Новости

Экскурсия по институту ядерных исследований РАН

В наукограде Троицке более 30 лет работает самый большой линейный ускоритель протонов в Евразии.

Чрезвычайно высокая интенсивность излучения на ускорителе оказалась полезной для медицины, и сегодня в Институте ядерных исследований (ИЯИ РАН) ученые работают с раковыми клетками, облучая их в ультра-флеш-режиме, впервые позволяющем подвести всю дозу облучения к опухоли за 100 мкс.

Мы побывали на экскурсии в Институте ядерных исследований РАН.

Подробнее об ультра-флеш-терапии раковых клеток, доступной только в России, получении медицинских радиоизотопов и работе линейного ускорителя ИЯИ РАН - в нашем материале.

Институт ядерных исследований был основан в 1970 г. по инициативе отделения физических наук Академии наук СССР для изучения нейтрино. Протяженность линейного ускорителя, открытого в 1988 г., составляет 500 м.

«Это пример мегаустановки, которая не ограничивается одним зданием или помещением. У нас работает самый большой действующий линейный ускоритель протонов в Евразии.

<…> В числе наших фундаментальных задач ― исследование свойств различных материалов с помощью работы на нейтронных источниках излучения, изучение и развитие протонной флеш-терапии для лечения онкологических заболеваний и многое другое.

К прикладным задачам можно отнести исследование влияния радиации на микроэлектронику, наработку медицинских изотопов для позитронно-эмиссионной томографии», - рассказал кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией пучка отдела ускорительного комплекса ИЯИ РАН Сергей Александрович Гаврилов.

В институте с помощью линейного ускорителя получают радионуклиды для ядерной медицины: стронций-82, палладий-103, олово-117m, германий-68, натрий-22, кадмий-109.

Здесь же работает комплекс протонной терапии. Пучки от ускорителя доставляются напрямую в процедурный кабинет: канал протонов, находящийся в конце ускорителя, позволяет выводить протоны с переменной энергией до 600 МэВ и интенсивностью до 100 нА.

Импульсный источник нейтронов, изотопный комплекс и комплекс протонной терапии на базе линейного ускорителя протонов ИЯИ РАН - единственный научный комплекс подобного типа в России и Евpо-Азиатском pегионе.

«Самый перспективный изотоп, который мы можем получать здесь в больших количествах - актиний-225. Этот изотоп испускает тяжелые альфа-частицы, имеющие большую энергию.

Доставляя его в конкретную больную раковую клетку, мы можем уничтожить ее. Это новое направление.

С помощью нашего ускорителя можно получать огромное количество этого изотопа - в таких количествах его не получают нигде в мире», - прокомментировал заведующий Радиоизотопным комплексом ИЯИ РАН Борис Леонидович Жуйков.

Скорость частиц на ускорителе достигает релятивистских скоростей: десятых долей от скорости света, а энергия измеряется десятками МэВ.

«Такие скорости в обычной жизни вокруг себя мы не наблюдаем. Сегодняшний уровень технологий не позволяет макроскопическим телам достигать таких скоростей», - пояснил С.А. Гаврилов.

Крайне высокая интенсивность излучения ускорителя ИЯИ РАН оказалась полезной не только для фундаментальных задач физики и химии, но и для практической медицины.

Эксперименты ученых по облучению клеток раковых опухолей протонами с помощью ультра-флеш-метода уже дают многообещающие  результаты.

Ускоритель позволяет подвести всю дозу в 40-50 Гр за 100 мкс, в 5 тыс. раз быстрее, чем в обычном флеш-режиме. При таком ультракоротком облучении нормальные клетки за счет апоптоза повреждаются в 5-6 раз меньше, чем при обычной лучевой терапии.

Ультра-флеш-терапия подействовала даже на радиорезистентную опухоль.

«Лучевое повреждение в виде апоптоза радиорезистентных опухолевых клеток оказалось в 1,5-2 раза сильнее, чем нормальных, что позволяет говорить, что ультра-флеш-терапия адресно воздействует на больные клетки, сохраняя при этом окружающие их нормальные клетки», - рассказали в пресс-службе института.

Новый метод ультра-флеш-терапии на текущий момент доступен только в ИЯИ РАН.

«Подобных ускорителей с одноимпульсным режимом излучения нет больше нигде в мире», - пояснил главный научный сотрудник ИЯИ РАН Сергей Всеволодович Акулиничев.

По словам ученого, главная задача на ближайшее время - набрать статистику по экспериментам, связанным с ультра-флеш-терапией и, пройдя все необходимые этапы, прийти к клиническим испытаниям с привлечением добровольцев.

Исследования ультра-флеш-терапии онкологических заболеваний в ИЯИ РАН проводятся за счет гранта от Российского научного фонда.

Янина Хужина

Заведующий лабораторией медицинской физики ИЯИ РАН Сергей Акулиничев рядом с установкой для испытаний ультрафлеш-эффекта на клеточных культурах. Источник: РИА "Новости". Автор: Владислав Стрекопытов