Bài viết này sẽ trình bày tóm tắt về hiện trạng ứng dụng kỹ thuật BNCT trên thế giới và đề xuất một số giải pháp nghiên cứu áp dụng kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc ở Việt Nam trong thời gian tới.
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT XẠ TRỊ BNCT SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ GIA TỐC Ở VIỆT NAM Vương Hữu Tấn Hội Năng lượng nguyên tử Việt Nam BNCT kỹ thuật đặc thù dựa ý tưởng đưa hợp chất chứa Boron vào tế bào ung thư sau chiếu chùm neutron vào Các neutron bị hạt nhân Boron bắt tạo hạt alpha hạt nhân giật lùi Litium với khả truyền lượng cao khoảng cách ngắn dừng lại phạm vi tế bào, không làm ảnh hưởng đến tế bào bên cạnh Đây ưu việt kỹ thuật BNCT điều trị ung thư hiệu ứng sinh học cao phạm vi tế bào vị trí tế bào cần điều trị định vị xác Với tiến gần lĩnh vực công nghệ gia tốc, kỹ thuật BNCT trở thành lựa chọn khả thi điều trị lâm sàng số loại bệnh ung thư Bài báo trình bày tóm tắt trạng ứng dụng kỹ thuật BNCT giới đề xuất số giải pháp nghiên cứu áp dụng kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc Việt Nam thời gian tới TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT XẠ dụng để điều trị cho 1000 bệnh nhân ung TRỊ BNCT TRÊN THẾ GIỚI thư có nhiều tiến đạt việc Kỹ thuật xạ trị BNCT kỹ thuật xạ trị dựa tối ưu hợp chất Boron sử dụng ý tưởng đưa hợp chất chứa Boron vào tế bào ung kiểm soát hàm lượng Boron khối u Tuy thư sau chiếu xạ chùm neutron lên khối u nhiên, nhiều lò phản ứng nghiên cứu giới Các neutron bị hạt nhân Boron bắt tạo phản dừng hoạt động khơng cịn tiếp tục sử ứng hạt nhân sinh hạt alpha hạt nhân giật lùi dụng kỹ thuật BNCT khó khăn Litium Hạt alpha hạt nhân giật lùi Litium có việc đặt sở lò phản ứng nghiên cứu quãng chạy ngắn phạm vi kích thước tế bệnh viện hay liên kết lò phản ứng nghiên bào nên tiêu diệt tế bào ung thư, mà không làm cứu với bệnh viện điều trị bệnh nhân ung ảnh hưởng tế bào bên cạnh Đây ưu việt thư Hiện tại, giới có lị phản ứng cịn sử dụng kỹ thuật BNCT cho điều trị ung kỹ thuật BNCT so với kỹ thuật xạ trị khác thư Tuy nhiên, tính ưu việt kỹ thuật này, Kỹ thuật BNCT sử dụng lò phản nên có số lớn thiết bị xạ trị BNCT dựa ứng nghiên cứu số nước giới /1, máy gia tốc hạt xây dựng 2/ Nhật Bản, Hoa Kỳ, chủ yếu để điều trị ung bệnh viện trường đại học hay thư não nơtron nhiệt (Nhật Bản) nơtron trung tâm ung thư số nước giới nhiệt (Hoa Kỳ) Việc điều trị ung thư Kỹ thuật BNCT máy gia tốc có ưu việt kỹ thuật BNCT lị phản ứng khơng thực so với lị phản ứng chỗ suất liều neutron hiệu suất liều thấp, thời gian điều trị kéo cao hơn, thời gian điều trị ca 30 phút dài, điều trị 1-2 bệnh nhân/ngày, kèm đến nên số bệnh nhân điều trị theo chi phí vận hành lị phản ứng cao Trong 10-15 bệnh nhân/ngày với chi hai thập niên gần đây, kỹ thuật ứng phí vận hành máy gia tốc thấp nhiều so với lị Số 69 - Tháng 12/2021 13 THƠNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN phản ứng Trên giới có cơng ty sẵn sàng cung cấp thiết bị công nghệ BNCT điều trị ung thư bao gồm Sumitomo, Mitsubishi, IBA/ Neutron Therapeutics, and TAE Life Sciences Hai công ty đầu Nhật Bản công ty sau Hoa Kỳ (https://www.neutrontherapeutics.com/ https://taelifesciences.com/) Một số thiết bị BNCT máy gia tốc sẵn sàng phục vụ điều trị bệnh ung thư nhiều thiết bị BNCT khác xây dựng giới theo thông báo Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế (IAEA) /3/ nghiên cứu khác phát triển loại dược chất với hàm lượng Boron cao Các loại dược chất cũ BSA BPH có tỷ số nguyên tổ Boron khôi u tế bào lành 3:1, loại dược chất có tỷ số cao từ 10:1 đến 15:1 Khi hiệu điều trị cao nhiều KỸ THUẬT BNCT DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ GIA TỐC Sự khác cơng nghệ BNCT lị phản Cùng với việc phát