Проекты

Диагностика системы свёртывания крови с использованием ультразвуковых методов:

На оригинальной экспериментальной установке проводятся исследования систем свёртывания крови и фибринолиза. В частности, анализируются физиологические эффекты воздействия существующих фармацевтических препаратов на эти биологические системы.

В представленных ниже видеороликах показаны примеры развития свёртывания крови, наблюдаемого в условиях in vitro:

	Фибриновая нитеобразная структура, флотирующая в потоке плазмы крови in vitro Показан сценарий развития свёртывания плазмы крови в экспериментальной системе in vitro, состоящей из силиконовых трубок. Отчётливо видны фибриновые нитеобразные структуры, флотирующие в потоке. Амплитуда звукового сигнала в видео определенным образом зависит от количества и размеров микрочастиц, формирующихся в процессе свертывания. Подробности можно найти в статье [PhilosTrans, 2008].
	Образование макроскопичеких тромбов в интенсивном потоке плазмы крови in vitro В условиях интенсивного кровотока процессы тромбообразования могут развиваться очень быстро. За времена около десяти минут макроскопический тромб полностью перекрывает просвет in vitro модели сосуда. Процессы свертывания крови при этом развиваются последовательно: обpазование пеpвичныx микpоcгуcтков, обpазование вcе более кpупныx агpегатов, фоpмиpование макpотpомба. Подробности даются в статье [Biophysics, 2018].
	Гидродинамическая активация свертывания крови в стенозированном сосуде in vitro Представлен типичный сценарий стремительного образования крупных тромбов, возникающих в потоке за считанные минуты.

Исследования по данному научному направлению были поддержаны грантами Российского фонда фундаментальных исследований:
- № 14-04-01193 (2014-2016), «Исследование влияния условий формирования тромба на его резистентность к действию фибринолитических агентов»;
- № 07-04-01523-a (2007-2009), «Исследование спонтанного тромбообразования в интенсивных потоках»;
- № 04-04-49423-a (2004-2006), «Акустические эффекты при свертывании крови в интенсивных потоках».

Персонализированные карты потенциальной тромбогенной опасности:

В рамках настоящего проекта ведётся разработка уникального программного обеспечения и создание аппаратного комплекса, позволяющего строить персонализированные карты потенциальной тромбогенной опасности сердечно-сосудистой системы конкретных пациентов. Наличие такого рода карт потенциальной тромбогенной опасности позволит не только врачам, но и самим пациентам априори более полно и глубоко оценивать структуру актуальных рисков развития крайне опасных патологий, связанных с нарушением кровообращения. Иллюстративные видеоматериалы по проекту доступны по в разделе Видео и на сайте www.in-silico.ru.

Пространственно-временное распределение активированных тромбоцитов в модели крупной артерии С элементами разработанной математи-ческой модели, учитывающей как биохимические, так и гидродинамические особенности крови, можно ознакомиться в наших статьях [Scientific Reports, 2016; PLoS ONE, 2015].

Наш сайт in-silico.ru служит для демонстрации возможностей математического моделирования системной гемодинамики, учитывающей явления внутрисосудистого тромбообразования. Проект призван расширить возможности персонализированной медицины за счёт использования современных методов компьютерного моделирования (в рамках подхода in silico). Ведётся разработка веб-сервиса, предназначенного для прогнозирования персонализированных рисков тромботических осложнений и для выявления зон повышенной тромбогенной опасности.

Данное направление исследований получило финансовую поддержку за счёт ряда грантов:
- грант Российского научного фонда №19-11-00260 (2019-2021), «Исследование активации тромбообразования в интенсивных течениях крови»;
- грант Российского научного фонда №14-14-00990 (2014-2016), «Математическое моделирование явлений внутрисосудистого тромбообразования в сердечно-сосудистой системе человека»;
- грант Международного научно-технического центра № 3744 (2007-2010), «Численное моделирование течения крови и явлений свертываемости в сердечно-сосудистой системе человека»;
- гранты Российского фонда фундаментальных исследований: № 99-04-48759-а (1999-2001), «Роль нестабильностей в динамике крови»; № 99-01-01145-а (1999-2001), «Математическое моделирование тромбообразования в сосудах сложной геометрии с использованием моделей неньютоновских жидкостей»; № 96-01-01306 (1996-1997), «Численное исследование неравновесных диссипативных структур в моделях тромбообразования».

В настоящее время исследовательский подход in silico активно развивается учеными и клиницистами. Видеоролик "In silico medicine will be the future", подготовленный международным сообществом Virtual Physiological Human Institute, дает общее представление о подходе.