A proton terápia egy olyan technika, sugárterápia , hogy elpusztítsa a rákos sejtek besugárzással egy részecskesugár. Ellentétben a „hagyományos” sugárterápia koncentrál, a sugár protonok a sérülések. Mint ilyen, ez a hadronterápia egyik ága, amely sugárterápiás technikákat csoportosít , fotonok helyett könnyű ionokkal .
A protonterápia azért érdekes, mert képes pontosan megcélozni és elpusztítani a daganatokat mind a felszínen, mind a test mélyén, minimalizálva a környező biológiai szövetek károsodását . Ezért előnyösen bizonyos típusú daganatok kezelésére használják, amelyek esetében a hagyományos foton alapú sugárterápia ( röntgen ) károsíthatja a környező egészséges és sugárérzékeny szöveteket. Ez különös jelentőséggel bír gyermekgyógyászati betegek esetében, ahol a hosszú távú hatások, például a test teljes sugárterápiája által okozott másodlagos daganatok problémásak lehetnek. Az egészséges szövetbe juttatott alacsonyabb dózis miatt a protonoknak kevésbé súlyos mellékhatásai vannak, mint a hagyományos sugárterápiának .
Történelmileg egy olyan terület, ahol a protonnak korai előnyös alkalmazásai voltak , a koroid melanoma rosszindulatú daganatának kezelését jelentette, ez a szemrák egy olyan típusa, amelynek egyetlen kezelése az enukleáció (a szem eltávolítása) volt. Ma a protonterápia egyike azoknak a technikáknak, amelyek csonkítás nélkül kezelhetik ezt a daganatot. A protonterápiát olyan daganatoknál alkalmazzák, amelyek még nem terjedtek el. A hagyományos sugárterápia az elmúlt években nagy előrelépést tett a rádiósebészeti technikáknak köszönhetően . Következésképpen a protonterápia érdeklődése és alkalmazása bizonyos rákos megbetegedésekre vagy bizonyos betegekre, például gyermekekre korlátozódik.
A protonterápia, mint a sugárterápia minden formája , úgy működik, hogy energikus ionizáló részecskéket (jelen esetben protonokat ) küld a céldaganatba. Ezek a részecskék olyan mértékben károsítják a sejtek DNS-ét , hogy végül halálukat okozzák. A sejtosztódásra való nagy hajlandóságuk és a károsodott DNS-szálak javításának csökkent képessége miatt a rákos sejtek különösen sérülékenyek a DNS-ek elleni támadással szemben.
Mivel a protonok rosszul vannak diszpergálva a szövetekben (nagyon kevés az oldalsó szétszóródás ), a protonnyaláb továbbra is a tumor alakjára összpontosul, anélkül, hogy a környező szöveteket túlságosan oldalirányban károsítanák. Egy bizonyos energia minden protonjának van egy bizonyos behatolási távolsága; egyetlen proton sem fér hozzá ezen a határon túl. Ezenkívül a szövetbe juttatott dózis a protonpálya utolsó millimétereinél meghaladja a maximumot, ezt a maximumot Bragg-csúcsnak nevezik (lásd a megállító erőt ), amelyet William Henry Bragg után kaptak, aki 1903-ban fedezte fel a jelenséget. Ez a mélység az az energia, amelynél a részecskéket a protongyorsító felgyorsította , amely energiát a gyorsító maximális kapacitásáig lehet beállítani. Ezért lehetséges koncentrálni a sejtek pusztulását a protonnyaláb által, ahol a daganat található. A részecskék útjában, a Bragg-csúcs előtt található szövetek mérsékelt dózist kapnak, a Bragg-csúcs után elhelyezkedő szövetek pedig semmit sem.
A protonterápia azonban nagy mennyiségű felszerelést igényel. Például a franciaországi Orsay- ban található protonterápiás központ 240 tonnás ciklotront használ . Ilyen berendezés eredetileg csak a részecskefizikát tanuló központokban volt elérhető . Az Orsay- létesítmény esetében pedig a feldolgozógépet a fizika kutatási célú felhasználásából orvosi felhasználásra alakították át .
Napjainkban Észak-Amerikában, Európában, Ázsiában és Dél-Afrikában számos, protonterápiával foglalkozó központ működik vagy épül. A protonnyaláb-terápia figyelemre méltó sikert ért el többféle rák kezelésében, beleértve az agy és a gerinc, valamint a prosztata daganatait . Egyes kutatók szerint az antiprotonok még hatékonyabbak lehetnek a rákos sejtek elpusztításában, mint szemben álló protonjaik. Jelenleg csak előzetes kutatást végeztek a sejttenyészetről .
