Пичугин Владимир Федорович: различия между версиями

Версия от 08:18, 18 мая 2012

Пичугин Владимир Федорович (р. 30 августа 1944 г., г. Благовещенск Амурской обл.) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и экспериментальной физики ТПУ.

Биография

В 1967 году окончил физико-технический факультет Томского политехнического института по специальности «Экспериментальная ядерная физика».

С 1967 - 1969 гг. инженер, старший инженер проблемной научно-исследовательской лаборатории электроники диэлектриков и полупроводников (ЭДИП) ТПИ,

1970 – 1973 г.г аспирант кафедры «Физика твердого тела»

В 1974 году в Томском политехническом институте защитил кандидатскую диссертацию по теме «Радиационная проводимость и электронно-дырочная рекомбинация в щелочно-галоидных кристаллах».

1974 – 1978 г.г. ассистент, ст. преподаватель, доцент кафедры физики твердого тела.

1978 - 1982 г.г. профессор Алжирского университета (г. Алжир). Лекции, практические занятия и лабораторные работы по курсам: физика твердого тела, свойства материалов, общая физика. Для студентов Алжирского университета составлен и издан сборник задач по физике твердого тела “ La physique du corps solide. Exercices “.

С 1982 г. доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики.

В 2000 году в совете Уральского государственного технического университета защитил докторскую диссертацию по теме «Электронные процессы в неупорядоченных слоях, созданных в диэлектрических материалах ионным облучением».

С 2001 г. профессор,

с 2004 года заведующий кафедрой ТиЭФ. [1]

Является членом Совета Научно-образовательный центра «Биосовместимые материалы и биоинженерия» СГМУ. [2]

Магистерская программа ТПУ

П. является руководителем магистерской программы ТПУ «Новые материалы и технологии в медицине, медицинской технике и стоматологии».

Основные цели программы:

Цель — получить:

• фундаментальное и практическое образование в области медицинского и биологического инжиниринга: разработка, изучение свойств, производство и клиническое использование биоматериалов с целью замещения структуры и функции поврежденной ткани или органа;

• практические навыки расчетно-конструкторской, экспериментальной и технологической деятельности, связанной с испытанием и внедрением в клиническую практику новых материалов и медицинских изделий;

• навыки создания технологического оборудования для синтеза биосовместимых искусственных поверхностей;

• практические навыки анализа и оценки рисков, организации технических, санитарно-химических, доклинических и клинических испытаний новых материалов;

• практические знания правовых, нормативных (ГОСТы, ISO), этических аспектов использования новых материалов в медицине.

Специальные дисциплины подготовки:

• Наноструктурные материалы на металлической и керамической основе

• Основы взаимодействия биологических тканей с искусственными материалами

• Материаловедение поверхности и тонких пленок

• Основы взаимодействия биологических тканей с искусственными материалами

• Биоматериалы и биомеханика: основы и клиническое приложение

• Анализ и оценка риска, организация технических, санитарно-химических, доклинических и клинических испытаний новых материалов. Правовые, нормативные, этические аспекты использования новых материалов в медицине

• Компьютерные технологии в материаловедении

• Методические основы разработки и организации производства медицинских изделий

Материально-техническая база:

• Установка ионно-плазменного модифицирования поверхности материалов и формирования тонких пленок в плазме магнетронного разряда;

• импульсный ускоритель ионов наносекундной длительности как источник плотной абляционной плазмы;

• сканирующий нанотвердомер NanoScan;

• профилометр-профилограф Talysurf 5–120;

• информационно-измерительный комплекс для измерения электрических характеристик поверхности материалов и тонких пленок;

• учебно-лабораторная установка вакуумного напыления «Leybold Z-650»;

• рентгеновский дифрактометр SHIMADZU XRD-7000S;

• высокотемпературная камерная печь для обработки в защитной газовой атмосфере или в вакууме Nabertherm HTK-18;

• автоматический ртутный порозиметр Quantachrome PoreMaster 33;

• сканирующий электронный микроскоп JSM-7500FA;

• просвечивающий электронный микроскоп JEM-2100F с оборудованием для пробоподготовки;

• сканирующий зондовый микроскоп — СЗМ/АСМ NtegraAura;

• учебный класс в составе 10 сканирующих зондовых микроскопов NanoEducator. [3]

Научная деятельность

Научное направление:

Разработка нанотехнологических ионно-плазменных методов создания биосовместимых материалов и покрытий, перспективных для использования в медицинской имплантационной практике.

