Новости

02.02.2016 22:40
Рубрика: Общество
Проект: Наука

Киллер для убийцы

Ускоритель Балакина в 9 случаях из 10 излечит рак
Конечно, это "громкий" прорыв нашей науки. Ведь американцы давно считаются законодателями мировой моды медицинской техники. Ревностно охраняют свой рынок от чужаков. Российские ученые сумели пробить брешь в этой стене. Медицинские ускорители протонов, созданные в подмосковном наукограде Протвино в Физико-техническом центре ФИАН им. Лебедева, уже установлены в одной из американских клиник и исследовательском центре знаменитого Массачусетского технологического института. Скоро в Бостоне должен появиться еще один российский ускоритель, который выиграл тендер, победив таких известных конкурентов как Hitachi, Siemens, бельгийская компания IBA т.д.
Владимир Балакин. Фото: Сергей Михеев/РГ Владимир Балакин. Фото: Сергей Михеев/РГ
Владимир Балакин. Фото: Сергей Михеев/РГ

Кстати, недавно, докладывая президенту России о лучших достижениях российской науки, президент РАН Владимир Фортов начал именно с этого протонного ускорителя.

Отметим, что именно такие установки сегодня считаются, пожалуй, наиболее оптимальным средством борьбы с раком. Почему так привлекают медиков протоны? Дело в том, что пучок этих частиц не бьет по здоровым клеткам, а значит, не наносит им вред. Он стреляет точно в опухоль. (Впервые на это удивительное свойство протона обратил внимание американский физик Роберт Уилсон в далеком 1946 году. Речь идет о так называемом "пике Брэгга": большую часть энергии протон отдает в самом конце пути. Если все точно рассчитать, то он разрушит лишь клетки опухоли.)

Сегодня в разных странах мира работают 42 центра протонной терапии, пролечены 85 тысяч пациентов. Но у таких ускорителей есть серьезный минус: это настоящие монстры. Они занимают многоэтажные здания, стоят многие миллионы долларов, их обслуживает целые команды сотрудников. Дополнительный антураж - мощные электростанции, холодильники, различные приборы и т. д.

Как превратить гигант в малютку

Российский физик Владимир Балакин сделал, казалось бы, невозможное: он превратил гиганта в малютку. Диаметр его установки всего несколько метров, а весь комплекс умещается в зале около 100 кв. м одноэтажного здания. Здесь нет ни подстанций, ни холодильников, вся электроника умещается в небольшом шкафу. Управляет ускорителем один человек.

По словам Балакина, себестоимость лечения на таком ускорителе ничтожна: в среднем установка потребляет 50 кВт в час - это десятка два включенных одновременно электрочайников, а расходный материал - стакан воды в год (для получения водорода). На самых современных ускорителях опухоль облучается с 2-3 направлений, а ускоритель Балакина способен воздействовать на больное место теоретически с 36, а на деле - с бесконечного числа сторон. В то же время радиационная нагрузка на человека тут на порядки меньше. Расчеты показывают, что в российском ускорителе заложена возможность излечивать рак в 90 процентов случаев. Кстати, американские медики так оценили российское изобретение: "Россия вновь сделала первый спутник".

Ускоритель в 50 патентов

Как Владимиру Балакину удалось первым в мире создать компактный и дешевый уникальный медицинский ускоритель? Заниматься им он начал в 70-х годах, когда работал в новосибирском Институте ядерной физики СО РАН под началом академика Будкера. Тот за несколько месяцев до смерти в 1977 году поставил перед молодыми учеными задачу: создать компактную медицинскую установку для лечения рака. Будкер мечтал снабдить такой техникой каждую больницу.

- Я все просчитал и пошел к Андрею Михайловичу со своей концепцией вывода пучка, - вспоминает Балакин. - Академик лежал в профилактории, я подошел к секретарше, чтоб она нас, как всегда, по утрам, соединила - а та плачет: Будкер умер.

С тех пор, где бы Балакин ни работал, в Новосибирске ли, переехав ли в Протвино - он выделял в своей лаборатории "угол" для работы с протонным ускорителем. Постепенно прорывная идея обретала конкретные очертания. Монстр становился все миниатюрней, не теряя эффективности. Как удавались подобные превращения? На все распросы член-корреспондент РАН Владимир Балакин только усмехается, говорит, это ноу-хау. Правда, ученый замечает, что ему удалось сфокусировать протоны в очень тонкий пучок диаметром всего 5 миллиметров, сконцентрировав большую энергию, которая и убивает опухоль. (Для сравнения, диаметр пучка на установке фирмы IBA целых 3 сантиметра). А еще ученый сумел отказаться гигантских магнитов, которые создают мощные магнитные поля, достаточно и небольших.

