Нейтрон-захватная терапия
Нейтрон-захватная терапия или нейтронозахватная терапия (англ. Neutron Capture Therapy) — метод радиотерапии. Метод лечения рака с использованием реакций, возникающих между радиочувствительными медикаментами и нейтронами. При этом в опухоли предварительно накапливают бор, гадолиний (в эксперименте кадмий), что повышает ее чувствительность к нейтронному излучению. Затем опухоль облучают потоком тепловых нейтронов. В онкологических клиниках уже применяется терапия на основе бора (Boron Neutron Capture Therapy). Остальные варианты находятся в фазе экспериментов.
Основные сведения
В результате поглощения нейтрона бором происходит ядерная реакция с большим выделением энергии в клетке, что приводит к ее уничтожению. Бор (точнее, стабильный изотоп бор-10) поглощает нейтроны очень эффективно: сечение поглощения тепловых нейтронов 3837 барн, в то время как сечение поглощения нейтронов большинством элементов — порядка единиц барн.
В результате поглощения нейтрона бором-10 образуется возбужденное ядро бора-11, которое за 10−12 секунды распадается на ядро лития-7 и альфа-частицу, разлетающиеся с большой энергией. В 6 % случаев их суммарная энергия 2,8 МэВ, а в 94 % — 2,3 МэВ, поскольку 0,48 МэВ выносится гамма-квантом. Эти заряженные частицы быстро тормозятся: ядро лития на длине 5 мкм, альфа частица на 7 мкм. Поскольку размер клетки порядка 10 мкм, то видно, что 80 % энергии ядерной реакции выделяется именно в той клетке, которая содержала ядро бора, поглотившего нейтрон.
Нейтронозахватная терапия более безопасна чем стандартная рентгенотерапия. Однако этот вид лечения находится в фазе развития и имеет свои ограничения.
История
Идея былa сформулирована в 1936 году американским рентгенологом Locher. Независимо, в конце 40-х годов в СССР, А. Т. Качугиным было предложено использование противоопухолевых медикаментов, действующих по нейтронзахватному принципу. В 50-е годы в СССР проводилось первое экспериментальное лечение онкологических больных. В 60-е годы разработка моделей терапии была проведена в Обнинском Радиологическом Центре и в Институте Биофизики (Ю. С. Рябухин, Ф. С. Баранова, Н. А. Васильева, В. А. Успенский, Э. Ф. Филин).
Исследования получили развитие в США и Японии.
В Японии базовые исследования по нейтрон-захватной терапии были начаты в 1959 г. проф. Миякава Т. (отделение радиологии Клиники Токийского университета), Ватанабэ Н. и др., а в 1968 г. проф. Хатанака Х. (медицинский факультет Университета Тэйкё) впервые в Японии осуществил радиотерапию с применением реактора производства «Хитачи» (HTR). Затем на этом реакторе было проведено 13 клинических испытаний по лечению злокачественных образований головного мозга с применением соединений бора, который отличается выдающимися свойствами избирательного накопления в раковых клетках.
К 1989 г. было проведено ок. 99 клинических испытаний по лечению злокачественных опухолей мозга, а с 1993 г. - экспериментальное лечение 61 пациента на реакторе KUR. Японским ученым удалось повысить эффективность метода за счет применения эпитермальных нейтронов, обладающих высокой энергией и способных проникать в глубоко расположенные опухоли. Кроме того, применение 2 соединений бора, отличных по своим качествам, позволяет аккумулировать большой объем этого вещества в опухоли. Также внедрено компьютерное моделирование объема нейтронных лучей.
В настоящее время в Японии действует 2 реактора "медицинского назначения" - KUR, принадлежащий Университету Киото, и JRR, который находится в ведении Японского агентства по атомной энергии. Громоздкость необходимого оборудования не позволяет применять данный метод в обычных клиниках, но с 2009 г. в НИИ при реакторе Университета Киото ведутся эксперименты на животных с использованием малогабаритного циклотронного ускорителя для проведения бор-нейтрон захватной терапии.
Этот вид терапии уже применяется для лечения опухолей мозга. В ИЯФ им. Г.И.Будкера в 2007 году был создан нейтронный источник для проведения экспериментов по бор-нетронозахватной терапии.
Исследования Нейтрон-захватной терапии ведутся на горизонтальных экспериментальных каналах реактора ИРТ МИФИ (НИЯУ МИФИ) совместно с РОНЦ им. Блохина и ФМБЦ им. А.И.Бурназяна ФМБА России (провоприемник ГНЦ ИБФ). Показана эффективность терапии на собаках со спонтанными опухолями.
