Точно в цель: в Петербурге создали аппарат для лечения рака с помощью рентгеновского излучения

Команда петербургских учёных разработала аппарат, который позволяет уничтожать отдельные раковые клетки прямо во время операций по удалению злокачественных образований. Разрушение вредоносных клеток происходит под воздействием мягкого рентгеновского излучения на максимально близком расстоянии. Использование установки не только сэкономит время, но и снизит вероятность рецидивов онкологических заболеваний.

Роковой удар

Во время одного из матчей конца сезона 2017/18 хоккеист Самвел Мнацян получил сильный удар в спину. В хоккее это не редкость: на льду игроки постоянно толкаются, дерутся, падают. Поэтому и значения удару Самвел не придал. Но спустя время спину начало неприятно тянуть, появилась боль.

Обследование показало, что тот самый удар спровоцировал рост злокачественного образования на позвоночнике. Так случается. Все здоровые клетки в организме человека работают по своим внутренним часам с исправным механизмом. У них есть график деления, роста, созревания и смерти – клеточный цикл, который заложен природой. Но любые из клеток, как и часовые механизмы, в определённый момент могут сломаться. По разным причинам: генетика, травма, нездоровый образ жизни, стрессы, плохая экология. В результате клетки меняют свои структуру и размер начинают бесконтрольно делиться – становятся злокачественными, образуют опухоли. Проникая в здоровую ткань, они разрушают её, нарушают работу органов и постепенно просто «съедают» человека.

Организм полностью теряет контроль над такими клетками. Поэтому они могут свободно перемещаться по нему с помощью кровеносной и лимфатической систем. Прикрепляясь к другим органам, злокачественные клетки образуют там новые опухоли – метастазы. У Самвела метастазы распространились на печень и мочевыводящие каналы. Произошло это в считанные месяцы.

На лечение требовалось 130 тысяч евро. Помогали все: профсоюз Континентальной хоккейной лиги провёл благотворительный матч; хоккейный клуб «Адмирал», игроком которого долгое время был Самвел, также предоставил часть суммы; а хоккейный клуб «Сибирь», с которым спортсмен только что заключил контракт, открыл на своём сайте сбор средств.

В немецкой клинике Самвел прошёл 38 сеансов химиотерапии и 27 облучений. За год. Это позволило удалить 90% раковых клеток. Но как только родные спортсмена поверили в то, что болезнь отступает, его состояние резко ухудшилось. А 6 октября 2019 года, на 30-м году жизни, Самвел Мнацян скончался. У него остались жена и маленький сын.

По данным Минздрава, с 1 февраля 2019 по 1 февраля 2020 года от онкологических заболеваний в России умерло свыше 280 тыс. человек. Только в первой половине 2020 года в нашей стране было выявлено 350 тыс. новых случаев заболевания. В мире счёт идёт на миллионы.

От гуморальной теории до лечения ядами

Теорию о причинах развития онкологии первым выдвинул Гиппократ в 400-х годах до нашей эры. Он был убеждён, что в теле человека содержатся четыре вида жидкости, или гумора: кровь, слизь, чёрная и жёлтая желчь. Скопление большого количества чёрной желчи в определённом месте, по мнению Гиппократа, и было причиной возникновения опухолей. Постепенно желчь распространяется по организму, и удалить её не представляется возможным.

Поскольку долгое время по религиозным причинам вскрытия тел были запрещены, гуморальная теория Гиппократа просуществовала вплоть до 16 века. А когда запрет был снят, её пришлось пересмотреть, ведь никакой чёрной желчи в организме человека не обнаружили.

Удалять злокачественные опухоли хирургически начали спустя столетие. Впервые полностью вырезать опухоль из молочной железы удалось немецкому хирургу Вильгельму Фабри. В то же время его голландский коллега Адриан Гельвеций провёл первую успешную мастэктомию, полное удаление тканей молочной железы. Врачи того времени в целом придерживались радикальной хирургии, стараясь удалить как можно больше тканей, которые контактировали с опухолью.

