Ядерная медицина
ТЕМА НОМЕРА / #9_2022
Записал Александр ЮЖАНИН / Фото: Росатом, Scientificrussia.ru
Научный руководитель АО «НИИТФА» и направления «Ядерная медицина» ЕОТП Валентин Смирнов объясняет, почему ЕОТП — идеальный механизм для старта новых проектов, и рассказывает о том, какими достижениями в области ядерной медицины уже можно похвастаться.
Биография эксперта
Валентин Пантелеймонович СМИРНОВ родился в 1937 году в п. Дубровицы Московской области. В 1961 году с отличием окончил Московский физико-технический институт (МФТИ) по специальности «Радиофизика» и начал работать в ИАЭ им. И. В. Курчатова.
В конце 1960‑х годов им и его сотрудниками было заложено новое научное направление в инерционном термоядерном синтезе — применение сильноточных релятивистских электронных пучков для поджига термоядерных мишеней. Найденные группой В. П. Смирнова решения были удостоены Государственной премии СССР.
В 1978 году В. П. Смирнов перешел на работу в филиал ИАЭ в г. Троицке, где возглавил сооружение установки «Ангара», а также исследования, положившие начало широкому изучению Z-пинчевых лайнеров во всем мире. В 1997 году эти работы были отмечены Государственной премией РФ по науке и технике. В 1998 году В. П. Смирнов вернулся в Курчатовский институт на должность директора Института ядерного синтеза.
В 2011 году он стал заместителем генерального директора ЗАО «Наука и инновации» и научным руководителем электрофизического блока.
С 2017 года — научный руководитель НИИ технической физики и автоматизации Росатома.
Доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН с 1990 года. В 2003 году избран академиком РАН.
В 2013 году В. П. Смирнов удостоен премии Правительства РФ в области образования. Также награжден премией BEAMS DZP за научный и технологический вклад в область сверхмощных пучков частиц и Z-пинчей (2002) и премией имени Х. Альфвена Европейского физического общества за вклад в физику плазмы (2005).
Автор и соавтор более 200 научных публикаций, обладатель ряда патентов.
В конце 1960‑х годов им и его сотрудниками было заложено новое научное направление в инерционном термоядерном синтезе — применение сильноточных релятивистских электронных пучков для поджига термоядерных мишеней. Найденные группой В. П. Смирнова решения были удостоены Государственной премии СССР.
В 1978 году В. П. Смирнов перешел на работу в филиал ИАЭ в г. Троицке, где возглавил сооружение установки «Ангара», а также исследования, положившие начало широкому изучению Z-пинчевых лайнеров во всем мире. В 1997 году эти работы были отмечены Государственной премией РФ по науке и технике. В 1998 году В. П. Смирнов вернулся в Курчатовский институт на должность директора Института ядерного синтеза.
В 2011 году он стал заместителем генерального директора ЗАО «Наука и инновации» и научным руководителем электрофизического блока.
С 2017 года — научный руководитель НИИ технической физики и автоматизации Росатома.
Доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН с 1990 года. В 2003 году избран академиком РАН.
В 2013 году В. П. Смирнов удостоен премии Правительства РФ в области образования. Также награжден премией BEAMS DZP за научный и технологический вклад в область сверхмощных пучков частиц и Z-пинчей (2002) и премией имени Х. Альфвена Европейского физического общества за вклад в физику плазмы (2005).
Автор и соавтор более 200 научных публикаций, обладатель ряда патентов.
Мировой рынок радиофармпрепаратов (РФП) и высокотехнологичного медицинского оборудования постоянно растет. Опыт крупных компаний США и Европы, таких как Siemens и General Electric, показывает, что прибыль от медицинских проектов может составлять весьма значительную часть от общей, а ее объем может доходить до десятков миллиардов долларов в год. Причина в том, что общество сегодня готово платить за высокие технологии в медицине.
Росатом имеет очень сильные позиции в области ядерной и высокотехнологичной медицины. Во-первых, предприятия отрасли занимают лидирующее место в стране по производству радиоизотопов медицинского назначения. Однако производится главным образом сырье, а не конечная продукция — РФП (в ближайшее время это изменится). Во-вторых, у Росатома есть наработки в направлениях, которые сопровождали развитие атомной энергетики и сегодня занимают важное место среди медицинских услуг с использованием высокотехнологичного оборудования. К ним относятся технологии дистанционной и контактной лучевой терапии, применения плазмы, различных систем генерации лазерного излучения и т. д.
