Медицина

ИОННЫЙ СКАЛЬПЕЛЬ ПРОТИВ РАКА

Не имеющий аналогов в мире ускорительный комплекс для уничтожения злокачественных опухолей протонными и ионными пучками предложили ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Весной 2009 г. в Санкт-Петербурге на XV Международной выставке разработка получила золотую медаль как лучший инновационный проект в технологиях живых систем (биология и медицина).

На первый взгляд суть метода проста: поток заряженных частиц - ионов углерода - проникает в пораженные ткани и уничтожает больные клетки. Подобные идеи высказывались еще в 1960-х годах. Сохранились и научные школы в Москве и подмосковных городах Дубна, Обнинск, успешно работающие в области радиационной терапии. Однако проект сибиряков имеет свои особенности. О них в газете "Наука в Сибири" рассказал заместитель директора института, доктор физико-математических наук Евгений Левичев.

Примерно год назад в новосибирском Академгородке впервые в мире получили ионный пучок всего в 0,5 мм, которым можно предельно точно "оперировать" опухоль. Ион, проникающий в ткани, заметил автор, можно уподобить маленькому снаряду. На начальном этапе энергия поглощается медленно, а в конце происходит "взрыв", и она почти полностью выделяется в том месте, куда нацелен луч, т.е. не только по поперечной координате, но и по глубине. Значит, специалист может "пройти" всю опухоль, меняя энергию пучка и уничтожая ее от начала до конца.

Конечно, при таком лечении важно не только "убить" новообразование, но сделать это так, чтобы не пострадали окружающие здоровые ткани. Причем последнее столь же важно, как и первое, - иначе борьба с одной болезнью может привести к появлению новых. Инновационный подход, подчеркнул Левичев, решает и эту задачу. Ионы или протоны, способные терять максимум энергии в конце своего пути, долетают до опухоли, не повреждая здоровые ткани и органы. Не зря же указанную частицу сравнивают с прицельно направленным снарядом, взрывающимся в очаге поражения.

Раньше для этих целей применяли излучение рентгеновских аппаратов. Однако оно не позволяет сконцентрировать максимальную энергию в нужной точке. Его "огонь" ведется, как говорят военные, "по площадям" - гибнут и больные, и здоровые клетки. Кроме того, максимальная доза обычно выделяется вблизи поверхности тела. При глубоком же расположении опухоли традиционная методика малоэффективна и напоминает операцию топором.

Сибирские ученые предложили воспользоваться так называемым охлажденным ионным пучком, действующим как прецизионный скальпель. На выходе из ускорителя он имеет диаметр около 10 см и температуру примерно 400 000°К. Как поясняет Левичев, его коллеги научились "укрощать" ионы, направляя на них поток электронов с температурой... около 1 градуса. Резко охлажденные, они превращаются в луч, сжимающийся до нужных размеров. Кстати, этот метод в середине 1960-х годов предложил академик Герш Будкер, чье имя теперь носит Институт ядерной физики.

Но тогда его успешно использовали только для фундаментальных исследований, а сегодня, по предложению ученика Будкера члена-корреспондента РАН Василия Пархомчука, - для "затачивания" пучка. Кстати, процент успешного лечения таким "скальпелем", как утверждают специалисты, повышается в 3 - 5, а то и в 10 раз в зависимости от вида опухоли.

Производство подобного ускорительного комплекса, по оценкам разработчиков, обойдется в несколько десятков миллионов долларов. Проектирование большей части оборудования для него в институте уже закончили, заработал главный элемент установки - инжектор протонов и ионов. Первыми эффективность нового метода лучевой терапии испытают больные раком жители Китая: в 2008 г. новосибирцы подписали контракт на 4 года с одной из пекинских компаний на изготовление двух установок. В них воплощены ноу-хау, опробованные ранее в ускорителях для физики высоких энергий. И это не первый случай в практике сибирских ученых, когда результаты их работ в области фундаментальной физики находят успешное применение в медицине.

Конечно, современные протонные и ионные комплексы для терапии рака недешевы. Однако вопрос оснащения ими онкологических клиник решают и в России. Сейчас Федеральное медико-биологическое агентство РФ формирует программу создания высокотехнологичных центров медицинской радиологии. Первое такое учреждение откроют в городе Димитровграде под Москвой (финансирование проектных работ уже идет), а Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера будет поставлять туда новые источники протонов с улучшенными параметрами.

По словам Левичева, подобные центры нужны и за Уралом. Новосибирск с его крупным транспортным узлом, развитой инфраструктурой, высокой концентрацией научных кадров и технологий - идеальное место для их создания.

Шпак Г., Марина ХАЛИЗЕВА