triển công nghệ máy gia tốc ứng máy gia tốc cách tạo nguồn phục vụ cho ứng dụng kỹ thuật BNCT, hướng nơtron Lò phản ứng tạo neutron từ phản ứng phân hạch hạt nhân với phổ lượng rộng Hình 1: Các thành phần cơng nghệ khác thiết bị xạ trị BNCT sử dụng máy gia tốc proton Hình 2: Một số thành phần thiết bị xạ trị BNCT (máy gia tốc, buồng chiếu xạ bệnh nhân) 14 Số 69 - Tháng 12/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN Bảng Tóm tắt thiết bị xạ trị BNCT máy gia tốc tồn giới Cịn máy gia tốc tạo neutron dựa phản ứng hạt nhân hạt tích điện gia tốc với hạt nhân nhẹ tạo neutron đơn sắc tùy theo góc phát neuron Ngoài ra, lượng neutron phát phụ thuộc vào lượng phản ứng hạt nhân động hạt tích điện gia tốc Các thành phần khác thiết bị BNCT dựa công nghệ gia tốc minh họa Hình Chùm proton gia tốc đến lượng từ vài MeV đến 30 MeV với dòng trung bình từ mA đến hàng chục mA Chùm pro- ton gia tốc va chạm với bia làm từ hạt nhân nhẹ Li hay Be tạo nơtron nhanh Chùm notron nhanh tạo chuẩn trực, làm chậm cho chiếu lên bệnh nhân cần điều trị ung thư Hình trình bày số thành phần thiết bị xạ trị BNCT (máy gia tốc, buồng chiếu bệnh nhân) Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) tiến hành thẩm định lại cập nhật tài liệu kỹ thuật (TECDOC) với tiêu đề “Tình trạng Số 69 - Tháng 12/2021 15 THƠNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN xạ trị bắt neutron (IAEA TECDOC No.1223) ấn hành năm 2001 để phản ánh tất kết có thiết bị xạ trị BCNT lò phản ứng hai thập niên vừa qua xu hướng tiến đạt trung tâm BNCT máy gia tốc sở y tế Bảng tóm tắt thiết bị xạ trị BNCT máy gia tốc với tham số kỹ thuật tình trạng hồn thiện thiết bị Tính hiệu kỹ thuật xạ trị BNCT phụ thuộc lớn vào độ tập trung Boron phân bố chúng tế bào ung thư cần xử lý Trong phần lớn trường hợp, hợp chất boronophenylalamine (BPA) sử dụng chất mang B-10 kỹ thuật BNCT Để định vị tế bào ung thư, người ta phát triển hợp chất BPA gắn với F-18 tiêm vào thể sử dụng kỹ thuật chụp PET để xác định thông tin khối u độ tích tụ B-10 tế bào lành tế bào ung thư Ngày nay, thiết bị xạ trị BNCT với chất mang F18-BPA sử dụng để điều trị loại ung thư khác malignant gliomas, head and neck cancers, melanoma, mesothelioma, liver cancer and lung tumours (xem Hình 3) (chất mang) trước thử nghiệm cho phép sử dụng kỹ thuật xạ trị BNCT Do đó, với sở xạ trị BNCT giới sử dụng loại chất mang BPA cấp phép Trong tương lai có loại chất mang có ưu việc tăng số nguyên tử B-10 thành phần phân tử chất mang MỘT SỐ ĐỀ XUẤT CHO VIỆT NAM Trong năm gần kỹ thuật xạ trị phát triển nhanh Việt Nam để điều trị ung thư Tuy nhiên, thiếu thiết bị xạ trị chùm hạt tích điện gia tốc ProtonTherapy hay Ion-Therapy, kỹ thuật xạ trị cách gắn đồng vị phóng xạ sản xuất máy gia tốc vào dược chất thích hợp kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc Do ưu việt, kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc số nước tiên tiến sử dụng, đặc biệt Nhật Bản nước tiên phong Việt Nam có kinh nghiệm sử dụng máy gia tốc cyclotron cho sản xuất FDG phục vụ chẩn đoán PET nhiều năm qua bệnh viện Bệnh viện 108, Bệnh viện Việt Đức, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Đa khoa Đà Nẵng, Bệnh viện Đa khoa Kiên Giang, Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân, Trung tâm Nghiên cứu Triển khai công nghệ xạ (VINAGAMMA),… Thời gian sử dụng máy cyclotron khơng nhiều Hình 3: Bên trái hình cấu trúc phân tử chất nhu cầu sản xuất FDG không lớn, nên cần mang BPA gắn F-18 Bên phải hình chụp PET xem xét khả khai thác máy gia tốc độ tập trung B-10 ung thư phổi cho việc phát triển kỹ thuật BNCT Tuy nhiên, đa Hiệu kỹ thuật BNCT cải thiện số máy gia tốc cyclotron có dịng proton tăng nồng độ B-10 tế bào ung không lớn Duy có máy Bệnh viện thư cần tiêu