Создание программно-аппаратного

Заявка на участие в программе целевой подготовки кадров с участием средств бюджета
Новосибирской области в 2015/16 и 2016/17 учебных годах
I Форма сведений о предприятии (организации) и потребностях проектов
1. Информация о компании:
ООО Центр Вихревых Технологий создано в 2008г авторами и разработчиками
универсальных газо-вихревых биореакторов - аппаратов с принципиально новым способом
перемешивания.
Количество работающих 5чел.
Сфера деятельности: разработка газо-вихревых биореакторов для биотехнологической,
биотопливной, пищевой, химической промышленности, космической биотехнологии и других
отраслей. Разработка и внедрение технологий с использованием газо-вихревых биореакторов.
Газо-вихревые(вихревые) реакторы – это принципиально новый тип аппаратов, перемешивание
в которых осуществляется концентрированным воздушным вихрем за счет перепада давления над
поверхностью жидкости и силы трения воздушного потока об ее поверхность. В концентрированном
вихре возникает радиальный градиент давления, с низким давлением в окрестности оси вихря и
повышенным на периферии вихря. Эти силы гравитационно независимы, что и позволило создать
эффективные реакторы для научно-исследовательских и практических работ в условиях
невесомости и пониженной силы притяжения.
По способу перемешивания газо-вихревые реакторы не имеют аналогов в мире.
Газо-вихревst биореакторы отмечены многими золотыми медалями международных выставок, в
том числе 2 золотыми медалями 40-й Международной выставки изобретений «INVENTIONS GENEVA»
PALEXPO, в Женеве.
630559, НСО, Наукоград Кольцово, ул.Технопарковая, д1
Тел .+ 7(383)2145285, телефон/факс +7(383) 306-15-96
E-mail: yurij.ramazanov@mail.ru, y.ramazanov@rambler.ru
Сайт : vortexreactor.com, algaereactor.ru
2. Является ли предприятие:
ООО Центр Вихревых Технологий является резидентом «Сколково», участником IT- Био
кластера, резидентом Академпарка.
3. Заявка на магистрантов в соответствии с представленными проектами*
Проект№1 «Создание программно-аппаратного комплекса на основе газовихревых биореакторов для тканевой инженерии и персонализированной
медицины».
№
Предпочтительные
специальности
подготовки магистранта)
(направления
Инженер-механик, конструктор
Необходимое
количество
целевых мест
одно
Проект №2 «Разработка вихревых аквареакторов для промышленной
наработки биомассы микроводорослей для производства биотоплива, белка
и других продуктов».
№
Предпочтительные
специальности
подготовки магистранта)
Инженер-механик, конструктор
(направления
Необходимое
количество
целевых мест
одно
Проект№3 «Создание программно-аппаратного комплекса на основе газовихревых биореакторов для ведения жидкостных технологических
процессов в условиях невесомости и пониженной силы притяжения
Предпочтительные специальности (направления подготовки
магистранта)
Инженер-механик, конструктор
Необходимое
количество
целевых мест
одно
*- На каждый проект дополнительно предоставляется описание проекта (раздел II)
II Описание проекта №1
Структура описания проекта:
1.Описание сути проекта:
Отличительной чертой современной медицины становится ее «биологизация», широкое
применение подходов, базирующихся на методах молекулярной и клеточной биологии.
Клеточные технологии, в том числе клеточная и тканевая инженерия, представляют собой
базу регенеративной медицины, предполагающую использование продуктов на основе
выращенных вне клеток организма или модифицированных человека.
Одним из наиболее перспективных направлений в медицине на сегодняшний день
является применение стволовых и других аутологических клеток человека для лечения
различных заболеваний, при трансплантации, тканевой инженерии, а также в косметологии.
В настоящее время клинические испытания проходят порядка 150 препаратов на основе
СК, которые направлены на лечение ишемии головного мозга, сердца и нижних
конечностей, лечение нейро-дегенеративных заболеваний, лечение цирроза печени и
сахарного диабета. Наиболее разработанными направлениями являются следующие
технологии, фактически уже вошедшие в клиническую практику:
1. аллогенная трансплантация гемопоэтических клеток (костного мозга, пуповинной и
мобилизованной периферической крови) в онкогематологии;
2. аутогенная трансплантация хондроцитов при посттравматических повреждениях
хряща крупных суставов;
3. трансплантация (аллогенная или ксеногенная) островковых клеток поджелудочной
железы при сахарном диабете;
4. трансплантация аутогенных и аллогенных фибробластов для лечения косметических
дефектов кожи, трофических язв и ожогов
При общемировом тренде на развитие персонализированной клеточной медицины
(лечение, трансплантация, тканевая инженерия и т.д.) в мире существует значительная
необеспеченная потребность в биомассе стволовых и аутологичных клеток человека.
Проект направлен на создание программно-аппаратных комплексов с газо-вихревыми
биореакторами, способных обеспечить экономически эффективную стандартизированную
препаративную наработку биомассы стволовых и других аутологичных клеток человека для
производства лекарственных препаратов, регенеративной и персонализированной
медицины.
Команда руководителя лаборатории генетических основ клеточных технологий Института
общей генетики РАН Сергея Киселева и Марии Лагарьковой в прототипе модификации газовихревого биореактора для выращивания особо чувствительных клеток успешно провела
культивирование эмбриональных стволовых клеток человека линии hESM03. Были выращены
эмбриоидные тельца, в которых содержатся разные типы клеток, включая плюрипотентные. Также
была выращена на носителях мононуклеарная фракция клеток человека, выделенных из костного
мозга донора.
Исходя из уже полученных результатов, описанных выше и состава участников Проекта
реальность достижения цели и техническая реализуемость Проекта не вызывают сомнений.
Проект прошел экспертизу и поддержан руководством биомедицинского кластера
«Сколково»
2.Краткая справка о российском и мировом уровне работ и исследований в данном
направлении.
Работы по созданию аппаратов и систем для выращивания стволовых и аутологических
клеток человека ведутся всеми мировыми производителями биотехнологического и
медицинского оборудования (Hamilton, TAP, GE, Sartorius, New Brunswick, Applikon,
Synthecon и т.д.).
Данные компании пытаются решить вопрос создания аппаратов для культивирования
стволовых и других аутологических клеток человека путем приспособления (усложнения)
традиционных технологических решений. Существующие аппараты и системы в принципе
не могут обеспечивать стандартизированную препаративную наработку стволовых и
аутологичных клеток человека в силу использованных в них стандартных технических
решений
На настоящий момент в мире нет эффективных аппаратов, обеспечивающих
стандартизированную наработку стволовых и других аутологичных клеток человека в
препаративных количествах.
Источники: Виды биореакторов и средства управления для промышленного процесса
культивирования клеток, автор Джон Харбор (Доктор наук, консультант и руководитель
направления создания лекарственных препаратов на основе стволовых клеток в
TheСellTherapyGroup).
http://www.lbtek.com/lbscience/board/upload/technical/up_technical_5_0.pdf
Gerecht-NirS, CohenS, ItskovitzEldorJ. Культивирование в биореакторе повышает эффективность
формирования и дифференциации эмбриоидных телец человека.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2038982/
King JA, Miller WM Разработка биоректоров для культивирования стволовых клеток и
контролируемой диф-ференциации.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2744042/
Массив микробиореакторов для контроля состояния клеточной среды: принципы построения для
культивирования эмбриональных стволовых клеток человека.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2583022/
Трехмерные клеточные культуры на основе чипа в перфузионных микробиореакторах.
http://www.oulu.fi/spareparts/ebook_topics_in_t_e_vol2/abstracts/korossis_0102.pdf
Биореакторы в тканевой инженерии
http://neurosurgery.medicine.dal.ca/files/Behie_(2010)_-_Biotechnol_Bioeng_(hNPC_Expansion).pdf
3.Описание потребителей результатов проекта
Потребителями предлагаемых аппаратных комплексов являются компании и организации из
следующих сфер:
1. Научные исследования
2. Медицина: клеточная терапия, трансплантация СК, регенеративная медицина
3. Фармацевтика: разработка новых видов препаратов с применением СК
4. Фармацевтика: тестирование новых препаратов на СК
5. Косметология, в том числе регенеративная.
4.Описание рыночной ситуации, имеющей значение для проекта
Поскольку рынок аппаратов для культивирования стволовых клеток на стадии формирования,
целесообразно ориентироваться на показатели связанного рынка – мирового рынка клеточных
технологий.
Оценка объема и динамики рынка:
Мировой рынок стволовых клеток (СК) по прогнозу AxisResearchMind достигнет к 2015 году
объема в $ 63,8 млрд. (в 2010г. он оценивался $ 21,5 млрд.). По данным агентства MarketsandMarkets ,
объем мирового рынка стволовых клеток к 2015 году составит порядка $88,3 млрд.
