Аспирант из Сирии Абдуллах Шихада участвует в научном проекте по модернизации нейтронного терапевтического канала на базе циклотрона ТПУ. Это исследование позволит повысить эффективность нейтронной терапии при лечении злокачественных новообразований.

Напомним, нейтронная терапия — это медицинский инструмент, созданный совместно онкологами и физиками-ядерщиками. Ее можно проводить только на ускорителях заряженных частиц или ядерных реакторах, где получают и направляют пучок нейтронов в то место, где находится злокачественное новообразование. В Томске медико-биологический комплекс для проведения дистанционной нейтронной терапии был открыт в 1983 году на базе циклотрона Томского политехнического университета.

 

Добавим, Абдуллах Шихада учится в ТПУ с 2016 года. Он закончил магистратуру и поступил в аспирантуру Инженерной школы ядерных технологий. Его специализация — радиационная физика. Сейчас аспирант продолжает вести исследования под научным руководством заведующего научной лабораторией радиоактивных веществ и технологий Владимира Головкова.

По словам Владимира Головкова, с 80-х годов XX века лечение на медико-биологическом комплексе циклотрона ТПУ прошли более двух тысяч больных со всей Сибири и Дальнего Востока. Накопленный опыт показал, что установка имеет потенциал к улучшению своих параметров, чтобы добиться более эффективных результатов.

«Одно из направлений, которым занимается наша лаборатория, это медицинская радиология, предполагающая использование пучков нейтронов, получаемых на ускорителе заряженных частиц, для подавления роста онкологических заболеваний. В чем основное преимущество нейтронной терапии? В отличии от гамма- или электронной терапии нейтроны разрушают поврежденные ткани необратимо, то есть рецидива после проведения нейтронной терапии не бывает. Но есть и отрицательные стороны, связанные с воздействием самих нейтронов на здоровые ткани организма.

Всегда важно, чтобы положительный эффект превысил негативный, так как радиационное воздействие на здоровые ткани приводит к их повреждению. В рамках исследования Абдуллах Шихада работает над оптимизацией характеристик нейтронного пучка, которая приведет к минимизации негативных воздействий нейтронного излучения»,

— говорит Владимир Головков.

При этом физика получения нейтронов такова: циклотрон разгоняет частицы (дейтроны), они попадают на бериллиевую мишень, в которой в результате ядерной реакции освобождаются нейтроны. Из мишени они выходят своеобразным «факелом». Именно этот «факел» и необходимо сфокусировать, получить узкий пучок, направленный точно на поврежденные онкологическими заболеваниями ткани. Такой метод позволит получить дозу облучения, максимально эффективную для лечения, но более безопасную для здоровых участков.

Сейчас политехники работают над созданием системы, которая помогла бы сфокусировать нейтронный пучок буквально до одного сантиметра в диаметре. Для достижения такого результата необходимо провести тщательные расчеты, учитывающие все важные факторы: распределение дозы, полученной тканями с учетом радиобиологической эффективности, геометрические условия, виды источников, энергетическое, угловое распределение и так далее. Именно этой работой и занят Абдулахх Шихада.

«В своей работе я использую моделирование движения каждого нейтрона методом Монте-Карло — это универсальный инструмент для расчета характеристик нейтронных потоков. Это математический метод случайных чисел, позволяющий смоделировать то, какое взаимодействие будет испытывать частица, под каким углом она рассеется, какая у нее будет длина до следующей точки взаимодействия. Такой метод используется в физике переноса частиц и позволяет достаточно точно смоделировать движение частиц.

Для моделирования используется специальная программа, в которую вносятся данные. И в некоторых вариантах расчетов уже получилось, что можно повысить эффективность использования нейтронов на несколько десятков процентов», — говорит аспирант.

Отметим, проверить точность расчетов политехники планируют экспериментальным путем. Практическая часть исследования будет проводиться ближе к лету 2019 года. Для этого ученые планируют внести изменения в существующую конструкцию медико-биологического комплекса для проведения дистанционной нейтронной терапии. А именно — использовать другие материалы для фокусировки пучка.

