Жас зерттеушілер электр желілеріне арналған ЖИ және қатерлі ісікті емдейтін наногель әзірлеп жатыр

NU түлегі, ғылыми қызметкер Әнел Уразалиева қатерлі ісікті фотодинамикалық терапия арқылы емдеуге арналған наногель әзірлеп жатыр. Ал докторант Юсуф Шахин электр желілерін тексеріп, ақауды жасанды интеллект көмегімен анықтауға мүмкіндік беретін роботтандырылған жүйе жасап жатыр.

Биыл екі зерттеуші де Мәдениет және ақпарат министрлігі тағайындаған «Тәуелсіздік ұрпақтары» мемлекеттік грантының «Ғылым» аталымына ие болды.

Әнел Уразалиева ғылымға клиникалық медицина саласынан келді. Қазір ол профессор Chang-Keun Lim жетекшілік ететін фотондық материалдар мен биофотоника зерттеу тобында (Photonic Materials and Biophotonics) аға ғылыми қызметкер болып жұмыс істейді.

Зерттеу тобы фотодинамикалық терапияны анағұрлым дәл әрі тиімді ету жолдарын іздеп жатыр. Бұл идея Әнелдің магистратурада оқып жүрген кезінде профессормен болған пікірталастың бірінде пайда болған. Сол кезде оған фотодинамикалық, рентгендік және протондық терапияның мүмкіндіктерін зерттеп, олардың ісікке әсер ету дәлдігі мен тиімділігін арттыру жолдарын қарастыру ұсынылды.

– Менің магистрлік диссертациям қатерлі ісікті фотодинамикалық терапия арқылы емдеуге арналған нанобөлшектерге арналды. Магистратураны аяқтағаннан кейін профессордың зерттеу тобында ғылыми қызметкер ретінде жұмысымды жалғастырдым. Қазірге дейін екі ғылыми мақала жаздым. Олар халықаралық ғылыми журналдарда жарияланды. Соңғы екі жылда бұл мақалалар 10 мыңнан астам рет оқылып, әлемнің әр түкпіріндегі ғалымдар 36 рет дәйексөз келтірді, – дейді Әнел.

Қазір қатерлі ісікті емдеудің негізгі әдістерінің қатарында химиотерапия мен сәулелік терапия бар. Алайда бұл әдістер ісік жасушаларымен қатар сау тіндерге де әсер етуі мүмкін. Фотодинамикалық терапия ісікке нысаналы түрде әсер етуге мүмкіндік береді. Дегенмен оның маңызды шектеуі бар: жарық адам тіндеріне бірнеше миллиметр ғана тереңдікке өте алады.

– Адам ағзасына арнайы зиянсыз зат енгізіледі. Оған жарық түскен кезде ол реактивті оттек түрлерін бөліп шығарып, қатерлі ісік жасушаларын нысаналы түрде жоя бастайды. Мәселе – жарықтың тіндерге бірнеше миллиметр ғана енуінде. Сондықтан бүгінде фотодинамикалық терапия негізінен дене бетіне жақын орналасқан ісіктерді емдеуде қолданылады. Ал ағзаның тереңінде орналасқан ісікке жарық жете алмайды. Біздің шешіміміз – жарық көзін ісіктің өз ішінде орналастыру, – деп түсіндіреді Әнел.

Осы мақсатта ғалымдар лантаноидтар – сирек жер элементтері қосылған наногель әзірлеп жатыр. Олар ісік тінінің ішінде жарық көзі пайда болып, оны қашықтан іске қосуға мүмкіндік береді.

Фотосенсибилизатор жарықты сіңіргеннен кейін реактивті оттек түрлері (ROS – reactive oxygen species) түзіліп, қатерлі ісік жасушаларын ішінен зақымдайды. Наногель бірнеше компоненттен тұратын, олар бір-біріне жақын орналасқан шағын «губка» тәрізді жұмыс істейді. Зерттеудің мақсаты – наногельді рентген немесе протон сәулесінің төмен дозалары арқылы іске қосу. Қазір жоба клиникаға дейінгі зерттеу кезеңінде. Ғалымдар сүт безі қатерлі ісігі мен колоректалды қатерлі ісік жасушаларына тәжірибе жүргізіп жатыр.

– Мен кезінде клиникалық медицинадан ғылымға дәл осы себеппен ауыстым: дәрігер нақты пациентке дәл қазір көмектеседі, ал зерттеу нәтижелі болса, бүкіл әлем бойынша ондаған мың адамның емделу тәсілін өзгертуі мүмкін, – дейді ол.

