Høj energi strålebehandling kan male tumorer for at undgå at skade sundt væv

En strålebehandlingsteknik, der 'maler' tumorer ved at målrette dem præcist, og undgå sundt væv, er udtænkt i forskning ledet af University of Strathclyde.

Forskere brugte en magnetisk linse til at fokusere en Very High Electron Energy (VHEE) stråle til en zone på et par millimeter. Koncentration af strålingen i et lille volumen af ​​høje doser gør det muligt hurtigt at scanne den hen over en tumor, mens den styrer dens intensitet.

Det foreslås som et alternativ til andre former for strålebehandling, som kan risikere, at ikke-tumorøst væv bliver overeksponeret for stråling.

Forskerne planlægger yderligere undersøgelser, med brug af en specialbygget enhed.

Undersøgelsen blev foretaget på CERN Linear Electron Accelerator for Research (CLEAR) facilitet, og involverede forskere på CERN, universitetet i Oxford, det nationale fysiske laboratorium, John Adams Institute for Accelerator Science, universitetet i Napoli Federico II, universitetet i Oslo og Saclay Nuclear Research Center i Frankrig. Det er blevet offentliggjort i Nature Kommunikationsfysik .

Professor Dino Jaroszynski, fra Strathclydes Institut for Fysik, ledet undersøgelsen. Han sagde:"Cirka 40% af kræftformer behandles ved hjælp af ekstern strålebehandling. Den mest almindeligt anvendte form for stråling er røntgenfotoner med høj energi, hvor flere aflytende formede røntgenstråler med forskellige intensiteter bestråler en tumor, samtidig undgås tilstødende kritisk eller radiosensitivt væv.

"Partikelbjælker, især tungere partikler såsom protoner eller ioner, kan forbedre fotoner; tungere partikler deponerer kun deres strålingsdosis op til en endelig dybde, ud over hvilket den er meget lille. Denne begrænsede rækkevidde, defineret af placeringen af ​​det, der er kendt som 'Bragg -toppen, 'beskytter meget effektivt følsomt væv. Imidlertid, tunge partikelacceleratorer er meget dyre og store, hvilket betyder, at sundhedsinstitutioner kun har råd til et begrænset antal af dem.

"En af udfordringerne inden for strålebehandling er netop at målrette tumoren for at sikre, at alle kræftceller bliver dræbt, mens sunde celler er skånet, men til en rimelig pris. Vores papir præsenterer en eksperimentel demonstration af koncentrering af stråledosis til et meget lille volumen for at gøre det muligt at "male" en tumor med stråling, for at sikre, at det bliver dræbt, mens hedevæv er skånet. "

VHEE -stråler er blevet foreslået som en alternativ strålebehandling modalitet til megavoltage fotoner; de trænger dybt ind, men kan overeksponeres for sundt væv. Dette kan stort set overvindes ved at fokusere VHEE -strålen på et lille sted. Fokuserede strålestråler kan bruges til præcist at målrette tumorer eller områder af en tumor, der mangler ilt, hvilket ville øge effekten af ​​strålebehandling.

Forskningen baner vej for brug af nye laser-plasma-acceleratorer, som udvikles på SCAPA (Scottish Center for the Application of Plasma based Accelerators) i Strathclyde. En specialbygget medicinsk beamline er blevet konstrueret på SCAPA for at udvide disse undersøgelser til det næste trin.