CC BY
26ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ
Содиков Н.О.
СодиковНаим Очилович - доцент, кафедра биофизики, Самаркандский государственный медицинский институт, г. Самарканд, Республика Узбекистан
Аннотация: в данной работе проведен анализ современных методов и технологий получения медицинских диагностических и брахитерапевтическихрадиоактивных препаратов. Кроме этого, дана информация об особенностях применении ускорителей для проведения протонной терапии. Исследования, направленные на развитие новых технологий ядерной медицины и лучевой терапии, являются приоритетной частью плана работ научных центров и университетов развитых стран. Вложение средств в исследования по ядерной медицине и лучевой терапии рассматриваются в развитых странах как необходимый вклад в улучшение качества жизни населения. Ключевые слова: ядерная медицина, онкология, радиоизотоп, ускоритель, брахитерапия.
Введение. Ядерная медицина в настоящее время стала важнейшей частью системы здравоохранения всех промышленно развитых стран. Получив основной толчок развития во второй половине ХХ века, когда бурно начала развиваться электроника и робототехника, ядерная медицина пополнила свой арсенал современным инструментарием для проведения процедур, особенно диагностических.
Более половины (значительная часть) онкологических больных в настоящий период излечиваются с применением дистанционной или контактной радиотерапии. При этом число пациентов, получивших такое лечение, постоянно возрастает в развитых странах. Ту или иную форму лучевой диагностики (рентгеновская компьютерная томография, позитронная эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография и др.) проходит почти каждый пациент, страдающий онкологическим или другим тяжелым заболеванием. Исследования, направленные на развитие новых технологий ядерной медицины и лучевой терапии, являются приоритетной частью плана работ научных центров и университетов развитых стран. Вложение средств в исследования по ядерной медицине и лучевой терапии рассматриваются в развитых странах как необходимый вклад в улучшение качества жизни населения.
В данной работе приведена обзорная информация об наиболее перспективных технологиях и подходов, используемых в ядерной медицине.
В Институте ядерных исследований (ИЯИ) РАН в г. Троицке проводятся фундаментальные и прикладные исследования по ядерной и нейтронной физике, использование результатов данных исследований дают возможность производить большинство изотопов медицинского назначения и осуществлять протонную терапию новообразований любой локализации.
Для проведения экспериментальных исследований в области протонной терапии в ИЯИ РАН используется протонный ускоритель, обеспечивающий пучки протонов с энергией от 100 до 220 МэВ со средним током до 100 мкА.
На основе опыта других ядерных центров и существующих тенденций в современной медицине, а также с учетом возможности имеющегося ускорителя протонов была сформирована программа исследований ИЯИ РАН для медицины, которые сейчас (в настоящее время) реализуется.
Основными направлениями этой программы исследований являются протонная терапия, производство радиоизотопов для диагностики и терапии, производство и внедрение источников для брахитерапии, лучевой диагностики.
Как известно, ускоренные протоны обладают специфическим поведением при прохождении любой среды - выделяемая или ионизирующая энергия не убывает по мере замедления в среде, как у электронов или фотонов, а наоборот, достигает максимума в момент остановки. Выделение ионизирующей энергии в тканях организма приводит к локальному разрушению клеток в заданном месте.
Индивидуально подбирая энергию протонов, можно локально разрушить опухоль, расположенную на любой глубине.
Практическая реализация протонной терапии до сих пор является весьма сложной научной и технической проблемой. Например, в России нуждаются в протонной терапии, по разным оценкам, от 30 до 50 тыс. больных ежегодно.
Несмотря на уникальные характеристики пучков имеющегося сильноточного ускорителя протонов, оптимальным было бы использование для протонной терапии и других прикладных задач в интересах медицины нового специализированного ускорителя протонов средних энергий.
Циклотрон обеспечивает пучки протонов высокой интенсивности с энергией (Е=30-100 МэВ). Линейный ускоритель в этом случае производит дальнейшее ускорение до энергии Е=250МэВ лишь небольшой части протонов из циклотрона, используемых для протонной терапии.
Потребность в радиоизотопах для диагностики и терапии различных заболеваний ежегодно возрастает. Ряд таких изотопов может быть получен с достаточно высокой экономической эффективностью только на сильноточных ускорителях протонов средней энергии. В мире пока действует менее десяти установок такого типа.
Рассмотрим некоторые вопросы применения стронция-82 (период полураспада 25 суток) и генераторов стронция/рубидий-82 для ПЭТ-диагностики. Использование генератора короткоживущего радионуклида, в данном случае рубидия-82 (период полураспада 1,3 минут), позволяет избежать от необходимости сооружения циклотрона и создания радиохимической лаборатории непосредственно в клинике. Это делает более доступной процедуру раной диагностики инфаркта миокарда и некоторых других заболеваний.
