Москва, Ленинский пр-т, 53
Radiobiotech@lebedev.ru
Radiobiotech@lebedev.ru
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА ЗА 2021 ГОД
В рамках проекта "Разработка новых технологий диагностики и лучевой терапии социально значимых заболеваний протонными и ионными пучками с использованием бинарных ядерно-физических методов" реализуются следующие мероприятия Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019-2027 гг.:
1. Проведение синхротронных и нейтронных исследований (разработок), необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач.
2. Создание сетевой синхротронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации.
3.Подготовка специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня.
1. Проведение синхротронных и нейтронных исследований (разработок), необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач.
2. Создание сетевой синхротронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации.
3.Подготовка специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня.
- Принципиально новые фундаментальные задачи по научным направлениям реализации Федеральной программы, решаемые в рамках реализации исследовательской программы (проекта):01-1
В 2021 году на первом этапе реализации проекта были разработаны технологии лазерного синтеза и функционализации наночастиц бора-11 и висмута. Проведена их характеризация методами DLS атомно-абсорбционной, оптической и электронной микроскопии. Разработана технология в области ядерной медицины по созданию наноформуляций путем функционализации синтезированных наночастиц висмута и бора оболочкой из полиэтилен-гликоля для бинарных технологий протонной терапии. Впервые изучено взаимодействие наночастиц бора-11 с пучками протонов, проведено облучение здоровых и опухолевых клеток протонным пучком и исследована их выживаемость. Полученные первые экспериментальные результаты, показали сенсибилизирующую активность ПЭГ-стабилизированных наночастиц бора-11 в условиях облучения протонами. Установлен выраженный эффект гибели раковых клеток (увеличение на 20%) в присутствии наночастиц бора-11
В 2021 году на первом этапе реализации проекта проведены серии протонных и нейтронных облучений (в режимах «протоны-нейтроныа» и «нейтроны-протоны»). Проведен комплекс радиобиологических исследований на клеточном и органном уровне, выявлены основы и установлены закономерности механизмов сочетанного воздействия на биологическую ткань излучений разного качества, а также возникающего биологического ответа опухолевых и нормальных тканей
В 2021 году на первом этапе реализации проекта проведена пространственно-временная оптимизация протонной терапии методами математического моделирования. Показано, что пространственное распределение облучения может быть оптимизировано на основе данных о распределении плотности клеток и их радиочувствительности, приводя к увеличению вероятности излечения опухоли при сохраненном уровне повреждения нормальных тканей
- Крупные прикладные задачи по научным направлениям реализации Федеральной программы, решаемые в рамках реализации исследовательской программы (проекта):01-2
В 2021 году на первом этапе реализации проекта разработаны режим медленного многооборотного вывода протонного пучка сверхнизкой интенсивности из протонного синхротрона, а также модуль контроля и верификации выведенного пучка. с данным режимом необходимый для работы синхротрона в режиме радиографии и томографии, и технология изготовления тонких быстрых сцинтиллирующих пленок для создания модуля контроля его вывода. Малая интенсивность и статистически значимое количество однопротонных событий в структуре выведенного пучка являются необходимым требованием для последующей реализации протонной радиографии для диагностики пациентов
В 2021 году на первом этапе реализации проекта показано, что для клинического использования метода многократного сканирования при протонной терапии, применяемого на КПТ «Прометеус», необходима оптимизация времени олучения, дозы и границ дозового поля в области расположения целевого объема опухоли. Проведено тестирование прототипа неантропоморфного водного динамического фантома и с его помощью исследовано влияние интрафракционного движения на дозовые распределения
В 2021 году на первом этапе реализации проекта разработано детектирующее устройство с вакуумной камерой для регистрации альфа-частиц при облучении протонами, а также разработан детектор однопротонных событий на базе чувствительного фотоэлектронного умножителя и пластиковых сцинтиллирующих блоков для настройки верификации режима сверхнизкоинтенсивного вывода на протонном синхротроне, обеспечивающим режим протонной радиографии
- Создание сетевой синхротронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации в рамках реализации исследовательской программы (проекта):02
В 2021 году на первом этапе реализации проекта в соответствии с ПГ в ФИАН была создана Лаборатория радиационной биофизики и биомедицинских технологий.
Разработано положение о лаборатории.
В исследовательскую инфраструктуру лаборатории для реализации проекта были включены протонный синхротрон и ионный ускоритель УНУ «Гелис». Приобретено необходимое оборудование.
Создана молодежная группа, в которую в 2021 году вошло 6 исполнителей проекта возрастом до 39 лет, за которой были закреплены задачи по реализации отдельных пунктов ПГ.
Разработано положение о лаборатории.
В исследовательскую инфраструктуру лаборатории для реализации проекта были включены протонный синхротрон и ионный ускоритель УНУ «Гелис». Приобретено необходимое оборудование.
Создана молодежная группа, в которую в 2021 году вошло 6 исполнителей проекта возрастом до 39 лет, за которой были закреплены задачи по реализации отдельных пунктов ПГ.
- Подготовка специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня.03
В 2021 году при реализации первого этапа была организована и проведена Молодежная школа в области ядерной медицины и лучевой диагностики и терапии.
В Школе приняли участие более 200 человек в очной и заочной форме, из которых 140 участников было в возрасте до 39 лет.
В Школе приняли участие более 200 человек в очной и заочной форме, из которых 140 участников было в возрасте до 39 лет.
В 2021 году при реализации второго этапа в соответствии с ПГ разработана и реализована программа ДПО «Перспективные технологии ядерной медицины для внедрения в практику высокотехнологичных центров РФ», по которой прошли обучение и получили удостоверение о повышении квалификации 22 человека.
Все работы, запланированные к реализации на первом этапе в 2021 году, выполнены в соответствии с ПГ в полном объеме, достигнуты целевые показатели, смета исполнена.
По результатам исследований подготовлено, отослано и принято в печать 2 статьи.
Полученные результаты являются базой проведения дальнейших работ по проекту в 2022-2023 гг. (2 и 3 этапы) и лягут в основу разрабатываемых прорывных технологий протонной и ионной терапии.
Внедрение этих технологий на модернизированном и технически переоснащенном компактном отечественном протонном синхротроне КПТ «Прометеус», обеспечит импортозамещение и опережающее развитие технологий лучевой терапии, будет иметь длительный социально-экономический эффект и даст весомый вклад в развитие персонализированной медицины, высокотехнологичного здравоохранения и технологий здоровьесбережения, что является приоритетным направлением Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации.
По результатам исследований подготовлено, отослано и принято в печать 2 статьи.
Полученные результаты являются базой проведения дальнейших работ по проекту в 2022-2023 гг. (2 и 3 этапы) и лягут в основу разрабатываемых прорывных технологий протонной и ионной терапии.
Внедрение этих технологий на модернизированном и технически переоснащенном компактном отечественном протонном синхротроне КПТ «Прометеус», обеспечит импортозамещение и опережающее развитие технологий лучевой терапии, будет иметь длительный социально-экономический эффект и даст весомый вклад в развитие персонализированной медицины, высокотехнологичного здравоохранения и технологий здоровьесбережения, что является приоритетным направлением Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации.