Партнерство МФТИ и ОИЯИ даст новый толчок исследованиям

Лаборатория нанобиотехнологий МФТИ на днях получила из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) компьютерный микротомограф MARS. 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, 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, рассказывает: «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. Микротомограф может исследовать плотные структуры и идентифицировать вещества на основании энергетической информации. 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. И вот, в середине декабря представители ОИЯИ передали MARS для установки в лаборатории нанобиотехнологий.

Георгий Шелков, ведущий научный сотрудник лаборатории ядерных проблем 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. Основным элементом такого детектора являются ASIC-микросхемы новейшего поколения. При использовании подобных детекторов в компьютерной томографии сохраняются основные характеристики современных томографов и возникают новые, ранее недоступные возможности, основная из которых — способность измерения энергии каждого зарегистрированного кванта. Использование этой информации позволяет нивелировать  фон, накапливаемый в детекторах, и идентифицировать вещества в сканируемом объекте. Благодаря этому новому качеству 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».