Тем не менее, несмотря на ряд пионерских работ, направление ядерной и высокотехнологичной медицины в Росатоме исторически не получило интенсивного развития. Особенно проблемными стали 1990‑е годы: из-за недостаточного финансирования исследования и разработки почти прекратились. Возникло существенное отставание от мировых лидеров. Сегодня нам необходимо предпринимать значительные усилия для того, чтобы преодолеть это отставание. Это амбициозная задача. Безусловно, у Росатома очень большой потенциал, но я вижу проблему в том, что ядерная и высокотехнологичная медицина до недавнего времени не была выделена в отдельное направление. Сейчас этот процесс запущен — ядерная медицина стала приоритетным направлением научного и технологического развития (ПННТР) Росатома, работы в этом направлении получают соответствующую поддержку.
Главный тренд последних лет, формируемый в том числе на государственном уровне, —импортозамещение. Сейчас из-за санкций и отказа зарубежных фирм в поставке некоторых комплектующих мы сталкиваемся с задержкой выпуска образцов высокотехнологичного оборудования. Так что переход к импортозамещению становится особенно актуальным, а запланированные мероприятия приходится ускорять — нам необходимо обеспечить производство как отечественного медицинского оборудования (Росатом предпринимает все усилия для того, чтобы достичь максимальной степени его локализации), так и РФП. Кроме того, должна быть налажена система сервисного обслуживания оборудования, чтобы не происходило сбоев и длительных перерывов в лечении пациентов.
Росатом имеет очень сильные позиции в области ядерной и высокотехнологичной медицины. Во-первых, предприятия отрасли занимают лидирующее место в стране по производству радиоизотопов медицинского назначения. Однако производится главным образом сырье, а не конечная продукция — РФП (в ближайшее время это изменится). Во-вторых, у Росатома есть наработки в направлениях, которые сопровождали развитие атомной энергетики и сегодня занимают важное место среди медицинских услуг с использованием высокотехнологичного оборудования. К ним относятся технологии дистанционной и контактной лучевой терапии, применения плазмы, различных систем генерации лазерного излучения и т. д.
Тем не менее, несмотря на ряд пионерских работ, направление ядерной и высокотехнологичной медицины в Росатоме исторически не получило интенсивного развития. Особенно проблемными стали 1990‑е годы: из-за недостаточного финансирования исследования и разработки почти прекратились. Возникло существенное отставание от мировых лидеров. Сегодня нам необходимо предпринимать значительные усилия для того, чтобы преодолеть это отставание. Это амбициозная задача. Безусловно, у Росатома очень большой потенциал, но я вижу проблему в том, что ядерная и высокотехнологичная медицина до недавнего времени не была выделена в отдельное направление. Сейчас этот процесс запущен — ядерная медицина стала приоритетным направлением научного и технологического развития (ПННТР) Росатома, работы в этом направлении получают соответствующую поддержку.
Главный тренд последних лет, формируемый в том числе на государственном уровне, —импортозамещение. Сейчас из-за санкций и отказа зарубежных фирм в поставке некоторых комплектующих мы сталкиваемся с задержкой выпуска образцов высокотехнологичного оборудования. Так что переход к импортозамещению становится особенно актуальным, а запланированные мероприятия приходится ускорять — нам необходимо обеспечить производство как отечественного медицинского оборудования (Росатом предпринимает все усилия для того, чтобы достичь максимальной степени его локализации), так и РФП. Кроме того, должна быть налажена система сервисного обслуживания оборудования, чтобы не происходило сбоев и длительных перерывов в лечении пациентов.
Что уже сделано?
Во-первых, хочу отметить создание в АО «НИИТФА» установок для лучевой терапии онкологических заболеваний «Оникс» и «Брахиум». «Оникс» — современный комплекс дистанционной лучевой терапии; с его помощью можно лечить опухоли практически любых размеров и локализаций. В этом году начнется серийный выпуск таких аппаратов. Обсуждается развитие линейки установок дистанционной лучевой терапии (этот вопрос курирует вице-премьер Татьяна Голикова). Успехи несомненно есть, но впереди еще много работы из-за санкционных ограничений.
«Брахиум» — это аппарат для брахитерапии с использованием гамма-излучения. Это метод контактной лучевой терапии, при котором источник ионизирующего излучения помещается вблизи облучаемого опухолевого очага — либо непосредственно рядом с ним, либо внутри него. Брахитерапия широко применяется в онкогинекологии, при лечении рака простаты и других заболеваний. Уже начались поставки комплекса «Брахиум» в медицинские учреждения. Отмечу, что еще один аппарат для брахатерапии и интраоперационного облучения, но с использованием рентгеновского излучения (т. н. электронная брахитерапия), разработан в НПО «Луч».