Основными рынками для продукции проекта будут страны и регионы, в которых наиболее
активно развиваются клеточные технологии. В области клеточных технологий, (включая их
применение для эстетической медицины) лидером являются США, в Европе – Германия, Англия,
Италия и Франция, в Азии - Япония, Китай, Сингапур, Корея и Австралия.
Источники: отчет Axis Research Mind «The Stem Cells Market and Applications, 2009-2015»,
отчетMar-ketsandMarkets «Global Stem Cell and Advanced Technologies Market’ (2009 – 2014)»,
обзорVisiongain: «Stem Cell Technologies: World Market Outlook 2012-2022», публикации GIA идр.
5. Особые потребности проекта:
 требуется ли формирование междисциплинарной группы и в каком составе (с участием
инженеров, исследователей, маркетологов, дизайнеров, менеджеров и проч.)
 какие дополнительные курсы требуются к базовой программе подготовки магистрантов,
(если могут быть определены на данном этапе)
 иные потребности
Особых потребностей Проекта нет. Проведены переговоры с рядом потенциальных
потребителей. Маркетинговое продвижение разработки за рубеж обеспечивают
специалисты «Сколково»
6. Этап реализации проекта в настоящее время
o Разработка замысла
o Формирование инвестиционного проекта или других форм описания проекта
o Стадия НИР
o Стадия ОКР
o Выход на рынок
o Увеличение доли рынка
o Иное _____________________________________________________________
Проект находится на стадии опытно-конструкторских работ: создание и испытания пилотного
образца программно-аппаратного комплекса.
7. Сроки реализации проекта
o Менее 1-го года
o До двух лет
o До трех лет
o Больше трех лет
o Не определен
Сроки реализации проекта до 2лет.
8. Предполагаемый уровень заработной платы магистранта во время практики
_Пять тысяч рублей.
9. Предполагаемый уровень заработной платы выпускника магистратуры
От 40тыс.руб.
10. Предполагаемый бюджет инновационного проекта, а также иные экономические
показатели, имеющие значение
5 000 000руб на первый этап.
II Описание проекта №2
Структура описания проекта:
1.Описание сути проекта:
Проект направлен на решение задачи создания эффективного крупнотоннажного
вихревого аквареактора для промышленного выращивания микроводорослей в целях
получения возобновляемого сырья для производства биотоплива, белка и других продуктов.
Необходимость и целесообразность решения этой задачи определяется рядом ключевых
факторов
-растущий объем потребления природных топливных ресурсов (нефти, угля, газа), при
конечности их запасов ставит задачу упреждающего поиска новых источников энергии;
- выбросы углекислого газа в атмосферу достигли в минувшем году рекордного уровня
35,6 миллиарда тонн и в дальнейшем будут расти (МЭА журнал Nature Climate Change,
доклад Global Carbon Project);
-углекислый газ при интенсификации процесса промышленного биологического
фотосинтеза в ближайшем будущем превратится из источника загрязнений в основной
возобновляемый ресурс для промышленного производства биотоплива, белка и других
продуктов.
Ранее в качестве перспективных возобновляемых источников сырья для получения
биотоплива рассматривалось использование фотосинтетической биомассы различных
«наземных» культур (кукуруза, пшеница, ятрофа, рапс, масляничная пальма, подсолнечник,
мискантус и т.д.). Однако этот путь имеет серьезные проблемы, так как требует
значительной трансформации сельского хозяйства и масштабных вырубок лесов, что ведет
к изменению климата и серьезным экологическим проблемам.
Но главным фактором, по мнению ведущих мировых ученых, определяющим
невозможность производства биотоплива из «наземных топливных культур» в
количествах достаточных для существенной замены нефти является ограниченность
имеющихся на планете ресурсов пресной воды.
Наиболее перспективной возобновляемой культурой, обладающей самой высокой
скоростью фотосинтетического набора биомассы, является микроводоросли.
Для производства биомассы микроводорослей имеются практически неисчерпаемые
ресурсы в виде солнечного света, СО2, выделяющегося в результате различных процессов,
сточных загрязненных вод.
2.Краткая справка о российском и мировом уровне работ и исследований в данном
направлении.
