Доктор Атом

Средняя продолжительность жизни в России составляет 70 лет, в мире — 73 года, а в ряде стран превышает 80 лет. Предел ли это для человечества? Развитие атомных технологий и ядерной медицины дает надежду, что в недалеком будущем большинство людей на планете будут жить 100 лет и дольше.

От Рентгена до наших дней

Каждому из нас хоть раз делали рентгеновские снимки. Излучение, благодаря которому исследуются органы и части тела человека, в самом конце XIX века открыл немецкий физик Вильгельм Рентген. Этот метод стал применяться и в лучевой терапии раковых опухолей. Чуть позднее был открыт радий, соли которого стали использоваться в ампулах и аппликаторах для лечения злокачественных образований. В 1938 году американские ученые получили новый элемент — технеций-99m. С его помощью сегодня проводят до 80% диагностических  процедур в ядерной медицине. В СССР с 1948 года началось регулярное производство радиоактивных изотопов для медицины и народного хозяйства, а через 10 лет в Обнинске создан институт медицинской радиологии. В дальнейшем наша страна наладила выпуск десятков радиофармацевтических препаратов (РФП) и производство уникального диагностического оборудования, не уступавшего западным аналогам.

Ученые делаю рентгеновский снимок с помощью раннего аппарата с трубкой Крукса, конец 1800-х годов.Фото: Wikimedia / William J. Morton / Общественное достояние

Но ядерная медицина долгое время оставалась в тени главных задач атомной отрасли — обеспечении обороноспособности и производства электроэнергии. Ситуация изменилась относительно недавно, когда была образована государственная корпорация «Росатом», обратившая внимание на новые сферы применения атомной энергии и ядерных технологий. В составе корпорации действует отдельная компания — «Русатом Хэлскеа», объединяющая научные институты и производственные предприятия и развивающая ядерную медицину в России, используя в том числе лучшие наработки советских ученых. Её деятельность охватывает три ключевых направления: диагностику, лучевую и радионуклидную терапию.

Узнать больше об атомных технологиях можно на платформе Homo Science

Все начинается с диагноза

Для успешного лечения любой болезни важно выявить ее как можно раньше. А для борьбы с раковыми заболеваниями — это жизненно важно. Применение радиоактивных изотопов (нуклидов) лежит в основе такой диагностики. Причем это не радионуклиды, которые используют на атомных станциях или в ядерном оружии, это именно специальные медицинские изотопы.

Напомним, что атом состоит из электронов, протонов и нейтронов. Число первых двух элементарных частиц в ядре атома всегда постоянно, а вот нейтроны, имеющие собственную массу, могут встречаться в одном и том же веществе в разных количествах.

Свободные нейтроны не всегда вступают в стабильные связи с остальными составляющими атома. Через некоторое время они покидают ядро, из-за чего меняется его масса и физические свойства. Так образуются другие изотопы, что ведет к образованию вещества с равным количеством протонов, нейтронов и электронов. В отличие от обычных собратьев радиоактивные изотопы распадаются и высвобождают энергию — излучение. Эту особенность и используют врачи, фиксируя по приборам их движение и характер скопления при вводе в организм человека.

В естественных условиях присутствие любых изотопов невелико. Поэтому их получают искусственным путем, производят в ядерных реакторах или на специальном оборудовании — циклотронах. Далее из изотопов синтезируются РФП для проведения, в частности, таких видов исследований, как однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Эти исследования безопасны поскольку еще в процессе их проведения большая часть введенного человеку препарата распадается, и это сводит к минимуму лучевую нагрузку. С помощью сканеров в диагностических аппаратах делают трехмерные снимки и получают подробную информацию о состоянии тканей, органов и систем человека. Применяются они не только для выявления и уточнения онкологических заболеваний, но и, например, болезней сердца, щитовидной железы, желудочно-кишечного тракта Чем совершеннее такая техника, тем еще более точным может стать диагноз врача. В «Русатом Хэлскеа», например, намерены создать новый МРТ-аппарат, который превзойдет мировые аналоги по удобству и надежности.

В Росатоме проектируется также строительство пилотного ПЭТ-центра — комплексного медицинского учреждения, которое сможет оказывать услуги населению. А в этом году госкорпорация приступила к возведению двух центров радионуклидной терапии в Липецке и Уфе. А в 2025 году в Обнинске должен заработать крупнейший в Европе завод по производству радиофармпрепаратов.

Фото: Росатом

На научно-просветительской платформе Homo Science можно узнать еще об одном современном методе диагностики рака, а также о других передовых технологиях не только из сферы медицины.