Также в АО «НИИТФА» ведутся работы по созданию тороидального комплекса дистанционной лучевой терапии «Торус». Он обладает рядом преимуществ перед традиционными линейными ускорителями: значительно более компактен, имеет увеличенное поле облучения и более высокую мощность дозы. Кроме того, требования к радиационной защите помещений для размещения комплекса менее жесткие.
Еще один очень интересный проект, который хотелось бы отметить, — разработка медицинского комплекса лазерной литотрипсии для лечения урологических заболеваний. Литотрипсией называется процедура разрушения камней в различных отделах мочевыводящих путей (почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал). Разработанный во ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» при участии ИОФ им. А. М. Прохорова РАН литотриптор отличается от зарубежных аналогов более безопасным для окружающих тканей механизмом воздействия на камень, а также высокой эффективностью фрагментации твердых конкрементов. Проект стартовал в 2019 году и был успешно завершен в 2021 году на стадии опытного образца.
Большой успех достигнут в разработке аппарата для терапии оксидом азота «Тианокс» (РФЯЦ-ВНИИЭФ и филиал МИФИ — СарТФИ) — десятки экземпляров уже проданы в медицинские учреждения.
В работах по радиоизотопам и РФП также можно отметить немало успешно завершенных проектов. Например, в АО «ГНЦ РФ — ФЭИ» проведено экспериментальное обоснование комплекса для наработки 225Ас фотоядерным способом (не в ядерном реакторе) и уже запущен инвестиционный проект c целью реализации этой технологии в промышленном масштабе. В 2021 году в АО «Радиевый институт» завершены НИОКР, а в 2022 году запущен инвестпроект по разработке технологии производства перспективных видов терапевтической изотопной продукции на основе изотопов 226Ra согласно требованиям GMP. Также ведется ряд других разработок в области изотопной медицины, находящихся на разных стадиях технологической готовности.
Во-первых, хочу отметить создание в АО «НИИТФА» установок для лучевой терапии онкологических заболеваний «Оникс» и «Брахиум». «Оникс» — современный комплекс дистанционной лучевой терапии; с его помощью можно лечить опухоли практически любых размеров и локализаций. В этом году начнется серийный выпуск таких аппаратов. Обсуждается развитие линейки установок дистанционной лучевой терапии (этот вопрос курирует вице-премьер Татьяна Голикова). Успехи несомненно есть, но впереди еще много работы из-за санкционных ограничений.
«Брахиум» — это аппарат для брахитерапии с использованием гамма-излучения. Это метод контактной лучевой терапии, при котором источник ионизирующего излучения помещается вблизи облучаемого опухолевого очага — либо непосредственно рядом с ним, либо внутри него. Брахитерапия широко применяется в онкогинекологии, при лечении рака простаты и других заболеваний. Уже начались поставки комплекса «Брахиум» в медицинские учреждения. Отмечу, что еще один аппарат для брахатерапии и интраоперационного облучения, но с использованием рентгеновского излучения (т. н. электронная брахитерапия), разработан в НПО «Луч».
Также в АО «НИИТФА» ведутся работы по созданию тороидального комплекса дистанционной лучевой терапии «Торус». Он обладает рядом преимуществ перед традиционными линейными ускорителями: значительно более компактен, имеет увеличенное поле облучения и более высокую мощность дозы. Кроме того, требования к радиационной защите помещений для размещения комплекса менее жесткие.
Еще один очень интересный проект, который хотелось бы отметить, — разработка медицинского комплекса лазерной литотрипсии для лечения урологических заболеваний. Литотрипсией называется процедура разрушения камней в различных отделах мочевыводящих путей (почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал). Разработанный во ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» при участии ИОФ им. А. М. Прохорова РАН литотриптор отличается от зарубежных аналогов более безопасным для окружающих тканей механизмом воздействия на камень, а также высокой эффективностью фрагментации твердых конкрементов. Проект стартовал в 2019 году и был успешно завершен в 2021 году на стадии опытного образца.
Большой успех достигнут в разработке аппарата для терапии оксидом азота «Тианокс» (РФЯЦ-ВНИИЭФ и филиал МИФИ — СарТФИ) — десятки экземпляров уже проданы в медицинские учреждения.
В работах по радиоизотопам и РФП также можно отметить немало успешно завершенных проектов. Например, в АО «ГНЦ РФ — ФЭИ» проведено экспериментальное обоснование комплекса для наработки 225Ас фотоядерным способом (не в ядерном реакторе) и уже запущен инвестиционный проект c целью реализации этой технологии в промышленном масштабе. В 2021 году в АО «Радиевый институт» завершены НИОКР, а в 2022 году запущен инвестпроект по разработке технологии производства перспективных видов терапевтической изотопной продукции на основе изотопов 226Ra согласно требованиям GMP. Также ведется ряд других разработок в области изотопной медицины, находящихся на разных стадиях технологической готовности.
