Физики Санкт-Петербургского университета и Радиевого института имени В.Г. Хлопина (госкорпорация «Росатом») исследовали ядерные реакции, в которых с помощью специально разработанного мишенного устройства были получены радионуклиды, для их дальнейшего использования в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Результаты исследования опубликованы в «Известиях Российской академии наук: серия физическая».
Инновационное мишенное устройство. Фото предоставлено Владимиром Жеребчевским
Онкология является одной из ведущих причин смерти в мире. По данным ВОЗ, в 2020 году рак унес жизни почти 10 млн человек, или почти каждого шестого умершего. Примерно одна треть случаев смерти от рака вызвана употреблением табака, высоким индексом массы тела, употреблением алкоголя, низким уровнем потребления фруктов и овощей, а также отсутствием физической активности. Однако многие виды рака излечимы при своевременной постановке диагноза и назначении лечения. Усложняет диагностику тот факт, что на ранних этапах рак практически не проявляет никаких симптомов. В связи с этим наука ориентирована на поиск быстрой и доступной диагностики рака.
Одним из перспективных подходов к диагностике рака является ядерная медицина, в частности радионуклидная диагностика. В этом случае пациенту вводят, например, радиоактивный фтор, который соединяют с молекулой глюкозы. Раковые клетки активно потребляют глюкозу, в связи с чем радиоактивный элемент накапливается в опухоли. Этот радиоактивный элемент испускает античастицы позитроны, которые при взаимодействии с частицами электронами аннигилируют, испуская при этом два гамма-кванта. Затем эти гамма-кванты регистрируются в совпадении на специальном томографе, и мы получаем радионуклидное изображение опухоли. Такой метод называется позитрон-эмиссионной томографией. С другой стороны, можно с помощью специальной камеры просто регистрировать гамма-кванты, которые испускает еще один радиоактивный элемент — технеций, и также получать радионуклидное изображение опухоли. Этот метод называется однофотонная эмиссионная томография. Также, используя другие излучения выбранного радиоактивного элемента, можно локально разрушать раковые клетки, проводя терапию.
«Но чтобы сделать эти радиоактивные элементы, нужно осуществить ядерные реакции и нужна мишень, которую мы облучаем заряженными частицами, например протонами. То есть в нашем случае нерадиоактивная мишень из высокообогащенного изотопа олова 117 или 119 становится радиоактивным изотопом сурьмы с таким же массовым числом 117 или 119 соответственно. С помощью специально разработанной мишенной системы, которая может выдерживать большие потоки протонов, мы всесторонне исследовали ядерные реакции для получения радиоактивных изотопов сурьмы», — рассказал заведующий учебной лабораторией ядерных процессов, доцент СПбГУ Владимир Жеребчевский.
По его словам, удалось впервые получить данные о вероятности протекания ядерных реакций с протонами на мишенях из изотопов олова в области максимума, что дало новую информацию о выходах изотопов сурьмы из толстой мишени. Это предоставляет возможность использовать полученные результаты в производственных процессах по наработке изотопов сурьмы на медицинских ускорителях в широком диапазоне энергий ускоряемых протонов.
Поскольку конечный элемент — радиоактивная сурьма, то она перспективна для тераностики. Тераностика — это новое медицинское направление, включающее одновременное проведение терапии и диагностики. Такой подход позволяет гораздо быстрее и эффективнее бороться с болезнью.
«Мы намерены продолжить исследования в данной области совместно с коллегами из Радиевого института имени В.Г. Хлопина также для других изотопов уже в ноябре этого года. Однако полагаю, что для дальнейшего использования наших разработок уже в медико-биологических исследованиях нам нужна тесная кооперация с коллегами-медиками, работающими в данной области. В связи с чем мы активно приглашаем коллег к сотрудничеству», — сказал Владимир Жеребчевский.
Исследования проводились совместно с Радиевым институтом имени В.Г. Хлопина (госкорпорация «Росатом») на циклотроне МГЦ-20.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