«Существующая технология использует широкий горизонтальный пучок, на направление которого мы повлиять фактически не можем. Но с помощью подбора материалов коллиматора — устройства, обеспечивающего формирование потоков нейтронов в соответствии с медицинскими требованиями, мы сможем сфокусировать рассеянные нейтроны в узкий пучок. Узкий пучок позволяет в принципе перейти к более щадящей методике облучения опухоли с разных направлений.

 

Сейчас коллиматоры делают, в основном, из полиэтилена. Мы планируем использовать несколько разных материалов: водородсодержащие полимеры типа полиэтилена, материалы из элементов среднего атомного веса, например, железо, а также, к примеру, свинец или висмут. Эксперименты будут вестись на циклотроне. И здесь задача будет заключаться в том, чтобы по максимуму использовать нейтроны, выходящие из источника, и сфокусировать их так, чтобы обеспечить максимальный терапевтический эффект», — подчеркивают ученые.

Похожие новости

  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    931
  • 05/10/2019

    Определены победительницы конкурса «Для женщин в науке» L'OREAL - UNESCO 2019 года

    ​Победительницами конкурса "Для женщин в науке" L'OREAL - UNESCO 2019 года стали 10 ученых из Москвы, Казани, Новосибирска, Томска и Владивостока. Каждая из них получит стипендию в 500 тыс. рублей, говорится в сообщении на сайте конкурса, опубликованном 4 октября.
    600
  • 08/05/2019

    Биологи, медики и физики - в одной связке

    ​Если 20-е столетие в медицине было веком всевластия антибиотиков, то 21-е точно станет веком физики и робототехники в медицине. Потому что все значимые открытия в этой сфере с начала века были бы невозможны без участия физиков, материаловедов и программистов - это и искусственное сердце AbioCor, и биоискусственная печень, и таблетка с камерой для замены эндоскопии.
    335
  • 25/05/2017

    «Физика рака» — ученые обсуждают в Томске «раковое цунами», накрывающее человечество

    На Международной конференции «Физика рака: трансдисциплинарные проблемы и клинические применения», которая проходит в эти дни в МКЦ ТПУ, прозвучит почти 50 пленарных докладов ученых России и зарубежных стран — США, Израиля, Франции, Германии, Китая, Греции, Италии, Словении, Сербии.
    2018
  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    667
  • 14/09/2018

    Физики обсуждают проблемы радиации и изменения климата

    ​В Томске проходит XIII Международная школа молодых ученых "Физика окружающей среды" имени А.Г. Колесника, посвященная 140-летию университета. Ее организаторами являются ТГУ и Институт оптики атмосферы им.
    884
  • 03/11/2018

    Исследование по Рамановской спектроскопии победило в первом конкурсе лучших научных статей молодых ученых ТПУ

    В Томском политехническом университете подвели итоги первого конкурса для молодых ученых «Лучшая научная статья ТПУ, содержащая элементы графической и мультимедийной визуализации – 2018». На рассмотрение конкурсного совета было представлено 11 статей.
    498
  • 03/10/2016

    Томский государственный университет: научные исследования - широким фронтом

    ​Томский государственный университет ведет научные исследования широким фронтом. Сегодня "Поиск" расскажет о последней находке палеонтологов, о достижениях химиков, помогающих фармацевтам, а также о проекте физиков, математиков и биологов, объединившихся в интересах медицины.
    2329
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    260
  • 20/10/2016

    Атомщики Сибири обсуждают в ТПУ термоядерный синтез и развитие ядерной медицины

    ​В Томском политехническом университете проходит VII школа-конференция молодых атомщиков Сибири. В течение трех дней молодые ученые из России и стран ближнего зарубежья будут обсуждать вопросы ядерной безопасности, развитие ядерной медицины, термоядерный синтез, а также реализацию проекта по созданию топлива и реакторов нового поколения "Прорыв".
    2481