые из Массачусетского технологического института (MIT) — Джеймс Фуджимото, Эрик Свонсон и Роберт Хубер.
Благодаря особой технологии обработки изображений медики могут обнаружить в режиме реального времени раковые клетки в человеческих тканях, глаукому, дерматологические и сердечно-сосудистые заболевания.
До изобретения оптической когерентной томографии возможности вовремя найти патологию в мягких тканях были ограничены: рентген и магнитно-резонансная томография не всегда справлялись с этой задачей на начальном этапе заболевания.
Принцип работы оптической когерентной томографии напоминает процесс распространения ультразвуков. Правда, вместо звуковых волн прибор реагирует на световые лучи, преломляемые человеческой тканью. Процедура занимает несколько минут и состоит из нескольких шагов. Вначале коротко-импульсный лазер направляется на мягкую ткань, потом отражающийся свет раскрывает анатомические черты и, наконец, информация от световых лучей обрабатывается компьютерной программой и отображается на мониторе с микроскопической точностью.
Эфирное масло для антибиотиков
В 2011 году биологи на международной конференции назвали проблему устойчивости бактерий к антибиотикам «всеобщей угрозой для человека и животных». А генеральный директор ВОЗ Маргарет Чен заявила, что наступает эпоха в развитии медицины, когда «даже стрептококковое воспаление горла или царапина на коленке ребенка могут снова приводить к смерти». Именно поэтому открытие профессора биологии из Марокко Аднана Реммеля заслуживает внимания.
С помощью эфирных масел он разработал метод, усиливающий действие антибиотиков без каких-либо побочных эффектов. «Растения используют эфирные масла для борьбы с бактериями, грибами и вирусами. Почему бы и нам не взять на вооружение этот инструмент и не попробовать его на животных и людях? Мы так и сделали», — говорит Реммель.
Он изучает воздействие эфирных масел на антибиотики с середины 1990-х годов, но запатентовал свое открытие только в 2014 году. Сейчас его лекарство проходит клинические испытания: ожидается, что с конца 2017 года оно появится на фармацевтическом рынке.
Читайте также:
12 историй женщин, преодолевших препятствия в науке и бизнесе