Қазір Әнел магистратура және бакалавриат студенттерінің арасынан зерттеу тобына жаңадан қосылған жас ғылыми қызметкерлерге (RA) жетекшілік етіп, оларды оқытуға да атсалысады. Алдағы уақытта ол докторантураға түсіп, зерттеуін жалғастыруды және наногельді зертханалық әзірлемеден практикалық қолданысқа дейін жеткізуді жоспарлап отыр.

Юсуф Шахиннің зерттеу бағыты мүлде басқа, ол энергетика саласына қатысты. NU-дың Компьютерлік ғылымдар және жасанды интеллект мектебінде (SCAI) робототехника бойынша PhD бағдарламасының төртінші курсында оқитын докторант профессор Ton Duc Do жетекшілік ететін, доктор Ahmad Bala Alhassan қосалқы жетекшілік жасайтын Энергияны түрлендіру және қозғалысты басқару зертханасында (Power Conversion & Motion Control) зерттеу жүргізеді.

Зерттеуші электр желілерін тексеруге арналған роботтандырылған жүйе әзірлеп жатыр. Жүйеде робототехника, компьютерлік көру, көпспектрлі қабылдау және жасанды интеллект технологиялары біріктірілген. Негізгі мақсат – адам тек күрделі әрі ұзақ тексеру барысында анықтай алатын ақауларды автоматты түрде байқауға үйрету. Олардың қатарында температураның қалыптан тыс өзгеруі, сымдардың зақымдануы және инфрақұрылым элементтеріндегі ақаулар бар. Бұл – ауқымды міндет. Қазақстандағы электр беру желілерінің жалпы ұзындығы шамамен 28 мың шақырым, ал оларды тексеру көп уақыт пен еңбек ресурсын қажет етеді.

– Ұлттық жаңғырту бағдарламасына сәйкес, электрмен жабдықтау желілерінің орташа тозу деңгейі 76%. Сонымен қатар 2023 жылы Қазақстанда электр энергиясын беру және тарату кезінде өндірілген энергияның 9,72%-ы жоғалды. Әлем бойынша бұл көрсеткіш орта есеппен 6,95%. Мұндай шығындар энергетика жүйесі үшін ғана емес, экономика үшін де маңызды мәселе, – дейді Юсуф.

Оның жобасы бірнеше компонентті бір жүйеге біріктіреді: роботтандырылған платформа, ақауларды анықтайтын жасанды интеллект алгоритмдері және электр беру желілерін үздіксіз бақылау жүйесі. Мұнда негізгі рөлді жасанды интеллект атқарады.

– Борттық компьютерде жұмыс істейтін жасанды интеллект жүйенің негізгі визуалды талдау қызметін атқарады. Болашақта жүйе жинаған деректер нысандардың техникалық жай-күйін алдын ала бағалауға пайдаланылуы мүмкін. Бұл электр желілері операторларына пайда болуы мүмкін ақауларды ертерек анықтап, техникалық қызмет көрсету жұмыстарын тиімді жоспарлауға көмектеседі, – деп түсіндіреді жас ғалым.

Қазір Юсуф электр беру желілеріндегі роботтандырылған жүйелерді сынауға арналған NU эксперименттік стендінде өз платформасын сынақтан өткізіп жатыр. Зерттеу тобы энергетика саласындағы басқа да жобалармен айналысады. Доктор Ahmad Bala Alhassan жетекшілік ететін топ гибридті жел және күн энергетикасы негізіндегі шағын электр желілерінде энергия тұтынуды жасанды интеллект арқылы басқару жүйелерін әзірлеп жатыр.

Екі зерттеуші үшін де ғылым зертханадағы тәжірибемен ғана шектелмейді. Олар зерттеуді нақты мәселелерді шешудің құралы ретінде қарастырады. Студент кезінен осындай жобаларға қатысу жас ғалымдарға идеядан бастап алғашқы тәжірибелерге дейінгі жолдан өтіп, кейін зертханадан тыс жерде қолдануға болатын технология әзірлеуге мүмкіндік береді.

Айта кетейік, 2027 жылы білім және ғылым саласына 60,4 млрд теңге бөлініп, студенттерге жатақхана салынады және ЖОО тәмамдаған жастарды жұмыспен қамту көрсеткіші артады. Бұл туралы Қаржы вице-министрі Абзал Бейсенбекұлы мәлім етті.