В настоящее время разработкой различных систем и фотобиореакторов для
выращивания микроводорослей занимаются практически все ведущие мировые корпорации
начиная от мировых гигантов в энергетической сфере таких как Chevron, Shell,
потребителей топлива Boing, Chysler NextDiesel и т.д., заканчивая корпорациями De Beers,
Nestle для которых энергетический бизнес не является профильным, а также крупные
частные инвесторы (Билл Гейтс Sapphire Energy. и т.д)
Наиболее известны в этой области разработки компании Valcent Products Inc.
США (технология Vertigro). Система Vertigro состоит из вертикальных
биореакторов, сделанных из тонких плёночных материалов, позволяющих
проникать солнечному свету.
Фотобиореакторы корпорации GreenFuel Technologies, и компании Arizona
Public Service представляют собой ряд под углом или вертикально
расположенных прозрачных труб для выращивания водорослей диаметром 10 -20
см. Выхлопные газы электростанции закачиваются в биореактор, создавая
циркуляцию воды.
Фотобиореакторы фирм BioKing и AEN Engineering GmbH&Co представляют
собой систему прозрачных горизонтально расположенных пластиковых труб, по
которым принудительно циркулирует культуральная жидкость, содержащая
микроводросли. В эту жидкость подается углекислый газ и различные добавки,
необходимый для роста культуры и убирается выделяющийся в процессе
жизнедеятельности микроводорослей кислород.
В докладе организации Worldwatch Institute, по биотопливу, указано, что разработанные
в настоящее время конструкции биореакторов для выращивания водорослей
малоэффективны.
3.Описание потребителей результатов проекта
По биотопливу группа потребителей такая же как по топливу из нефти.
По биомассе микроводорослей и продуктов из нее - фармацевтическая промышленность,
косметология, пищевой промышленности, с/х отрасль и т.д.
4.Описание рыночной ситуации, имеющей значение для проекта - один-два абзаца
Белок, получаемый из микроводорослей может стать альтернативой соевому белку.
Уровень мирового спроса на сою в настоящее время оценивается около 150 млн. тонн в
год. Так как. 99% выращиваемых бобов сои генетически модифицировано, а в
экологическом кодексе ЕС юридически закреплено, что в продуктах питания не должно
содержаться генетически модифицированных организмов (ГМО), водорослевый белок
имеет большой потенциал успешного выхода на мировой рынок белка как пищевого так и
кормового. Потребность в кормовом белке для сельского хозяйства в России оценивается по
разным источникам в 5млн.-8млн.тонн/год. Большая часть его закупается за рубежом.
С 1 гектара используемого для выращивания водорослей в год, получают столько же
белка как с 21 гектара соевых бобов и 49 гектаров кукурузы.
5. Особые потребности проекта:
 требуется ли формирование междисциплинарной группы и в каком составе (с участием
инженеров, исследователей, маркетологов, дизайнеров, менеджеров и проч.)
 какие дополнительные курсы требуются к базовой программе подготовки магистрантов,
(если могут быть определены на данном этапе)
 иные потребности
Особых потребностей Проекта нет. Проведены переговоры с рядом потенциальных российских
и зарубежных инвесторов. После получения положительных результатов испытаний на
1этапе они готовы инвестировать в Проект необходимые финансовые ресурсы.
6. Этап реализации проекта в настоящее время
o Разработка замысла
o Формирование инвестиционного проекта или других форм описания проекта
o Стадия НИР
o Стадия ОКР
o Выход на рынок
o Увеличение доли рынка
o Иное _____________________________________________________________
Проект находится на стадии опытно-конструкторских работ. Ведутся испытания опытнопромышленных аквареакторов совместно с Институтом биологии Южных морей
им.Ковалевского в г Севастополь.
7. Сроки реализации проекта
o Менее 1-го года
o До двух лет
o До трех лет
o Больше трех лет
o Не определен
Сроки реализации проекта до 2лет.
8. Предполагаемый уровень заработной платы магистранта во время практики
_ Пять тысяч рублей.
9. Предполагаемый уровень заработной платы выпускника магистратуры
От 40тыс.руб.
10. Предполагаемый бюджет инновационного проекта, а также иные экономические
показатели, имеющие значение
4 500 000руб на первый этап, 130млн рублей в дальнейшем
II Описание проекта №3
Структура описания проекта:
1.Описание сути проекта:
Дальнейшее освоение космического пространства, планируемые длительные полеты, создание
околоземных промышленных орбитальных комплексов, а в будущем лунных станций ставят
задачу создания автономного закрытого цикла жизнеобеспечения космонавтов, с биологически
активным питанием.
