Прикладные исследования и разработки по развитию применения ядерных технологий в медицине (промежуточный, этап 2024 года)

Объектом исследования являются: -составные части Комплекса протонной лучевой терапии (ПЛТ), -технология внутритканевой брахитерапии опухолей сложных анатомических структур - способы наработки радионуклидов для медицины, их выделения и мечение ими таргетных соединений - блоки для синтеза противоопухолевых таргетных РФЛП, конъюгаты и прекурсоры РФЛП Цель работ: - разработка оборудования для оснащения клинических многокабинных Комплексов ПЛТ; - технологии изготовления и использования источников излучения для персонализированной брахитерапии - определение оптимальных условий процесса лазерной гиперполяризации по ядерному спину изотопа 129Хе - создание новых технологий получения радионуклидов для медицины и перспективных таргетных носителей Результатами работ являются: - созданы математические модели оконечных каскадов оборудования, расположенного в кабинете с горизонтальным фиксированным пучком и в кабинете с лучевой установкой гантри, разработаны технические требования к этим устройствам и осуществлена их эскизная конструкторская проработка; - разработана технология изготовления и использования источников излучения для персонализированной брахиотерапии на основе сплавов титана, активированных в нейтронном потоке исследовательского ядерного реактора. Показано, что модификация титанового сплава ВТ1-0 за счет повышения доли изотопа 47Ti приводит к значительному снижению долгоживущей дозовой нагрузки от примесных радионуклидов; - разработаны, изготовлены и протестированы система модульного управления каскадом газовых центрифуг и микроконтроллер управления аналоговыми ключами и синхронизации для ЯМР спектрометра; - впервые получены экспериментальные сечения реакций 153Eu(α,x)151-156Tb,153Gd в энергетическом диапазоне 60,0→19,8 МэВ. Показана возможность наработки 155Tb с приемлемой радиохимической чистотой для доклинических и клинических испытаний. Показана возможность создания изотопного генератора 103Ru/103mRh; - разработана и апробирована методика разделения растворов радиоактивных вольфрама и рения. Химический выход рения составил более 99%; - показана возможность наработки активности 103Pd в экспериментальном горизонтальном канале реактора ИР-8 на мощности 5 МВт, достаточной для изготовления 103Pd/103mRh изотопного генератора эмиттера Оже- и конверсионных электронов 103mRh; - представлены результаты исследования трёх новых PSMA-молекул. Проведена оценка специфичности и цитотоксической активности PSMA-комплексов относительно опухолевых клеток (эксперименты in vitro) с низкой экспрессией и гиперэкспрессирующих PSMA-антиген; - приведено научное обоснование фотоионизационного выделения радионуклида с использованием разработанной трехступенчатой схемы фотоионизации лютеция; - выполнены эксперименты по отработке технологии выделения радионуклида 177Lu из облученных иттербиевых мишеней без использования токсических металлов в технологическом процессе (безртутные технологии); - наработаны образцы векторных пептидов с необходимыми для конструирования конъюгатов функциями и проведены исследования по их сшиванию с линкерными и хелаторными фрагментами. - получены и определены физико-химические параметры синтезированных образцов векторных пептидов, а также двух образцов линкер-вектор и двух образцов линкер-хелатор. - выполнены эксперименты по нанесению образца раствора нитрата 228Th на мембранный носитель. Определена степень эманирования 220Rn из мембранного носителя и эффективность работы генератора 220Rn. Назначение и область применения результатов НИР: Создание медицинского оборудования и новых технологий ядерной медицины и лучевой терапии для повышения качества и безопасности, а также обеспечения доступности высокотехнологичной медицинской помощи населению Российской Федерации.