Ежедневно тысячи пациентов с почечной недостаточностью подключаются к аппаратам «искусственной почки». Врачи честно пытаются подобрать им оптимальную терапию, но часто вынуждены действовать «на глаз» — ориентируясь на средние показатели из таблиц производителя. В результате одни токсины выводятся плохо, а другие — слишком агрессивно, вымывая вместе с шлаками белки и витамины, без которых организм не может восстанавливаться.Можно ли заранее «проиграть» сеанс диализа на компьютере, как авиасимулятор, и подобрать фильтр с ювелирной точностью? Об этом мы говорим с Михаилом Порожным, разработчиком интеллектуальной программы для персонализированного подбора гемодиализных картриджей, победителем конкурса «УМНИК». Как работает обратный инжиниринг мембран, почему полезные вещества важнее токсинов и при чем тут грант — в нашем интервью.
ФРИ: В чем суть вашей разработки и как она поможет врачам точнее подбирать гемодиализный картридж под конкретного пациента?
Михаил Порожный: Сегодня врач при назначении гемодиализа чаще всего ориентируется на усреднённые таблицы – например, «этот картридж хорошо чистит от мочевины». Но у каждого пациента свой «букет» токсинов, и универсального решения не бывает.
Наша разработка – это интеллектуальная программа, которая моделирует диализ до его реального проведения. Врач вводит биохимические показатели пациента, выбирает интересующий картридж, а программа симулирует, как именно пойдёт очистка крови: какие токсины уйдут, а какие полезные вещества сохранятся. Более того, она может предсказать эффективность картриджей, по которым у производителя есть лишь минимальные данные (например, только клиренс мочевины). Мы делаем это через алгоритмы обратного инжиниринга — буквально «восстанавливаем» структуру мембраны по скудным данным.
В итоге врач получает научно обоснованный прогноз и может подобрать картридж персонально – как ключ к замку.
ФРИ: Какие биохимические показатели крови программа анализирует и как именно она симулирует процесс диализа для прогноза результата?
Михаил Порожный: Программа анализирует расширенный спектр показателей: помимо стандартных маркеров (мочевина, креатинин, фосфаты) учитываются и другие важные уремические токсины (например, β2-микроглобулин, миоглобин, факторы воспаления), а также жизненно важные компоненты крови (альбумин, аминокислоты, форменные элементы).
В основе программы лежит математическая модель массопереноса через половолоконную мембрану картриджа. Программа учитывает структуру мембраны (пористость, извилистость каналов) и физико-химические свойства каждого вещества (размер молекулы, заряд), а также параметры процедуры (скорость кровотока, поток диализата, время). На входе задаются данные пациента и картриджа. На выходе получаем динамический прогноз: сколько токсинов удалится за сеанс и сколько потеряется жизненно важных компонентов.
ФРИ: Почему важно не просто удалять токсины, но и сохранять полезные вещества и клетки крови? Как ваше ПО решает эту двойную задачу?
Михаил Порожный: Представьте, что вы лечите отравление, но вместе с ядом вымываете из организма витамины и иммунные клетки — пациент станет ещё слабее. При гемодиализе то же самое: современные высокоэффективные мембраны могут удалять не только токсины, но и альбумин, аминокислоты, витамины, а иногда повреждать эритроциты. Это ведёт к белково-энергетической недостаточности, анемии и плохому восстановлению после сеанса.
Наше ПО решает эту двойную задачу за счёт прогностического баланса: мы не просто считаем клиренс токсинов, но и одновременно моделируем потери полезных компонентов. Простыми словами, система выдаёт врачу не одну цифру, а сравнительную таблицу: «Картридж А удалит 90% токсина Х, но потеряет 15% альбумина; картридж Б — 85% токсина и только 5% альбумина».
Это позволяет выбрать оптимальный компромисс именно для данного пациента (например, для ослабленного больного критично сохранить альбумин). Ни один существующий Kt/V-калькулятор такой возможности не даёт, так как они «слепы» к полезным веществам.
ФРИ: Как участие в конкурсе «УМНИК» повлияло на ход вашей разработки? Какие этапы вы смогли ускорить или реализовать именно благодаря грантовой поддержке?
Михаил Порожный: Грант программы «УМНИК» стал мощным катализатором для проекта. Любая наукоемкая разработка (особенно в медицине) требует прочного фундамента. Благодаря финансовой поддержке мы смогли успешно завершить первый, самый сложный этап, который помимо разработки и программирования математических алгоритмов «обратного инжиниринга» и массопереноса включал в себя также обширные экспериментальные исследования существующих на рынке половолоконных мембран для гемодиализных картриджей.
Кроме того, это финансирование обеспечивает материальную базу для проведения следующего важнейшего шага — лабораторной верификации модели на тест-растворах и реальных коммерческих картриджах, что критически важно для подтверждения точности наших расчетов.
ФРИ: Помог ли вам «УМНИК» в поиске партнеров – производителей картриджей, медицинских центров или научных консультантов? Если да, то как?
Михаил Порожный: Безусловно. Статус грантополучателя федеральной программы «УМНИК» – это знак качества и серьезности намерений проекта в глазах индустрии. В медицинском и коммерческом секторах охотнее идут на диалог, когда видят, что разработка уже поддержана экспертами Фонда содействия инновациям.
Это не гипотетическое преимущество — наличие гранта напрямую облегчает переговоры с производителями картриджей (которые заинтересованы в демонстрации возможностей своей продукции) и медицинскими центрами, потенциально готовыми к клиническим испытаниям.
ФРИ: Что бы вы посоветовали тем, кто только планирует подавать заявку на «УМНИК»? Что в этом конкурсе оказалось самым полезным, а что – неожиданным?
Михаил Порожный: Пожалуй, главный совет – не бойтесь «сложной» науки, но сразу думайте о том, как ваш результат будет продаваться и помогать реальным людям. «УМНИК» – это не просто научный конкурс, это мостик между академическими знаниями и бизнесом. Ваша идея должна иметь понятный конечный продукт и четкую рыночную нишу.
Самым полезным оказался сам подход фонда: вас заставляют упаковать сложную научную идею в понятную продуктовую форму. А неожиданным — насколько серьезно эксперты вникают в детали. На защите мы столкнулись с глубокими, узкопрофильными вопросами, которые могли задать только люди, действительно понимающие тему. И это здорово фильтрует проекты.
Идея персонализированной медицины постепенно доходит и до процедур заместительной почечной терапии. То, что раньше казалось фантастикой — «примерить» несколько фильтров на виртуальной модели крови пациента — теперь становится прототипом программного обеспечения, разработанного победителем конкурса «УМНИК» Михаилом Порожным и поддержанного на государственном уровне.
Если лабораторные верификации пройдут успешно, врачи отделений гемодиализа получат не просто калькулятор, а настоящий «навигатор» по миру картриджей, позволяющий избежать истощения организма пациента в погоне за чистотой крови. А опыт Михаила доказывает: даже в самой регулируемой сфере — медицине — есть место смелым технологическим стартапам, если они строятся на фундаменте точной науки и инженерного моделирования.
Поделиться: