17 декабря 2020 г. уникальный рентгеновский микротомограф MARS, модернизированный в Лаборатории ядерных проблем им. В. П. Джелепова ОИЯИ (ЛЯП ОИЯИ), был перевезен в Долгопрудный, в Лабораторию нанобиотехнологий Физтех-школы биологической и медицинской физики (ФМБФ) для проведения исследований в области медицины и биологии.
Это может стать началом новой серьезной исследовательской коллаборации, основанной на общей приборной базе. «Такое партнерство выгодно для всех, что часто имеет место в научной среде», — прокомментировал событие Денис Кузьмин, директор Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ.
Как в Физтех-школе биологической и медицинской физики МФТИ, так и в ОИЯИ ведутся прикладные исследования в области медицины и биологии с использованием методов магнитно-резонансной и компьютерной томографии. Лаборатория нанобиотехнологий МФТИ занимается созданием нового поколения систем направленной доставки лекарств in vitro и in vivo.
Максим Никитин, руководитель лаборатории нанобиотехнологий МФТИ, поясняет: «Компьютерная томография поможет существенно расширить спектр разрабатываемых нами тераностических агентов. Хотя сейчас мы преимущественно занимаемся магнитными материалами, с новым оборудованием сможем, например, прямо визуализировать сайты накопления золотых наночастиц, которые являются одними из самых перспективных для последующего применения в человеке. КТ-томограф позволит оптимизировать их свойства и повышать эффективность доставки в опухоли и к другим мишеням».
Компьютерный микротомограф MARS ОИЯИ с полупроводниковым пиксельным детектором обладает уникальной чувствительностью. Подобных приборов в мире всего около 20 штук.
На одной из встреч, которая проходила на Физтехе, родилась идея совместного проекта между МФТИ, Институтом общей физики им. А. М. Прохорова РАН и ОИЯИ, связанного с использованием микротомографа, в том числе при исследовании тераностических агентов. Эти микрообъекты должны стать источником новой важной научной информации для медицины, биологии и фармакологии.
Георгий Шелков, ведущий научный сотрудник Лаборатории ядерных проблем им. В. П. Джелепова ОИЯИ, рассказывает:
«За прошедшие 50 лет методика компьютерной томографии прошла длинный путь. Новый виток развития этой технологии может быть связан с появлением и развитием гибридных пиксельных детекторов излучения, работающих в режиме счета одиночных фотонов. Основными элементами такого детектора являются ASIC-микросхемы новейшего поколения. При использовании подобных детекторов в компьютерной томографии сохраняются основные характеристики современных томографов и возникают новые, основная из которых — способность измерения энергии каждого зарегистрированного кванта. Использование этой информации позволяет идентифицировать вещества в сканируемом объекте. Появляется ряд дополнительных, недоступных в производимых ныне компьютерных томографах, возможностей: идентификация и разделение в полученных медицинских томограммах участков, содержащих кальций (кости и кальцинаты в различных органах), дифференциация жировых и мягких тканей, использование нескольких контрастных веществ одновременно».
Владимир Черкасов, ведущий научный сотрудник лаборатории нанобиотехнологий МФТИ, добавляет:
«Огромный потенциал этого прибора пока еще предстоит раскрыть. Сейчас создана совместная команда с ОИЯИ. Они вкладывают свое знание работы прибора, а мы ставим биомедицинские задачи. В “боевых условиях” идет проверка техники, и мы совместно понимаем, какие параметры мы можем получить, с какими характеристиками, при каких настройках».