«Троянский конь» с изотопом

Получив результаты радионуклидной диагностики, врач принимает решение о назначении пациенту радионуклидной терапии — высокоточной лучевой терапии или приеме радиофармпрепаратов. Причем речь может идти о разных стадиях болезни — даже тех, когда обычное хирургическое вмешательство признается нецелесообразным.

РФП — это чаще всего раствор, который содержит специально подобранный радиоактивный изотоп нужного элемента с особо химической формой, которая после внутривенного введения накапливается в нужной области организма. А излучение препарата разрушает поврежденную ткань. Радионуклиды используются в очень малом количестве. Для понимания — концентрация чайной ложки соли, растворенной в 50-метровом бассейне, будет в сто раз больше, чем содержание однократной инъекции изотопа.

Производство радиофармацевтических препаратов. Фото: Росатом
Принцип действия РФП можно сравнить с известной древнегреческой легендой о троянском коне. Представьте, что молекула — это тот самый троянский конь, а радионуклид в ней — спрятавшийся воин. Под прикрытием молекулы, устанавливающей связь с рецепторами опухоли, изотоп проникает в злокачественное образование и уничтожает его клетки.

Действие радиофармпрепаратов также подробно описано на Homo Science. Эта научно-просветительская платформа содержит материалы о достижениях российской и мировой науки, меняющих наши представления о настоящем и будущем.

Помимо жидкости для внутривенного введения, РФП создаются и в других формах. Существуют препараты, которые нужно вдыхать для диагностики функций легких. Правда, они не получили широкого распространения из-за сложности технологии. Есть РФП в виде таблеток, которые применяются для диагностики и терапии патологий щитовидной железы. При этом каждая капсула может быть изготовлена индивидуально для конкретного пациента. Существуют аппликаторы — специальные пластичные гели, содержащие терапевтический радионуклид, которые накладываются на наружные опухоли.

По самым скромным подсчетам, для диагностики онкологических заболеваний в России необходимо порядка 81 тыс. упаковок радиофармпрепаратов и более 2,7 млн упаковок для лечения.

Лучи здоровья

В медицине продолжают использовать лучевую терапию в борьбе с онкологическими болезнями. Все ее современные методы и технические средства имеют высокий уровень безопасности для здоровья пациентов. Так, 50−60% онкобольным показана протонная терапия. При этом методе атомы опухоли «обстреливаются» протонами — тяжелыми частицами. Особенность протонов заключается в том, что для них можно задавать точное направление и место остановки. Это позволяет разрушать больные клетки в глубине здоровой ткани, не повреждая ее саму.

В клиниках Москвы и других городов широко используется такое устройство, как кибер-нож. Он генерирует около 200 лучей, которые сходятся в одной точке — там, где находится опухоль. Каждый луч по отдельности очень слаб и не может навредить тканям, через которые проходит. Но в «эпицентре» доза разрушительна.

В медицинские клиники готовятся поставки комплекса «Брахиум» для брахитерапии (метод контактной лучевой терапии) онкологических заболеваний органов малого таза, молочной железы, пищевода, носоглотки и полости рта. Специально для комплекса была создана система, которая обеспечивает точность направления излучения и полный контроль лечения. А 3D-визуализация позволяет корректировать тактику лечения в режиме реального времени.

Гамма-терапевтический комплекс «Брахиум». Фото: Росатом

В 2022 году «Русатом Хэлскеа» начала серийный выпуск «Оникса» — первого российского линейного ускорителя для лечения любых раковых опухолей. А также запустила производство нового поколения гамма-терапевтического комплекса контактной лучевой терапии АГАТ-SMART, первые образцы которого были разработаны еще в Советском Союзе. Специалисты компании работают также совместно с партнерами над разработкой комплекса дистанционной лучевой терапии нового поколения — компактного устройства «Торус», способного заменить аналогичную зарубежную технику.

Радиотерапевтическая установка «Оникс». Фото: Росатом

Как видим, маленький атом, обладающий невероятной силой, может приносить огромную пользу людям, выступая в качестве доктора. Производство медицинских изотопов и радиофармпрепаратов, уникального оборудования для диагностики и терапии — эти направления в деятельности корпорации «Росатом» приближают будущее. А медицина благодаря им становится значительно сильнее в борьбе с самыми коварными и сложными заболеваниями.

Узнать больше об атомных технологиях можно на платформе Homo Science

Реклама. Частное учреждение по реализации коммуникационных программ атомной отрасли «Центр коммуникаций». ИНН: 9705152344 

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас