Terapia de captare a neutronilor sau terapia de captare a neutronilor (ing. Terapia cu captarea neutronilor ) este o metodă de radioterapie . O metodă de tratament a cancerului care utilizează reacții care apar între medicamentele radiosensibile și neutroni . În același timp, borul , gadoliniul ( cadmiul în experiment ) se acumulează preliminar în tumoră , ceea ce crește sensibilitatea acesteia la radiația neutronică. Tumoarea este apoi iradiată cu un flux de neutroni termici . Terapia de captare a neutronilor cu bor este deja utilizată în clinicile de oncologie . Opțiunile rămase sunt în faza experimentală.
Ca urmare a absorbției unui neutron de către bor, are loc o reacție nucleară cu o eliberare mare de energie în celulă , ceea ce duce la distrugerea acesteia. Borul (mai precis, izotopul stabil bor-10 ) absoarbe neutronii foarte eficient: secțiunea transversală de absorbție pentru neutronii termici este de 3837 barn , în timp ce secțiunea transversală de absorbție pentru neutroni de către majoritatea elementelor este de ordinul câtorva barn.
Ca rezultat al absorbției unui neutron de către bor-10, se formează un nucleu excitat de bor-11 , care se descompune într-un nucleu de litiu-7 și o particulă alfa în 10-12 secunde , zburând separat cu energie mare. În 6% din cazuri, energia lor totală este de 2,8 MeV , iar în 94% - 2,3 MeV, deoarece 0,48 MeV este scos de un quantum gamma . Aceste particule încărcate sunt decelerate rapid: un nucleu de litiu cu o lungime de 5 microni , o particulă alfa la 7 microni. Deoarece dimensiunea celulei este de aproximativ 10 microni, este clar că 80% din energia reacției nucleare este eliberată tocmai în celula care conținea nucleul de bor care a absorbit neutronul.
Terapia de captare a neutronilor este mai sigură decât terapia standard cu raze X. Cu toate acestea, acest tip de tratament este în faza de dezvoltare și are limitările sale.
Ideea a fost formulată în 1936 de radiologul american Locher. În mod independent, la sfârșitul anilor 40 în URSS , A. T. Kachugin a propus utilizarea medicamentelor antitumorale care acționează pe principiul captării neutronilor. În anii 1950, primul tratament experimental al bolnavilor de cancer a fost efectuat în URSS. În anii 1960, dezvoltarea modelelor de terapie a fost realizată la Centrul Radiologic Obninsk și la Institutul de Biofizică (Yu. S. Ryabukhin, F. S. Baranova, N. A. Vasilyeva, V. A. Uspensky, E. F. Filin).
Cercetările au fost dezvoltate în SUA și Japonia .
În Japonia, cercetările de bază privind terapia de captare a neutronilor au fost începute în 1959 de către Prof. Miyakawa T. (Departamentul de Radiologie al Clinicii Universității din Tokyo ), Watanabe N. și alții, iar în 1968 prof. Hatanaka H. ( Facultatea de Medicină a Universității Teikyo ) a efectuat radioterapie pentru prima dată în Japonia folosind Reactorul Hitachi (HTR). Apoi, au fost efectuate 13 studii clinice pe acest reactor pentru tratamentul tumorilor cerebrale maligne folosind compuși de bor, care se disting prin proprietăți remarcabile de acumulare selectivă în celulele canceroase.
Până în 1989, aproximativ 100 de studii clinice au fost efectuate pentru tratamentul tumorilor cerebrale maligne, iar din 1993, tratamentul experimental a 61 de pacienți la reactorul KUR . Oamenii de știință japonezi au reușit să mărească eficiența metodei folosind neutroni epitermici, care au energie mare și sunt capabili să pătrundă în tumorile profunde. În plus, utilizarea a doi compuși de bor care diferă prin calitățile lor permite acumularea unei cantități mari din această substanță în tumoră. De asemenea, a fost introdusă modelarea computerizată a volumului fasciculelor de neutroni.
În prezent, în Japonia funcționează două reactoare „de calitate medicală”, KUR, deținută de Universitatea din Kyoto , și JRR , care este operată de Agenția Japoneză pentru Energie Atomică . Volumul echipamentului necesar nu permite utilizarea acestei metode în clinicile convenționale, dar din 2009, experimente pe animale au fost efectuate la institutul de cercetare din reactorul Universității Kyoto folosind un accelerator ciclotron de dimensiuni mici pentru terapia de captare bor-neutron.
Acest tip de terapie este deja folosit pentru a trata tumorile cerebrale . În INP ei. G. I. Budker a creat în 2007 o sursă de neutroni pentru experimente privind terapia de captare bor-neutron. [unu]
Pe canalele experimentale orizontale ale reactorului IRT de la MEPhI (NRNU MEPhI) se desfășoară studii de terapie de captare a neutronilor, împreună cu Centrul de Cercetare a Cancerului din Rusia, numit după N. N. Blokhin și FMBTS , care poartă numele N.N. A. I. Burnazyan FMBA din Rusia (succesorul SSC IBF). Eficacitatea terapiei la câinii cu tumori spontane a fost demonstrată.
În mod tradițional, izotopul bor-10 este utilizat pentru terapia de captare a neutronilor.
Al 157-lea izotop al gadoliniului are cea mai bună capacitate de a capta neutroni, iar reacția nucleară care are loc atunci când un neutron este capturat este însoțită de radiații radioactive puternice. Ar părea un candidat ideal pentru terapia de captare a neutronilor. Cu toate acestea, există o serie de probleme care fac aproape imposibilă utilizarea acestuia:
Ideile de utilizare a nanoparticulelor magnetice pentru a îmbunătăți eficacitatea clinică a medicamentelor se bazează pe faptul că substanțele create prin abordări nanotehnologice diferă în proprietățile lor fizico-chimice de compușii obținuți într-o formă de dozare tradițională. Nanoparticulele magnetice pot fi poziționate folosind un câmp magnetic, precum și pot controla fără contact mișcarea lor în organe și țesuturi datorită acțiunii unui câmp magnetic extern. Celulele fagocitelor transportă nanoparticule magnetice către „țesuturile țintă”, iar câmpul magnetic concentrează și localizează în plus zona cu efect terapeutic. [2]
| Tehnologii nucleare | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inginerie | |||||||
| materiale | |||||||
Energia nucleară |
| ||||||
| Medicina nucleara |
| ||||||
| Arme nucleare |
| ||||||
| |||||||