Важной научно-прикладной задачей также является изучение в условиях невесомости
развития микроорганизмов и культур клеток. Возможность экспериментов с биообъектами в
космосе позволяет получить информацию о механизмах приспособления, адаптации,
изменчивости их в условиях невесомости и выйти на широкий спектр прикладных решений по
созданию новых вакцин, лекарственных препаратов, белков, трехмерных структур для
использования в медицине и т.д. и т.п.
Возможность проведения жидкостных и газо-жидкостных физико-химических процессов с
перемешиванием в условиях микрогравитации позволит получать различные материалы, в том
числе полимерные, продукты, кристаллы и т.д. с принципиально новыми свойствами.
В условиях высокоэллиптического орбитального полёта космической станции существенно
снижается уровень поля тяготения Земли, что равносильно уменьшению влияния моделирующей
интегральной составляющей физических полей Земли на собственные колебательные процессы
объекта. Воспроизвести такие условия на Земле не представляется возможным. Однако именно
эти физические условия лежат в основе фундаментальных изменений в процессах межфазных
взаимодействий.
Жидкостные технологические процессы зависимы от изменения процессов конвективного
течения жидкости и механизма генерации турбулентности в условиях невесомости.
Для проведения различных биотехнологических и других технологических процессов в
условиях невесомости и пониженной силы притяжения, необходимо иметь реакторы, способные
эффективно перемешивать жидкую и многокомпонентную жидкую среду с обеспечением
массообмена по газовой фазе в условиях микрогравитации
2.Краткая справка о российском и мировом уровне работ и исследований в данном
направлении
Организация перемешивания жидкости в условиях невесомости и пониженной силы притяжения
представляет собой сложную техническую задачу. Это объективно обусловлено существующими
физическими законами. Попытки решить ее путем создания реакторов с использованием
центробежных и центростремительных сил оказались не эффективны.
Над созданием аппаратов, обеспечивающих перемешивание жидкостных сред и ведение
технологических процессов в условиях микрогравитации, работают Европейское Космическое
Агентство (в 2007-2008гг Испании на это была выделена сумма 25млн евро), НАСА, Китай, Индия и
другие страны, имеющие космические программы. Однако, по имеющейся информации, до
настоящего времени, работоспособного аппарата, обеспечивающего перемешивание жидкой и газожидкостной среды в условиях микрогравитации не создано.
Специалисты ООО Центр Вихревых Технологий, более 20лет работающие в области создания газовихревых реакторов для различных областей промышленности, разработали вариант газовихревого реактора для ведения биотехнологических и других технологических процессов в
условиях невесомости и пониженной силы тяжести (патент РФ2355751).
3.Описание потребителей результатов проекта
Госкорпорация «Роскосмос»
4.Описание рыночной ситуации, имеющей значение для проекта
5. Особые потребности проекта:
 требуется ли формирование междисциплинарной группы и в каком составе (с участием
инженеров, исследователей, маркетологов, дизайнеров, менеджеров и проч.)
 какие дополнительные курсы требуются к базовой программе подготовки магистрантов,
(если могут быть определены на данном этапе)
 иные потребности
Подписание специалистом протокола о неразглашении.
6. Этап реализации проекта в настоящее время
o Разработка замысла
o Формирование инвестиционного проекта или других форм описания проекта
o Стадия НИР
o Стадия ОКР
o Выход на рынок
o Увеличение доли рынка
o Иное _____________________________________________________________
Проект находится на стадии опытно-конструкторских работ.
Совместно с ФБГУН ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем РАН» и ФГБУ
«НИИ Центр подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина» на базе ФГБУ «НИИ Центр
подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина» были успешно проведены испытания
модификации газо-вихревых реакторов для космических исследований в условиях
микрогравитации, создаваемой на борту «летающей лаборатории» ИЛ-76МДК при полете
по параболе Кеплера.
Испытания показали, принципиальную способность газо-вихревых
обеспечивать перемешивание жидкости в условиях микрогравитации.
реакторов
7. Сроки реализации проекта
o Менее 1-го года
o До двух лет
o До трех лет
o Больше трех лет
o Не определен
Сроки реализации проекта более 3лет.
8. Предполагаемый уровень заработной платы магистранта во время практики
_ Пять тысяч рублей.
9. Предполагаемый уровень заработной платы выпускника магистратуры
От 40тыс.руб.
10. Предполагаемый бюджет инновационного проекта, а также иные экономические
показатели, имеющие значение