1. Разработка фундаментальных основ технологии нанесения биосовместимых, наноструктурных кальций-фосфатных покрытий на свободной поверхности имплантатов для реконструктивной хирургии костной ткани плазменными и ионно-пучковыми нанотехнологическими методами. Доведение системы научных знаний до технологического уровня и создание лабораторных образцов имплантатов нового поколения с высокими механическими характеристиками, биосовместимостью и длительным сроком службы на основе медицинских имплантатов и многослойных, функционально-градиентных, наноразмерных кальций-фосфатных структур.

2. Разработка фундаментальных основ технологии нанесения гемосовместимых, наноструктурных покрытий на основе оксидо-нитридов титана и тантала на свободной поверхности стентов для сосудистой хирургии и кардиохирургии.

Биосовместимые материалы представляют собой быстро растущую область науки и производства, что связано с требованиями практической медицины, нуждающейся в искусственных материалах для восстановления биологических функций различных органов человеческого организма. В современной имплантологии для исправления дефектов или замены поврежденных участков ткани широко используются имплантаты. Имплантаты, функционирующие в организме, неизбежно подвергаются коррозии и разрушению. Выходом из положения является формирование на имплантатах биосовместимых покрытий. Потребности практической медицины в биосовместимых покрытиях на имплантаты может быть удовлетворены наличием широкой номенклатуры покрытий различной толщины. Эта проблема может быть решена применением комплекса ионно-плазменных методов, которые развиваются в Томском политехническом университете и в НИИ при Томском политехническом университете в последнее время. При этом каждый метод максимально эффективен для формирования покрытий и изготовления медицинских имплантатов определенной номенклатуры:

• сверхтонкие (h  5 μм), плотные, биосовместимые, в сочетании с высокой адгезионной прочностью с металлической матрицей оксидные покрытия формируются методом вч-магнетронного распыления (стоматология, челюстно-лицевая хирургия, сосудистая хирургия, кардиология);

• тонкие (20 μм > h > 5 μм) нанокристаллические биосовместимые кальций фосфатные покрытия, представляющих собой чередование наноразмерных слоев синтезируются и формируются из абляционной плазмы, созданной мощными импульсными пучками наносекундной длительности (травматология, стоматология);

• разработка, испытания и клиническая апробация имплантатов для целей восстановительной хирургии (имплантология, челюстно-лицевая хирургия, ортопедия). На кафедре ТиЭФ накоплен опыт научной и проектной работы по разработке нанотехнологических методов создания биосовместимых материалов и покрытий, перспективных для использования в медицинской имплантационной практике. [4]

На кафедре ТиЭФ ТПУ П. возглавляет научное направление "Синтез тонких биосовместимых покрытий на материалах медицинского назначения при воздействии внешних потоков энергии и заряженных частиц" Исследования проводятся в направлении разработки новых материалов и изделий медицинского назначения и методов их модифицирования.

Цель работы - разработка технологии формирования биосовместимых покрытий на материалах медицинских имплантатов ионно-плазменными методами, применение которых повышает биосовместимость широко применяемых в медицинской практике биотолерантных (например, медицинская сталь) и биоинертных (титан, цирконий, тантал) материалов и позволяет проводить низкотемпературный синтез биосовместимых покрытий на керамике и термопластичных органических материалах.

Работа развивается в двух направлениях:

• Биоактивные покрытия: формирование тонких кальций-фосфатных покрытий, оптимально сочетающих биоактивность и механическую прочность.

• Биоинертные покрытия: формирование тонких кальций-фосфатных покрытий с целью улучшения гемосовместимости искусственных поверхностей, создание прочных, сплошных, сверхтонких биоинертных покрытий на предельно гладкой поверхности имплантата. [5]

Список трудов

Методические публикации:

• Пичугин В.Ф. Материаловедение поверхности и тонких пленок// Учебное пособие. - Томск: Ветер, 2007. - c. 140 (37433889)

• Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Рябцева М.А. Основы биомеханики биосовместимых материалов и биологических тканей// Учебное пособие. - Томск: ТПУ, 2007. - c. 149 (36598443)

• Пичугин В.Ф. Материаловедение поверхности и тонких пленок (Электронный учебник) //Учебник, 2008. - c. 140. Режим доступа: http://e-le.lcg.tpu.ru (73795807)

• Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Новицкий В.В., Рязанцева Н.В. и др. Техника микроскопии биологических клеток (Учебное пособие) //Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 196 с.

