Strahlentherapie Ziele Tumoren genau — mit weniger Schäden an gesunden Zellen

Einen neuen Weg der Konzentration der Strahlentherapie Dosis im Tumor, während Minimierung der Schäden an gesunden Zellen, wurde vorgeschlagen, in der Forschung, geführt von den Wissenschaftlern an der Universität von Strathclyde.

Die Studie schlägt vor, dass die Fokussierung hochenergetischer Teilchenstrahlen auf einer kleinen Stelle tief im inneren des Körpers könnte möglicherweise aktivieren Kliniker Ziel krebsartige Tumoren genau, bei gleichzeitiger Verringerung der Dosis des umgebenden Gewebes.

Externe Strahlentherapie umfasst die Behandlung von Patienten, die entweder mit hohen Energie-X-Strahlen oder Teilchenstrahlen. Tumorzellen sterben durch die Strahlung, die normalerweise verabreicht wird, in mehrere Fraktionen, die täglich über mehrere Wochen. Das Hauptziel ist es, zu töten Tumorzellen mit Strahlen der Strahlung, während Minimierung der Schäden an gesunden Zellen.

Die Studie wurde veröffentlicht in der Natur-Forschung-Zeitschrift Scientific Reports.

Professor Dino Jaroszynski, wer führt das Projekt, sagte: „Rund die Hälfte der Bevölkerung leidet unter Krebs zu irgendeinem Zeitpunkt in Ihrem Leben. Diese Menschen, die Hälfte wird behandelt werden mit Strahlentherapie oder eine Kombination von Strahlentherapie und Chemotherapie.

„Eine der Herausforderungen in der Strahlentherapie ist eine Einzahlung eine hohe Dosis der Strahlung in einer Weise, dass die Dosis voll ‚entspricht‘ des Tumors, um sicherzustellen, dass alle Krebszellen getötet werden, ohne dass Schäden an gesunden Zellen. Unsere Studie zeigt, dass wir sehr konzentriert die Strahlung auf einen Tumor zu bestrahlen, während die Verringerung der Dosis im umgebenden gesunden Gewebe.

„Ähnlich wie ein Vergrößerungsglas konzentriert die Sonnenstrahlen auf einen kleinen Punkt, schlagen wir vor, den Fokus auf eine Partikel-Strahl auf einen kleinen spot mit einer magnetischen Linse zu entfernen den Tumor.“

Gemeinsame Formen der Strahlung, die derzeit eingesetzt in der Strahlentherapie umfassen X-Strahlen produziert von Elektronenstrahlen aus medizinischen linearen Beschleunigern oder Linearbeschleuniger, erzeugen eine Art von Strahlung bekannt als bremsstrahlung X-Strahlen, die dann auf den Tumor.

Diese relativ niedrige Energie, die Elektronen aus dem linac kann auch verwendet werden, direkt zu bestrahlen Tumore, aber Sie dringen nicht tief in den Körper und sind daher nicht Häufig verwendet.

Einer der Nachteile der Verwendung von X-Strahlen in der Strahlentherapie ist, dass Sie vom Körper aufgenommen und Ihre Auswirkungen zu verringern, wodurch ein hoher Eingang Dosis. Proximale und distale Dosen-vor und nach der Tumor-kann auch so hoch wie oder höher als die Strahlendosis in den Tumor.

Bestrahlen den Tumor präzise mit ausreichend Strahlung, zu töten alle Tumorzellen, die X-ray beam ist oft gedreht, der auf den Tumor aus verschiedenen Richtungen, während der patient stationär bleibt.

Eine effektive Radiotherapie-Modalität verwendet, schwerere Teilchen wie Protonen und Ionen. Diese haben den Vorteil, dass Strahlendosen werden kann, beschränkt sich auf eine kleine region namens „Bragg-peak.“ Protonen-Strahlentherapie-Einrichtungen sind verfügbar, aber sind sehr teuer.

Dr. Enrico Brunetti, ein Research Fellow in Strathclyde der Abteilung für Physik an dem Projekt beteiligt, sagte: „Diese Arbeit stellt eine umfassende numerische Untersuchung der grundlegenden Probleme in der Behandlung von Krebs mit sehr hoher Energie Elektronen für eine Vielzahl von Geometrien. Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Technologie-und beam-transport-Systeme routinemäßig in Hochenergie-Teilchenbeschleunigern könnte finden direkte Anwendung in diesem Bereich, die Erweiterung der Palette von Werkzeugen zur Verfügung für die Strahlentherapie.“

Karolina Kokurewicz, ein Strathclyde Doktorand an dem Projekt arbeitet, sagte: „die Elektronen, ähnlich wie die Protonen, haben die spezifischen Eigenschaften von Teilchen. Der wesentlich kleineren Masse des Elektrons, müssen jedoch kompensiert werden durch Erhöhung Ihrer Energie und somit auch Trägheit eine Wirkung erreicht ähnlich hohe Masse, Teilchen. Wir schieben Sie den Umschlag, um vollständig zu untersuchen die potenziellen Vorteile von sehr hoher Energie Elektronen (VHEEs) in der Strahlentherapie.

„In unseren Studien zeigen wir, dass eine VHEE Strahl, wenn konzentriert, kann leicht gesteuert werden, um Ziel-Tumoren genau ähnlich beam scanning Modalitäten. Der Netto-Effekt ist eine deutlich verbesserte Dosis-Profil, das sich eng an die Ziel-volumes und potenziell bietet eine bessere Tumor-Kontrolle. Es ist ein Erster Schritt, zu erkennen das wirkliche potential von VHEEs.“

Professor Jaroszynski, sagte: „Wir sind die Einrichtung einer neuen medizinischen beamline des Scottish Centre for the Application of Plasma-based Accelerators (SCAPA) bei Strathclyde, laser-produzierten high energy electron accelerators zu untersuchen, die Ideen veröffentlicht in unserem Papier.

„Diese ultra-kompakte laser-wakefield-Beschleuniger sind nur Millimeter lang und kann problemlos fokussiert werden; die meisten der Raum wird durch die Stromversorgung, das ist der laser. Dies ist ein sehr spannendes neues Projekt, das das Potenzial hat, um schließlich zu transformieren Strahlentherapie durch die Senkung Ihrer Kosten bei gleichzeitiger Verbesserung Ihrer Wirksamkeit.“

Die Studie ist eine internationale Zusammenarbeit auch mit Dr. Marie Boyd und Dr. Annette Sorensen, sowohl von der Strathclyde-Institut der Apotheke und der Biomedizinischen Wissenschaften.

Darüber hinaus beinhaltet es die Kliniker, Biologen und Physikern der Universitäten Glasgow und Surrey, der Wolfson Wohl Krebsforschungszentrum (DKFZ), des britischen National Physical Laboratory und der Indiana University School of Medicine.