211service.com
Protonstraling voor iedereen
Een nieuwe machine die hoog-energetische protonen produceert, zou protonenbestralingstherapie gemakkelijker toegankelijk kunnen maken voor kankerpatiënten. De machine, ontwikkeld door onderzoekers van Lawrence Livermore National Laboratory , zal een vijfde zijn van de omvang en de kosten van de protontherapiemachines die momenteel worden aangetroffen in zes gespecialiseerde medische centra in de Verenigde Staten.
De kleinere, lichtere en goedkopere machine zou voor kleinere ziekenhuizen gemakkelijker moeten zijn om te kopen en te installeren. Dat maakt protonentherapie voor meer mensen beschikbaar. Wanneer het apparaat klaar is voor de markt, zal het waarschijnlijk 's werelds meest geavanceerde bestralingstherapie-apparaat zijn dat beschikbaar is tegen een zeer betaalbare prijs, zegt Ralph deVere White , directeur van het UC Davis Cancer Center, dat vroeg onderzoek naar het apparaat ondersteunde. Het zal de lat veranderen voor wat standaardtherapie is.
Het bestralen van tumoren met protonen is beter gebleken dan conventionele röntgenstraling voor de behandeling van bepaalde soorten kanker, zoals hoofd- en nek-, long- en prostaatkanker. Protonenbundels kunnen heel precies worden aangestuurd, waardoor ze gezond weefsel rond tumoren sparen en minder bijwerkingen veroorzaken bij patiënten. Maar de huidige protontherapiemachines nemen, dankzij de grote magneten die de energetische deeltjes creëren en de betonnen muren die nodig zijn om de straling af te schermen, een ruimte in ter grootte van een basketbalveld. De machines hebben ook een fors prijskaartje - tussen $ 150 en $ 200 miljoen.
De nieuwe machine, een diëlektrische wandversneller genaamd, zou in conventionele stralingsbehandelingskamers moeten passen. Het doel is dat ziekenhuizen röntgenapparaten vervangen door de nieuwe protonenstralingsmachine, zegt George Caporaso, een natuurkundige die het onderzoek leidt bij Lawrence Livermore.
Caporaso en zijn collega's verwachten eind dit jaar een kleine versie van het apparaat klaar te hebben en binnen drie jaar een prototype op ware grootte. De machine zal klinisch worden getest in het Davis Cancer Center van de Universiteit van Californië. Als de testen slagen, TomoTherapie , gevestigd in Madison, WI, zal de machines op de markt brengen.
Om tumoren te doden, hebben protonen een energie nodig van ongeveer 250 miljoen elektronvolt. Dat vereist dat ze worden versneld, wat wordt gedaan met behulp van een hoog elektrisch veld in machines die versnellers worden genoemd. Versnellers kunnen worden gemaakt van metalen buizen van tientallen meters lang, waar deeltjes doorheen reizen om energie te winnen. Protontherapiemachines gebruiken een soort versneller, een cirkelvormige versneller genaamd, die de deeltjesbundel buigt zodat de deeltjes een spiraalvormig pad volgen terwijl ze energie winnen. Het buigen van de protonenbundel vereist grote magneten die honderden tonnen kunnen wegen.
Caporaso en zijn collega's hanteren een innovatieve benadering voor het activeren van protonen. Ze gebruiken een buis gemaakt van een speciaal isolatiemateriaal - lagen metaal zoals roestvrij staal afgewisseld met plastic - die extreem hoge elektrische velden van 100 megavolt per meter kunnen weerstaan zonder kortsluiting te krijgen. Dat betekent dat een buis van ongeveer 2,5 meter lang 250 miljoen elektron-volt protonen kan creëren voor het zappen van tumoren.
Een ander voordeel van het ontwerp is dat de onderzoekers kunnen bepalen hoeveel energie ze aan de protonenbundel geven. Conventionele versnellers die gebruikmaken van magneten produceren altijd de maximale energie, zegt Thomas Mackie, medeoprichter van TomoTherapy en hoogleraar medische fysica aan de Universiteit van Wisconsin. Artsen moeten dan de straal vertragen, zodat deze aan de patiënt kan worden gegeven. Dit proces creëert neutronen, dus de huidige protontherapiecentra hebben betonnen muren nodig om de neutronen af te schermen. Dat draagt bij aan de omvang en kosten van het therapiecentrum. We maken geen hoge energie en moeten het vertragen om de energie te verlagen, zegt Mackie. We creëren alleen energie die u absoluut nodig heeft voor de patiënten.
Tot nu toe hebben de onderzoekers aangetoond dat een drie millimeter lange buis een elektrisch veld van 100 megavolt per meter kan dragen. Het succes van de technologiebanken op het 20 centimeter lange kleinschalige prototype dat de onderzoekers nu bouwen. Ze moeten aantonen dat het proof-of-concept-prototype hoge elektrische velden kan ondersteunen. Als dat eenmaal werkt, moeten ze een klinisch prototype op volledige schaal maken dat net zo veilig en effectief is voor de behandeling van kanker als de huidige machines.
Leonard Arzt, uitvoerend directeur van de Nationale Vereniging voor Protontherapie , is van mening dat het te vroeg is om te zeggen of de technologie zal werken. En zelfs als dat zo is, waarschuwt hij dat het vele jaren zou duren voordat het in ziekenhuizen beschikbaar zou zijn. De klinische proeven van de machine duren nog minstens vijf jaar; dan zal het FDA-goedkeuring moeten krijgen, zegt Arzt.
DeVere White is daarentegen voorzichtig maar optimistisch. Deze machine moet dezelfde eigenschappen hebben als de huidige, zegt hij. We verwachten echt dat dit niet alleen gaat doen wat de huidige machines doen; het gaat meer doen.