• Аронов А.М., Пичугин В.Ф., Твердохлебов С.И. Методические основы разработки и организации производства медицинских изделий//Томск: Ветер, 2007. - 334 c. (15609948) Монография. [6]

Научные публикации:

• Altapova, V.; Butzer, J.; Rolo, T. D. S.; Vagovic, P.; Cecilia, A.; Moosmann, J.; Kenntner, J.; Mohr, J.; Pelliccia, D.; Pichugin, V. F.; Baumbach, T. X-ray phase-contrast radiography using a filtered white beam with a grating interferometer//Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 648 (2011) S42–S45

• Roman A. Surmenev, Maria A. Surmeneva, Kirill E. Evdokimov, Vladimir F. Pichugin, Thorsten Peitsch, Matthias Epple The influence of the deposition parameters on the properties of an rf-magnetron-deposited nanostructured calcium phosphate coating and a possible growth mechanism //Surface & Coatings Technology 205 (2011) 3600–3606

• В. Ф. Пичугин, М. A. Сурменева, Р. А. Сурменев, И. А. Хлусов, М. Эппле Исследование физико-химических и биологических свойств кальцийфосфатных покрытий, созданных методом вч-магнетронного распыления кремнийзамещенного гидроксиапатита//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2011, № 9, с. 54–61

• V. F. Pichugin, M. A. Surmeneva, R. A. Surmenev, I. A. Khlusov, and M. Epple Study of Physicochemical and Biological Properties of Calcium Phosphate Coatings Prepared by RF Magnetron Sputtering of Silicon_Substituted Hydroxyapatite// Journal of Surface Investigation. X_ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2011, Vol. 5, No. 5, pp. 863–869. © Pleiades Publishing, Ltd., 2011.

• Хлусов И.А., Пичугин В.Ф., Гостищев Э.А., Шаркеев Ю.П., Сурменев Р.А., Сурменева М.A., Легостаева Е.В., Чайкина М.В., Дворниченко М.В., Морозова Н.С. Влияние физических, химических и биологических манипуляций на поверхностный потенциал кальций-фосфатных покрытий на металлических подложках// Бюллетень сибирской медицины, № 3, 2011 с. 72–81. [7]

Кафедра ТиЭФ ТПУ

Кафедра физики начала свою жизнедеятельность в год начала занятий в институте (в 1900 г.), и совместно с физической лабораторией входила в состав химико-технического отделения. [8]

В 2002 году на кафедре организована учебно-исследовательская лаборатория Физики твердого тела (руководитель профессор Пичугин В.Ф.). С 2004 года кафедрой руководит профессор Пичугин В.Ф., под руководством которого в лаборатории ФТТ кафедры развиваются работы, лежащие в области медицинского материаловедения, а именно, синтез биосовместимых, электрически активных тонких покрытий на материалах медицинского применения при воздействии внешних потоков энергии и заряженных частиц. Результаты научных исследований отражены в монографиях, докторских и кандидатских диссертациях, в периодической научной печати.

Кафедра ТиЭФ обеспечивает преподавание курсов "Общая физика", "Атомная физика", "Концепция современного естествознания ", "Физика твердого тела", "Электродинамика" и др. для студентов 1-го, 2-го и 3-го курсов АВТФ, ЭЛТИ, ЭФФ и ФТФ, бакалавров и магистров ЕНМФ и ЭЛТИ, а также для иностранных студентов, обучающимся в ТПУ на русском и английском языке. Общее число студентов, ежегодно проходящих обучение в лабораториях кафедры, превышает 3000 человек. [9] Число преподавателей – 29, из них 1 академик РАМН, 6 профессоров и 15 доцентов.

Научная работа на кафедре ведется по следующим направлениям:

• разработка электронных ускорителей на энергию до 30 МэВ;

• нелинейная физика диэлектриков при сильных радиационных воздействиях;

• исследования электромагнитных процессов при взаимодействии частиц высоких энергий с веществом;

• новые материалы и технологии в медицине, медицинской технике и стоматологии. [8]