Линия производства генераторов 99Тс в НИФХИ им. Л. Я. Карпова, г. Обнинск
Механизм для старта
Если говорить о создании новых продуктов в области медицины, положение в Росатоме коренным образом изменилось после внедрения единого отраслевого тематического плана (ЕОТП). Согласно этому плану, продукт доводится до некоторого уровня технологической готовности (TRL‑6) за счет финансирования НИОКР, а затем результаты работ должны быть выкуплены координаторами направления — бизнес-заказчиками. На основе результатов НИОКР бизнес-заказчики должны организовывать выполнение инвестиционных проектов, выводящих полученные продукты на рынок. Таким образом, процесс разработки продукта и его результат оплачивают не медучреждения, а дивизионы Росатома — за счет средств, заложенных в ЕОТП.
Это кардинальное решение позволяет институтам получать средства для разработок и в то же время налагает на бизнес-заказчиков и дивизионы обязательства тщательно анализировать предложения, чтобы быть уверенными в возврате и преумножении выделенного финансирования. Проекты в области ядерной и высокотехнологичной медицины имеют свою специфику: необходимое требование к ним — наличие медицинского соисполнителя, участие которого позволит правильно поставить задачи и избежать ошибок при их решении. Все поступающие в ЕОТП заявки на выполнение НИОКР рассматриваются на НТС институтов и дивизионов, проходят экспертизу научной вертикали Росатома, а затем бизнес-заказчики отбирают обладающие наибольшим потенциалом для коммерциализации. После этого проекты передаются в ведущую организацию — ЧУ «Наука и инновации». Хочу отдельно отметить ее важную роль: здесь работают эксперты, понимающие самые тонкие нюансы научных разработок, связанных с созданием новых высокотехнологичных продуктов.
Отмечу, что к работе над проектами в области ядерной и высокотехнологичной медицины в рамках ЕОТП мы привлекаем широкий круг внешнеотраслевых организаций: это Российская академия наук, НИЦ «Курчатовский институт», ФМБА России, вузы. Для коллег это новый опыт: исследовательские организации привыкли в качестве результата получать научные данные, для нас же важно на выходе получить конкурентоспособный продукт — РФП, ускоритель, диагностический аппарат, — с которым можно выйти на рынок.
Если говорить о создании новых продуктов в области медицины, положение в Росатоме коренным образом изменилось после внедрения единого отраслевого тематического плана (ЕОТП). Согласно этому плану, продукт доводится до некоторого уровня технологической готовности (TRL‑6) за счет финансирования НИОКР, а затем результаты работ должны быть выкуплены координаторами направления — бизнес-заказчиками. На основе результатов НИОКР бизнес-заказчики должны организовывать выполнение инвестиционных проектов, выводящих полученные продукты на рынок. Таким образом, процесс разработки продукта и его результат оплачивают не медучреждения, а дивизионы Росатома — за счет средств, заложенных в ЕОТП.
Это кардинальное решение позволяет институтам получать средства для разработок и в то же время налагает на бизнес-заказчиков и дивизионы обязательства тщательно анализировать предложения, чтобы быть уверенными в возврате и преумножении выделенного финансирования. Проекты в области ядерной и высокотехнологичной медицины имеют свою специфику: необходимое требование к ним — наличие медицинского соисполнителя, участие которого позволит правильно поставить задачи и избежать ошибок при их решении. Все поступающие в ЕОТП заявки на выполнение НИОКР рассматриваются на НТС институтов и дивизионов, проходят экспертизу научной вертикали Росатома, а затем бизнес-заказчики отбирают обладающие наибольшим потенциалом для коммерциализации. После этого проекты передаются в ведущую организацию — ЧУ «Наука и инновации». Хочу отдельно отметить ее важную роль: здесь работают эксперты, понимающие самые тонкие нюансы научных разработок, связанных с созданием новых высокотехнологичных продуктов.
Отмечу, что к работе над проектами в области ядерной и высокотехнологичной медицины в рамках ЕОТП мы привлекаем широкий круг внешнеотраслевых организаций: это Российская академия наук, НИЦ «Курчатовский институт», ФМБА России, вузы. Для коллег это новый опыт: исследовательские организации привыкли в качестве результата получать научные данные, для нас же важно на выходе получить конкурентоспособный продукт — РФП, ускоритель, диагностический аппарат, — с которым можно выйти на рынок.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #9_2022