Az 1920-as évek első részecskegyorsítóinak megjelenésével jelent meg a rákos sejtek kezelésének lehetősége elektronokkal, de nehezebb részecskékkel, például protonokkal vagy nehezebb ionokkal is . 1946-ban Robert R. Wilson javasolta elsőként a protonnyalábok alkalmazását a rák kezelésére, így 1954-ben Ernest Orlando Lawrence fizikus és testvére, John H. Lawrence testvére vezetésével a ciklotron a A Berkeley laboratóriumot az első beteg protonterápiával történő kezelésére használták. Az onkológiai protonterápia korszakának kezdete Oroszországban történt 1967-ben Dubnában, a Nukleáris Kutató Intézetben és Moszkvában az Elméleti és Kísérleti Fizikai Intézetben. 1975 óta a Szovjetunióban, a leningrádi Nukleáris Fizikai Intézetben a betegeket különböző típusú agyalapi mirigy adenómák és agyi érrendszeri rendellenességek miatt kezelik. A kezelést MeV protonok energiájával hajtottuk végre szinkrociklotron alapján. A nehezebb ionok, más néven hadronok felhasználásának gondolata gyorsan felmerült a fizikusok fejében, és 1957-ben a Berkeley laboratórium hélium-ionnyalábokat használt a betegek kezelésére, majd szén-ion-nyalábok kezelésére már 1975-ben. a hadronterápiát igazából csak húsz évvel később folytatják alaposabb kutatások. 2010-ben mintegy ötven protonterápiás központ nyílt meg világszerte, a legnagyobb számban az Egyesült Államokban, Japánban és Európában.
Lásd: https://www.ptcog.ch/index.php/facilities-in-operation
Vezetéknév | Város | Ország | Nyítás |
---|---|---|---|
UZ Leuven ( Leuveni Egyetemi Kórház) | Leuven | Belgium | 2019 |
Charleroi | Charleroi | Belgium | 2021? |
Westdeutschen Protonentherapiezentrum Essen | Essen | Németország | 2016 |
ISL, a Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie és a berlini Charité Egyetemi Kórház | Berlin | Németország | |
RPTC Rinecker Proton Terápiás Központ | München | Németország | |
Wanjie Proton terápiás központ | Zibo | Kína | |
Clínica Universidad de Navarra | Madrid | Spanyolország | 2020 |
Kaliforniai Egyetem, Davis , Crocker Nukleáris Laboratórium | Davis, Kalifornia | Egyesült Államok | |
Loma Linda Egyetem Orvosi Központja | Loma Linda, Kalifornia | Egyesült Államok | |
Indiana Egyetem Egészségügyi Proton Terápiás Központ | Bloomington, IN | Egyesült Államok | |
MD Anderson Orvosi Központ | Houston | Egyesült Államok | |
CDH Proton Center | Warrenville, IL | Egyesült Államok | |
Floridai Egyetem Proton Terápiás Intézete | Jacksonville | Egyesült Államok | |
ProCure Proton Terápiás Központ Oklahoma City | Oklahoma Város | Egyesült Államok | |
A Roberts Proton Terápiás Központ | Philadelphia | Egyesült Államok | |
Hamptoni Egyetem Proton Terápiás Intézete | Hampton | Egyesült Államok | |
ProCure Proton terápiás központ | Somerset, NJ | Egyesült Államok | |
ProCure Proton terápiás központ | Seattle, WA | Egyesült Államok | |
Siteman Rákközpont | Saint-Louis, MO | Egyesült Államok | |
Provsion Proton Terápiás Központ | Knoxville, TN | Egyesült Államok | |
Francis H. Burr Proton Terápiás Központ | Boston | Egyesült Államok | |
Proton Orvosi Kutatóközpont, Tsukubai Egyetem | Tsukuba | Japán | |
Centro di Protonterapia, APSS Trento | Harminc | Olaszország | |
Az Institut Curie protonterápiás központja | Orsay | Franciaország | 2010 |
Antoine-Lacassagne Központ | szép | Franciaország | 2016 |
Cyclhad | Caen | Franciaország | 2018 |
Bronowice CC | Krakkó | Lengyelország | 2011 |
PTCC | Prága | Cseh Köztársaság | 2012 |
SkandionKliniken | Uppsala | Svédország | 2015 |
Scherrer Pál Intézet | Villigen | svájci |
Amint azt a fentiekben kifejtettük, a protonterápia abban különbözik a hagyományos sugárterápiától, hogy képes a kívánt dózist bejuttatni a tumorba, miközben meglehetősen alacsony dózist tart az azt körülvevő egészséges szervekben és szövetekben. Ez a protonok (közvetlenül ionizáló részecskék) tulajdonságaitól származik az alkalmazott energiákhoz, amelyek az anyaggal kölcsönhatásban állnak, mint a fotonok (közvetetten ionizáló részecskék).
Az emberi szervek és szövetek egész életük során csak egy bizonyos sugárterhelésnek lehetnek kitéve, amelyet a veszélyeztetett szervek toleráns dózisának neveznek. Ezért minden tumor esetében van egy bizonyos terápiás dózis, amely lehetővé teszi ennek a daganatnak az irányítását anélkül, hogy túllépné ezt a tolerancia dózist.