Современная медицина предлагает как открытые, так и малоинвазивные операции. При открытых делается один большой разрез. При малоинвазивных – несколько маленьких, в один из которых сначала вставляется тонкая трубка с камерой для обнаружения опухоли, а в другие – специальные хирургические инструменты, с помощью которых и происходит удаление. Такой метод способствует скорейшему восстановлению пациента, но может быть невозможным в случае удаления больших образований.

Параллельно с оперативными методами используют химиотерапию или облучение. Химиотерапия – это внутривенное введение ядов и токсинов, которые разрушают раковые клетки. Внешне – обычная капельница. А лучевая терапия – это использование радиации, рентгеновского излучения для дистанционного воздействия на опухоль. Человека кладут на стол под аппаратом, который позволяет направить поток лечебной энергии на опухоль – выглядит он как большой рентген. Оба вида терапии могут использоваться, например, для того, чтобы сначала уменьшить опухоль и сделать её операбельной, или чтобы после удаления новообразования остановить рост раковых клеток в остальных органах.

Но и в том и в другом случае, кроме злокачественного образования, разрушаются и здоровые клетки, снижается иммунитет. Поэтому проходящие терапию люди стремительно теряют вес, волосы и постоянно чувствуют усталость.

Два в одном

Петербургские учёные решили объединить оперативный и лучевой методы борьбы со злокачественными образованиями. Они создали аппарат, с помощью которого можно удалять отдельные раковые клетки прямо во время операции, не давая им возможности распространяться по организму. Разработкой занимались специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», Центрального научно-исследовательского института робототехники и технической кибернетики, клинической больницы №122 им Л.Г. Соколова и предприятия «Светлана-Рентген».

Удаление отдельных раковых клеток происходит под воздействием мягкого близкофокусного рентгеновского излучения. Для этого хирург делает небольшой разрез в месте расположения опухоли. Вырезает её. И погружает в тело пациента трубку лучевого аппарата через тот же разрез. На место, которое раньше занимала опухоль, направляется поток рентгеновского излучения. Это невидимая сверхмощная форма обычного света – волны, которые движутся по прямым линиям со скоростью света, но имеют очень высокую энергию. Классический метод их получения выглядит так. При нагревании катод, принимающий электроны металлический элемент, начинает эти электроны испускать. Они ударяются об анод – металлический элемент, который отдаёт электроны. В момент удара электроны резко тормозят, моментально теряя большую часть энергии – тогда и возникает рентгеновское излучение.

Происходит весь этот процесс в рентгеновской трубке – вакуумной колбе, в которую друг напротив друга впаяны катод и анод. Чтобы сконцентрировать поток излучения, применяются цилиндрические или прямоугольные тубусы. В зависимости от назначения, строение рентгеновских трубок может отличаться. Но ни один из существующих сейчас вариантов не предназначен для близкофокусного интраоперационного воздействия. А специалистам компании «Светлана-Рентген» удалось создать трубку, которая способна работать в таких условиях. Подробности разработки пока не разглашаются.

Благодаря своей энергичности рентгеновские лучи могут проникать гораздо глубже, чем обычный свет. И подавлять таким образом функции клеток, угнетая их рост и способствуя разрушению. Поэтому все злокачественные клетки, которые остались после удаления раковой опухоли в месте её расположения и не могут быть удалены хирургически из-за своей микроскопичности, будут сразу же уничтожены новым аппаратом. Это не только существенно экономит время лечения, но и снижает вероятность дальнейшего перемещения «плохих» клеток по организму и возникновения рецидива. А поскольку низкоинтенсивное излучение доставляется непосредственно к очагу болезни, другие ткани практически не страдают. В отличие от традиционного дистанционного метода, когда под агрессивные лучи попадает большое количество здоровых клеток и тканей, под которыми скрывается опухоль.

Предполагается, что рыночная цена аппарата составит $500 тыс., в то время как стоимость разрабатываемых западных аналогов достигает $1,5 млн. В ближайшее время он будет передан медикам 122-й больницы им Л.Г. Соколова для начала клинических испытаний.

Автор: Анна Добровольская

По материалам: https://www.sciencemon.ru/office/org/blog/258092/