diệt chất mang BPA chứa 108 có dịng proton lớn nhất, khoảng 700 mi1 nguyên tử B-10 phân tử chất mang BPA, cro ampe lượng chùm proton lớn cần phải có nghiên cứu phát triển chất đến 30 MeV, nên có khả xem xét việc lắp đặt mang chứa nhiều nguyên tố B-10 thiết bị phục vụ cho triển khai kỹ thuật BNCT cấu trúc phân tử chất mang Hiện có nhiều máy gia tốc ưu tiên nghiên cứu theo hướng này, cần có thời Căn tình trạng sử dụng máy gia tốc cygian đời loại dược chất phóng xạ clotron Việt Nam, xin đề xuất số hướng 16 Số 69 - Tháng 12/2021 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN nghiên cứu phát triển kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc Việt Nam sau: KẾT LUẬN Kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc kết Đánh giá khả sử dụng máy gia tốc cyclo- hợp với chẩn đốn PET có ưu việt điều tron 30 MeV Bệnh viện 108 việc triển trị ung thư hiệu điều trị, tính chọn lọc khai kỹ thuật BNCT định vị xác vị trí khối u - Xem xét kênh R&D máy gia tốc chưa Kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc sử dụng có đủ khơng gian để triển khai kỹ thuật số nước phát triển, đặc biệt Nhật Bản, BNCT không xu hướng điều trị số loại ung - Đánh giá xem dịng 700 µA có phù hợp cho việc thư hiệu triển khai kỹ thuật BNCT khơng Việt Nam có kinh nghiệm sử - Đánh giá khả chi phí cho việc nâng cao dụng cơng nghệ gia tốc, đặc biệt gia tốc thẳng (LINAC) gia tốc vòng (Cyclotron) y tế dòng proton máy gia tốc lên mA Đây tiền đề quan trọng để nghiên cứu - Hội thảo với chuyên gia Nhật Bản (nhà cung áp dụng kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia cấp thiết bị liên quan cho triển khai kỹ thuật tốc nước ta thời gian tới BNCT Công ty Công nghiệp nặng Sumitomo) khảo sát đánh giá khả triển khai Một số đề xuất triển khai ứng dụng kỹ thuật kinh phí đầu tư thiết bị (hệ thống dẫn chùm pro- BNCT sử dụng công nghệ gia tốc Việt Nam ton hệ thống chiếu xạ notron) cho việc triển đề xuất báo cáo để quan khai kỹ thuật BNCT máy gia tốc cyclotron 30 ngành y tế quan tâm sớm triển khai ứng dụng nước ta phục vụ điều trị số loại bệnh MeV Bệnh viện 108 ung thư Các sở có máy gia tốc cyclotron khác Việt Nam - Đánh giá khả lấy chùm proton gia tốc có khơng gian đủ để phục vụ cho phát TÀI LIỆU THAM KHẢO triển kỹ thuật BNCT (lắp đặt hệ dẫn chùm proton [1] IAEA Current Status of Neutron Capture Therapy, IAEA TECDOC No.1223, Austria, 2001 hệ chiếu xạ notron) [2] Mayya Alexandrovna Dymova et al., Boron neu- - Đánh giá khả nâng cao dòng proton gia tron capture therapy: Current status and future pertốc lên vài mA đến hàng chục mA cho mục tiêu spectives, Cancer Communications, 2020 xạ trị BNCT [3] Nuclear Technology Review 2020, International Đầu tư số hệ xạ trị BNCT sử dụng máy gia Atomic Energy Agency, Vienna, 2020 tốc, ưu tiên cho bệnh viện ung thư quốc gia Bệnh viện K, Bệnh viện Ung bướu thành phố Hồ Chí Minh bệnh viện hạng đặc biệt Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện 108 Bệnh viện 175 Tổ chức nghiên cứu phát triển loại dược chất BPA chứa nhiều nguyên tố B-10 để tăng hiệu điều trị Số 69 - Tháng 12/2021 17 ... gắn đồng vị phóng xạ sản xuất máy gia tốc vào dược chất thích hợp kỹ thuật BNCT sử dụng cơng nghệ gia tốc Do ưu việt, kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc số nước tiên tiến sử dụng, đặc biệt... triển kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc Việt Nam sau: KẾT LUẬN Kỹ thuật BNCT sử dụng công nghệ gia tốc kết Đánh giá khả sử dụng máy gia tốc cyclo- hợp với chẩn đốn PET có ưu việt điều tron... điều trị cịn cao nhiều KỸ THUẬT BNCT DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ GIA TỐC Sự khác công nghệ BNCT lị phản Cùng với việc phát triển cơng nghệ máy gia tốc ứng máy gia tốc cách tạo nguồn phục vụ cho ứng dụng kỹ