Именно таким путем в основном осуществляется ПЭТ-диагностика в США, где смертность из-за сердечно-сосудистых заболеваний занимает второе место после смертности от онкологических заболеваний. В России, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний занимает первое место, в том числе из-за крайне низкого уровня ранней диагностики населения по этим заболеваниям.
В ИЯИ РАН разработана технология производства и других изотопов для медицины. 8п-117т является перспективным медицинским терапевтическим радионуклидом. Его использует в первую очередь для терапии костных онкологических заболеваний. В то же время исследования последних лет показывает чрезвычайно высокую эффективность использования этого изотопа и для терапии сосудистых заболеваний. В ИЯИ РАН при участии Бруххейвенской национальной лаборатории (БКЬ, США) разработана технология производства олово (8и-117т) в состоянии «без носителя» из облученных мишеней, содержащих сурьму.
На основе этой технологии в медицинском радиологическом научном центре (МРНЦ) в г. Обнинске созданы новые Радиоактивные Фармакологические Препараты - альбуминовые микросферы для лечения аденомы простаты, рака печени и молочной железы и других заболеваний, продемонстрировавшие свою эффективность в биологических экспериментах. Актиний-225 и Радий-223 также весьма перспективные радионуклиды, обладающие альфа-излучением с малым пробегом в биологических тканях. Массовое применение этих радионуклидов может значительно улучшить терапию целого ряда онкологических заболеваний.
В ИЯИ Р АН ведутся исследования и в других перспективных направлениях ядерной медицины и лучевой терапии, в частности, в области брахитерапии. Для ряда локализаций злокачественных опухолей (предстательной железы, молочной железы, гинекологической локализации и др.) брахитерапия является наиболее эффективными щадящим радикальным лечением. Брахитерапия основано на введении закрытых радиоактивных источников непосредственно в области опухоли. При этом в большинстве случаев удаётся избежать постлучевых осложнений, а длительность лечения составляет всего несколько дней.
Брахитерапия по типу и активности используемых источников разделяется на низкодозовую (НДБ) и высокодозовую брахитерапию (ВДБ). Для проведения ВДБ в настоящее время в основном используется два типа закрытых радионуклидных источников: на основе кобальта-60 и иридия-192. Большая энергия гамма-излучения кобальта-60 приводит существенному облучению жизненно важных органов пациентов.
Таблица 1. Основные изотопы, используемые для брахитерапии
Изотоп Период полураспада, сутка Средняя энергия, кэВ
1-125 60 28,4
08-131 9,7 30,4
Ра-103 17 21
1г-192 74 356,8
Со-60 5 лет >1 МэВ
УЪ-169 32 92,8
По оценкам специалистов, потребность в операциях с использованием всех видов брахитерапии, на пример в России составляет не менее 50000 операций в год.
Проведение исследований в этом направлении позволяет перейти к внедрению в практику в России и за рубежом новой перспективной технологии в медицине - брахитерапии с иттербиевыми источниками. Массовому внедрению в медицину этих технологий способствуют преимущества новых источников перед существующими аналогами: менее затратная подготовка терапевтических кабинетов, меньшая цена источников и более простая логистика их доставки в медицинские учреждения. При этом
терапевтические свойства у иттербиевых источников по крайней мере не хуже, чем у используемых аналогов с другими изотопами.
Свой существенный вклад в развитее ядерной медицины внесли и узбекские ученные из Института Ядерной Физики Академии Наук Узбекистана (ИЯФ АН РУз) г. Ташкент.
В 1956 году был организован ИЯФ (Институт ядерной физики) в посёлке Улугбек города Ташкента Республики Узбекистан. Точнее была создана лаборатория радиоизотопов (во время директорство д.ф-м.н., профессор Гулямова У.Г.), а в 1976 г., было создано предприятие «Радиопрепарат» ИЯФ, предназначенное для выпуска меченных радиоактивных соединений. Предприятие «Радиопрепарат» производило для внутреннего рынка и экспортировало в страны содружества, Европу и США меченые препараты и соединения, а также изделия с радиоактивными изотопами. Номенклатура выпускаемых соединений для медицины и науки превышает 60 наименований. Одним из показателей высокого уровня специалистов в области радиохимий Узбекистана является тот факт, что около 70% мирового объема производства радиофарм препарата йод 125 (1-125) приходилось на Узбекистан. Одним из перспективных технологий получения медицинских радиофарм препаратов является ускорительный метод.
Список литературы
1. Изотопы: свойства, получение, применение. Под ред. В.Ю. Баранова. М. Изд. АТ, 2000.