Всего в ходе работы над ускорителем член-корреспондент РАН Владимир Балакин оформил около 50 патентов. Несколько лет назад эта установка получила признание в научном мире.

Физики против бюрократов

А что же в России? История Балакина мало чем отличается от многих историй отечественных Кулибиных. Если что-то удается реализовать, то, как говорится, не благодаря, а вопреки. В 2001 году госбюджет начал финансировать проект, и скоро в Протвино был собран первый ускоритель. Однако и без того скромный денежный поток быстро иссяк. Балакин стучался во множество кабинетов, думских и министерских, объездил чуть ли не всю страну, предлагая оснастить местные клиники его установкой. Вначале ему говорили, что это очень здорово, но, узнав, что это еще и очень дешево (балакинский ускоритель примерно в десять раз дешевле зарубежных аналогов) - сразу теряли интерес.

Но ученый не сдавался, хотя не раз находился на грани финансового краха, был вынужден закладывать под высокий процент свою и сына квартиры, чтобы выплачивать своим сотрудникам хоть часть зарплаты.

Специалисты США называют главным достижением американский науки не полет на Луну, а создание национальной инновационной системы. Она как пылесос всасывает все более-менее перспективные разработки, ищет для них спонсоров, которые доводят идею до коммерциализации. Система не зависит от воли чиновника, который думает прежде всего о собственных интересах Она работает на "автомате", поэтому позволяет Америке быть мировым лидером в сфере высоких технологий.

У нас разговоры о необходимости перехода к экономике знаний, к инновациям звучат, в том числе и на самом высоком уровне, не первый год. Однако до сих пор в стране нет эффективной инновационной системы. Поэтому "Балакины", если и достигают успехов, то не благодаря системе, а вопреки.

После того как в США начали тестировать российский ускоритель, еще одна выиграла бостонский тендер (а в этом году балакинская установка отправится и в Израиль), в конце прошлого года Росздравнадзор наконец дал долгожданное "добро" на применение его и в наших клиниках. Как нередко бывало, признание на родине приходит из-за границы. И, кажется, лед тронулся: завершается сборка установки в больнице Пущинского научного центра РАН, а лот Минпромторга на создание протонной установки выиграл Обнинский медицинский радиологический центр имени Цыба.

- Мы можем воздействовать на опухоли любой сложности, массы и генеза и ее уничтожать , - объясняет Владимир Балакин. - В онкологии нередко так: вроде бы подавил опухоль, но она снова растет. Наш луч настолько тонкий, что позволяет облучать опухоль радикально, даже если она граничит с чувствительными зонами. Надо только "сказать" это компьютеру, который планирует облучение, и дать участку дозу, чтобы опухоль уничтожить.

...Наталию Л. оперировали в разных клиниках, но развитие рака в мозгу остановить не могли. После 20 сеансов лечения в Протвино врачи с изумлением увидели: опухоль уменьшилась на 30 процентов. А что будет, когда облучение будет проходить не с двух - а со всех возможных сторон, на что способен этот ускоритель? Обнинские врачи говорят, что самый совершенный электронный ускоритель не дает поля такого качества, как "машина" Балакина.

визитная карточка

Владимир Егорович Балакин

Родился в 1944-м, в д. Каяушка Алтайского края. С 1968-го, после окончания Новосибирского государственного университета - сотрудник Новосибирского института ядерной физики, созданного академиком Будкером, где прошел путь от стажера-исследователя до заместителя директора. Один из авторов нового подхода в физике ускорителей - встречных линейных пучков на сверхвысоких энергиях. Работы по созданию линейных ускорителей стали одним из основных направлений в физике высоких энергий, сделав Балакина признанным научным авторитетом в России и мире.

Научные идеи и технические решения, найденные Балакиным, применяются в проектах линейных коллайдеров США, Японии, Германии и ЦЕРНа. С начала 2000-х разрабатывает компактные протонные синхротроны для протонной терапии. Директор ФТЦ ФИАН им. Лебедева, заместитель директора ФИАН. Член-корр. РАН с 1994 г.

Кстати

Протонную терапию, по данным Объединенного института ядерных исследований в Дубне, получает ежегодно несколько сотен жителей России, а нужна она многим тысячам пациентам. Для этого нужны десятки центров, а не два-три, как сейчас.

Сооружение комплекса медицинского протонного ускорителя, включающего синхротрон и всю инфраструктуру, составляет вместе с компьютерным томографом и зданием примерно 350 миллионов рублей. Для сравнения: минимальная стоимость западного лечебного комплекса около 20 миллионов евро.