Eine billigere Möglichkeit, Tumore zu eliminieren

Die Hälfte aller Krebspatienten in den Vereinigten Staaten benötigt Strahlung, um ihre Tumore zu bekämpfen. Eine Form der Bestrahlung, die Protonen anstelle von Röntgenstrahlen verwendet, um Tumore zu zerstören, verursacht weniger Nebenwirkungen auf gesundes Gewebe und kann sich als wirksamer erweisen.

Obwohl diese Vorteile der Protonentherapie seit den 1960er Jahren bekannt sind, hat sie noch keine breite Anwendung gefunden. Ein wesentlicher Nachteil: die Kosten. Nur wenige Krankenhäuser können sich die Ausrüstung leisten, die für die Erzeugung hochenergetischer Protonenstrahlen erforderlich ist.

Jetzt arbeitet ein Startup mit Sitz in Littleton, MA, Still River Systems, mit Physikern des MIT zusammen, um einen kleineren, kostengünstigeren Protonenbeschleuniger zu entwickeln, in der Hoffnung, die Therapie breiter verfügbar zu machen. Es wird erwartet, dass die Maschine, die auf Fortschritten in der Magnettechnologie beruht, um Protonen ausreichend mit Energie zu versorgen, damit sie therapeutisch wirken, im Jahr 2008 in Krankenhausversuchen getestet wird.



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Bei der traditionellen Strahlentherapie richtet ein Arzt Röntgenstrahlen auf den Tumor eines Patienten. Die Röntgenstrahlen schädigen DNA und andere Moleküle in den Krebszellen – und in gesunden Zellen – im Strahlengang. Protonenstrahlen können viel schärfer fokussiert werden. Sie können die [Protonen-]Dosis genauer an die Form und Dicke des Tumors anpassen, sagt Timothy Antaya, technischer Leiter am Plasma Science and Fusion Center des MIT, der mit Still River Systems zusammenarbeitet. Dadurch wird während der Protonentherapie weniger umliegendes gesundes Gewebe geschädigt.

Aber um Protonen mit ausreichend hoher Energie zu versorgen, um durch den Körper zu einem Tumor vorzudringen, erfordert normalerweise ein großer, teurer Beschleuniger, der in einem anderen Raum als der Patient untergebracht werden muss. Um 20 Zentimeter Wasser (der Goldstandard für diese Behandlungen) zu durchdringen, müssen Beschleuniger Protonen auf 250 Millionen Elektronenvolt hochdrehen. Die Ausrüstung, die benötigt wird, um solche hochenergetischen Protonenstrahlen zu erzeugen, kostet 100-200 Millionen US-Dollar. Außerdem, sagt Antaya zur Personalausstattung: Für Protonen braucht man so etwas wie ein kleines nuklearphysikalisches Labor.

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Antaya sagt, dass die Maschine von Still River Systems klein genug sein wird, um in denselben Raum wie der Patient zu passen. Wir nutzen die Vorteile der fortschrittlichen Magnettechnologie, sagt er. Das Unternehmen verwendet einen als Synchrozyklotron bekannten Beschleuniger. Antaya sagt, dass die neuen Maschinen eine Größenordnung kleiner und eine Größenordnung günstiger sein werden als die aktuellen. Und er sagt, eines der Ziele der Gruppe sei es, dem System eine einfache Oberfläche zu geben, damit kein großes, hochqualifiziertes Personal benötigt wird.

Derzeit verfügen nur vier Krankenhäuser in den Vereinigten Staaten in Massachusetts, Indiana, Kalifornien und Texas (in Florida und Pennsylvania befinden sich in der Entwicklung) über Protonenstrahlanlagen. Wenn Protonen besser zur Verfügung stehen, könnten viele Patienten davon profitieren, sagt Jay Loeffler, Chef der Radioonkologie am Massachusetts General Hospital in Boston, das seit 2001 einen Protonenstrahl betreibt. Das Krankenhaus versorgt derzeit 60 Patienten pro Tag mit Protonentherapie.

Da die Protonenstrahltherapie noch nicht weit verbreitet ist, ist nicht klar, bei welchen Patienten sie am meisten profitieren könnte. Kliniker wissen, dass die größten Vorteile bei Patienten erzielt werden, deren Krebs sich noch nicht über seinen ursprünglichen Ort ausgebreitet hat, und dass Kinder fast immer davon profitieren, sagt Loeffler. Protonen funktionieren im Allgemeinen genauso gut oder besser als Röntgenstrahlen und mit weniger Nebenwirkungen, erklärt er. Laufende klinische Studien werden helfen zu klären, welche Patienten am meisten von der Therapie profitieren. Laut Loeffler werden Patienten, deren Krebs im Frühstadium entdeckt wurde, derzeit für eine Protonenbehandlung ausgewählt.

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Loeffler warnt davor, dass Still River Systems seine Technologie geheim gehalten hat und sein neuer Ansatz nicht von externen Experten bewertet wurde. Eine Protonenanlage von der Größe einer Röntgenanlage sei attraktiv, sagt er; Damit sich der Protonenbeschleuniger jedoch im selben Raum wie der Patient befindet, muss die Sicherheit nachgewiesen werden – Zyklotrone können Streustrahlung abgeben sowie enorme Spannungen und Energie verbrauchen.

Antaya sagt, dass seine Gruppe die Sicherheit von Anfang an berücksichtigt hat und dass das Design eine ausgeklügelte Abschirmung und Kontrolle der Umgebung beinhaltet. Viele Krankenhäuser haben Interesse an der Protonentherapie von Still River Systems bekundet, fügt er hinzu.

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