Latvijas zinātnieki no Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) ir izstrādājuši tehnoloģiju, kas radiobiologiem palīdzēs pētīt radiācijas ietekmi uz cilvēka šūnu DNS (dezoksiribonukleīnskābes) molekulām. Tas ļaus saprast, kā starojums ietekmē šūnas mazās daļiņas, un nākotnē šīs zināšanas varētu izmantot vēl precīzākā cilvēkam nelabvēlīgo šūnu apstarošanā un iznīcināšanā.
Viena no metodēm, ko izmanto vēža ārstniecībā, ir staru terapija, kad jonizējošais starojums, ko sarunvalodā bieži dēvē par radiāciju, tiek raidīts cauri cilvēka ķermeņa audiem, lai iznīcinātu organismam nelabvēlīgās šūnas. Jonizējošajam starojumam ir tik daudz enerģijas, ka tas molekulās var sagraut ķīmiskās saites vai atraut elektronus no atomiem. Tādējādi tas bojā nelabvēlīgo šūnu ģenētisko materiālu – DNS molekulas, un šīs šūnas vairs nespēj augt un dalīties.
Staru terapijas laikā audzēju ļoti precīzi un kontrolēti apstaro, piemēram, ar gamma stariem, vienlaikus cenšoties pēc iespējas mazāk apstarot blakus esošos veselos audus. Ārstniecisko efektu ietekmē tas, cik daudz starojuma ir saņēmušas šūnas un to daļas. Tomēr patlaban trūkst iespēju, lai izmērītu, cik lielu dozu šūnas saņem un kā tieši starojums uz tām iedarbojas, jo viena DNS molekula ir ļoti, ļoti maza – tās diametrs ir tikai 2 nanometri. Lai izprastu šos izmērus, ir jāzina, ka 1 nanometrs ir milimetra miljonā daļa, kas ir aptuveni 100 000 reižu mazāka par cilvēka mata platumu.
«Nav tik maza detektora, ar kuru mēs varētu izmērīt starojuma ietekmi uz šūnu. Detektora virsma ir liela un dod signālu par visu virsmu,» skaidro RTU Mašīnzinību, transporta un aeronautikas fakultātes Biomedicīnas inženierzinātņu un nanotehnoloģiju institūta (BINI) vadošā pētniece Marina Romanova, kura minēto tehnoloģiju ir izstrādājusi savā pēcdoktorantūras projektā.
Lai izmērītu starojuma ietekmi, būtu nepieciešams tāds dozimetrs, kuram starojuma jutīgais elements būtu pēc izmēra līdzīgs bioloģiskajam objektam, kas absorbē jonizējošo starojumu. Var, protams, izmantojot datorprogrammu, modelēt starojuma dozas, taču zinātniece piedāvā jaunu tehnoloģiju – dozimetra jutīgo elementu izgatavot no nanodaļiņām, kas kalpo par nanoizmēra bioloģisko objektu modeļiem.
Pēc izgatavošanas nanodozimetrus pārbauda, apstarojot tos ar dažādām jonizējošā starojuma dozām, un šajā procesā izmanto medicīniskus lineārus paātrinātājus – aparātus, kuri kalpo vēža ārstēšanā. Apstarošanas laikā atkarībā no starojuma dozas lieluma nanodaļiņās veidojas radiācijas defekti. Pēc apstarošanas zinātnieki novērtē nanodaļiņās izveidoto defektu skaitu, izmērot eksoelektronu emisiju no nanodaļiņām RTU BINI laboratorijā.
Veicot eksoelektronu emisijas mērījumus, plāno kārtiņu ar nanodaļiņām silda vakuumā, un sildīšanas laikā no nanodaļiņu virsmas izlido elektroni, kurus saskaita. Izlidojušo elektronu skaits būs atkarīgs no nanodaļiņās esošo radiācijas defektu skaita un līdz ar to – no jonizējošā starojuma dozas, kuru absorbēja nanodaļiņas.
Jauno tehnoloģiju ir izstrādājuši RTU BINI zinātnieki sadarbībā ar kolēģiem no RTU Neorganiskās ķīmijas institūta Elektroķīmijas laboratorijas. Pētījumā RTU sadarbojas arī ar Čehijas Zinātņu akadēmijas Fizikas institūta zinātniekiem, kuri snieguši savu ieguldījumu nanodaļiņu īpašību raksturošanā. Ir sagatavots un iesniegts patenta pieteikums par nanodozimetra izgatavošanu un dozas mērīšanas metodi.
Pētījums izstrādāts pēcdoktorantūras projektā Nr. 1.1.1.2/VIAA/1/16/167 «Plānas kārtiņas ar nanodaļiņām jonizējošā starojuma dozimetrijai» un ir saņēmis Eiropas Reģionālā attīstības fonda finansējumu.
Foto: RTU
One Response
kapec so neizgudroja atrak :(( labi ka vismaz tagad