Рейтинг
Порталус

ПРОТОННЫЙ ПУЧОК ВМЕСТО СКАЛЬПЕЛЯ

Дата публикации: 12 августа 2014
Автор(ы): Марина ХАЛИЗЕВА
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: МЕДИЦИНА
Источник: (c) Наука в России, № 5, 2011, C. 20-22
Номер публикации: №1407850202


Марина ХАЛИЗЕВА, (c)

Специалисты Физико-технического центра (г. Протвино Московской области) Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН под руководством члена-корреспондента РАН Владимира Балакина создали принципиально новую установку для облучения злокачественных опухолей протонами. Отличающаяся высокой эффективностью, она в десятки раз компактнее и экономичнее ныне существующих. В ближайшее время на ней завершатся эксперименты с лабораторными животными, а в конце 2011 - начале 2012 г. начнутся клинические испытания.

Заметим, это не первая проверка на продуктивность и точность интереснейшего проекта группы московских ученых. Протонно-терапевтический центр с установкой Балакина действует в Протеине при городской больнице с 2007 г. С этого времени здесь и проводят эксперименты физики, работающие в тесном контакте с биологами и медиками. Суть их - в искусственном создании злокачественных образований в задней лапке мышей и дальнейшим проведении сеансов протонной терапии. В итоге все подопытные животные получали 100%-ное излечение. Примечательно и другое: самцы, подвергавшиеся испытаниям, после лечебных процедур сохраняли потенцию и вскоре производили нормальное потомство. Между тем именно репродуктивная система, как утверждает старший научный сотрудник Института экспериментальной биофизики (г. Пущино, Московская область) Елена Смирнова, участвовавшая в работе, особенно чувствительна к облучению, но энергия пучка протонов не губит ее. Ученых удивила и филигранная точность попадания луча в опухоль: расстояние между лапкой и половыми органами мыши не превышает нескольких миллиметров, тем не менее он бил прямо в цель. На заключительном этапе биологического эксперимента мышей поместят в манекены, чтобы имитировать расположение опухоли у человека и проверить эффективность воздействия на нее протонной радиации.

Следует отметить, лучевая терапия уже давно признана мировым медицинским сообществом результативным методом борьбы с онкологическими заболеваниями. Впервые ее применил в 1896 г. американский врач из Чикаго (штат Иллинойс) Эмиль Грабб, облучивший 55-летнюю пациентку, страдавшую раком молочной железы. Это произошло всего через несколько месяцев после открытия немецким физиком Вильгельмом Рентгеном (1845 - 1923) X-лучей, названных впоследствии именем изобретателя. В дальнейшем стали использовать и другие типы ионизирующей радиации: гамма-, бета- и нейтронное излучение, продуцируемое электронными ускорителями. Последние нашли широкое применение при лечении большинства новообразований и являются, по словам Балакина, выступившего 30 марта 2011 г. в

стр. 20

пресс-центре газеты "Известия" (Москва) с презентацией проекта, "самым индустриальным методом". Однако эффективность их использования в лучевой терапии не превышает 50%.

Иное дело облучение протонами. Эти частицы, как пояснил ученый, меньше рассеиваются в организме и практически всю энергию выделяют в конце пробега. Его длина зависит от скорости, приобретенной в ускорителе. Если подогнать ее под локализацию опухоли, то можно целенаправленно поражать злокачественные клетки с минимальным воздействием на здоровые. Протонную терапию практикуют уже полвека около 10 медицинских центров в мире, в том числе российские в Дубне, Москве и Санкт-Петербурге, имеющие соответствующие установки. Всего же за прошедшие десятилетия лечение ускоренными пучками получили ~70 тыс. пациентов. Однако несмотря на оптимистичные показатели (до 90% излечения от рака), метод до сих пор остается затратным из-за высокой стоимости и громоздкости техники. "Медицинские ускорители протонов, - говорит изобретатель, - это, по сути, монстры, занимающие многоэтажные здания, нуждающиеся в собственных электростанциях, мощных холодильниках и других технических средствах. Мы же предложили комплекс, значительно опережающий по техническим и эксплуатационным характеристикам мировые аналоги".

Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Прогрессивный метод лечения раковых заболеваний привлек внимание Балакина еще в 1970-х годах, когда он работал в Институте ядерной физики СО РАН вместе с академиком Гершем Будкером (1918 - 1977). В середине 1990-х годов исследователь переехал в Протвино, где возглавил специальное подразделение ФИАНа - Физико-технический центр. От своего учителя он унаследовал глубокое и тонкое понимание предмета, смелое и оригинальное мышление, необыкновенную научную интуицию. Вице-президент РАН, директор ФИАНа академик Геннадий Месяц не скупился на слова: "Окажись Будкер жив, он бы и сейчас его поддерживал. Володя - это самородок, с мощной фундаментальной подготовкой и особым, заточенным на изобретательство, складом ума". Эти качества и помогли ему создать протонно-терапевтическую установку нового поколения. В 2008 г. его проект получил премию "Лауреат года" в номинации "Лучшая научно-техническая разработка" от правительства Московской области. Создание же самого комплекса вошло в программу социально-экономического развития Протвина.

В чем особенность балакинского ускорителя? В компактности: все устройство умещается в зале 50x50 м. В минимальной затратности по потреблению электричества: этим приборам нужно в разы меньше энергии для производства протонов. В интеллектуальной "начинке": все процессы здесь максимально компьютеризированы, потому обслуживать технику может один сотрудник в смену! В дешевизне: стоит она в 10 - 15 раз меньше зарубежных аналогов. Все это конечно важные, но недостаточные условия для спасения сотен тысяч человеческих жизней.

Самый главный "козырь" Балакина и его коллег - новаторская технология облучения, разработанная в кооперации с Медицинским радиологическим научным центром РАМН (г. Обнинск Московской области) и существенно расширяющая возможности протонной радиации по сравнению с традиционными методами. Результативность борьбы с онкологическими заболеваниями при лучевой терапии, утверждает ученый, резко возрастает, если увеличить суммарную дозу в опухоли. Электронные ускорители не дают возможность поднять ее, потому что здоровая ткань значительно пострадает. Однако и применяющиеся до сих пор громоздкие излучатели также не

стр. 21

решают проблему: в них используют так называемые коллиматоры - устройства для фокусировки лучей, весьма тяжелые по весу. Изготавливают их индивидуально для каждого пациента с учетом местоположения и конфигурации разросшейся ткани. Больного перед сеансом укладывают так, чтобы раковая область находилась точно напротив входного отверстия данного приспособления (иногда на это уходит до 20 мин), и только после дают выход широкому пучку частиц. На патологическое образование попадает часть из них, прошедшая через отверстие. "Ясно, что на каждого пациента много коллиматоров не сделаешь - один-два, - говорит Балакин, - а потому и опухоль облучают лишь с этих двух направлений. Однократную дозу тоже не сделаешь большой - неизбежно пострадают соседние здоровые ткани. Вот и приходится растягивать процесс лечения на месяц-полтора".

Протвинский ускоритель ведет облучение с 36 направлений. Причем алгоритм их прохождения разработан так, что только злокачественные клетки получают смертельную дозу, а не затронутые канцерогенезом продолжают жизненный цикл. Как следствие - сокращаются сроки пребывания больного в стационаре и увеличивается эффективность его лечения: опухоль просто не успевает восстановиться. Кстати, принципы работы протонного ускорителя - ноу-хау изобретателей, они защищены 31 международным патентом.

По расчетам Балакина, установка способна обслуживать до тысячи пациентов в год на начальном этапе, а в последующем, по мере освоения методик, ее производительность может возрасти до 2 тыс.

Но развернуть проект до нужных масштабов пока не удается. Сейчас в Димитровграде (Ульяновская область) строят высокотехнологичный медицинский центр (общий объем финансирования - 13,9 млрд. руб.) на 4 протонных ускорителя: три - общего применения и один - для лечения глазных опухолей. Однако, по словам директора Федерального медико-биологического агентства Владимира Уйбы, закупят их за рубежом. На продвижение отечественных технологий в этой области средств не нашлось, хотя задача эта стоит в планах госкорпорации "Росатом". "Мы много шумим о модернизации, - заметил Геннадий Месяц, давший в 2010 г. интервью "Российской газете", - но при этом не видим или не хотим видеть того, что у нас уже есть. Обращаемся в высшие инстанции, чтобы помогли, заметили, поддержали. Но не находим отклика - нет пророка в своем отечестве. Между тем две установки Балакина уже смонтированы за границей. Одна - в США, в самом центре хайтека - Массачусетском технологическом институте (работает пока в демонстрационном режиме, но доступна ученым и практикующим врачам, изучающим характеристики и условия возможной закупки), другая - в Словакии (г. Ружомберок)".

Заинтересованность в компактных установках проявил и Китай. Деловые люди Поднебесной быстро оценили эффективность нашего ускорителя, его низкую по сравнению с другими стоимость, большую пропускную способность, а потому предполагают закупить сразу несколько излучателей, чтобы установить их не в крупных медицинских центрах, а в обычных больницах.

В России функционируют только два таких комплекса. Вслед за протвинской клиникой еще один разместили в 2010 г. в больнице Пущинского научного центра РАН. Однако там пока нет достаточного числа ученых и врачей онкологического профиля. Поэтому средоточием научных исследований в сфере протонной лучевой терапии по-прежнему остается Протвино. Руководит ими академик РАМН Анатолий Цыб*, свыше 30 лет возглавляющий Медицинский радиологический научный центр в Обнинске и имеющий богатый опыт "взаимодействия" с ионизирующим излучением. Высококвалифицированные специалисты этого учреждения, работающие в тесной связке с физиками, медиками и биологами, уверены в успешном завершении экспериментов на лабораторных животных. Первых же пациентов на мобильной установке ожидают не ранее следующего года. Несмотря на очевидность лечебного эффекта энергии протонов, речь пока идет только о клинических испытаниях.


* См.: А. Коноплянников, М. Каплан, А. Цыб. Реалии и перспективы клеточной терапии. - Наука в России, 2008, N 2 (прим. ред.).

Опубликовано на Порталусе 12 августа 2014 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?



Искали что-то другое? Поиск по Порталусу:


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама