A protonnyaláb-sugarazás hatékonyabbá teheti a rákkezelést
A belfasti Queen’s Egyetem kutatói úttörő módszert mutattak be kiváló minőségű protonnyalábok előállítására nagy intenzitású lézerek segítségével, ami áttörést jelent, amely átalakíthatja a rákkezelést és más iparágakat. A protonnyalábok, amelyeket jelenleg számos ágazatban, például műholdas tesztelésben, atomreaktor-alkatrész-elemzésben és orvosi képalkotásban használnak, hatékonynak bizonyultak a rák kezelésében is. A protonsugaras sugárterápia a hagyományos röntgensugárkezeléshez képest pontosabb célzást kínál a rákos szövetekre, minimalizálva a környező egészséges sejtek és létfontosságú szervek károsodását.
A jelenlegi protonnyaláb-generálás azonban nagy, drága ciklotronokra támaszkodik – olyan gépekre, amelyek ritkák és széles körben nem hozzáférhetők, különösen a rákterápia esetében. Az Egyesült Királyságban csak három ciklotron szolgálja ki a Nemzeti Egészségügyi Szolgálatot (NHS), ami korlátozza a rákkezeléshez és a kutatáshoz való hozzáférést.
Ennek megoldására Dr. Charlotte Palmer és csapata a Queen’s-nél kifejlesztett egy kompakt és rugalmas alternatívát lézer-plazma gyorsító segítségével. Ez az innováció protonokat hoz létre úgy, hogy nagy teljesítményű lézerimpulzusokat fókuszál kis szilárd anyagokra, és elpárologtatja őket, hogy protonkitöréseket hozzon létre. Az új módszer jelentősen kibővítheti a protonterápiához való hozzáférést, közelebb hozva azt a kórházakhoz és a kutatóközpontokhoz.
A fő kihívás ennek a technológiának az esetében a lövésenként változó erősségű protonimpulzusok stabilizálása, valamint a sugarak fókuszálása volt, mivel gyakran úgy terjednek, mint egy elektromos izzó fénye. A Nature Communications-ben megjelent tanulmány szerint a csapat mindkét akadályt leküzdötte. Az innovatív vékony folyadéklemez-cél bevezetésével a SLAC National Accelerator Lab és a Michigani Egyetem nemzetközi partnereivel együttműködve stabil, fókuszált protonnyalábot értek el másodpercenként öt impulzussal.
Dr. Matthew Streeter, a tanulmány vezető szerzője elmagyarázza az áttörés lényegét: „A folyékony célpont gyorsan megújul, másodpercenként több száz impulzust tesz lehetővé. Ahogy a folyadék elpárolog, gőzfelhőt képez a protonforrás körül. Ez a felhő a protonnyaláb fókuszálását okozza, ami fényesebb, pontosabb sugarat eredményez.”
Ez a fejlesztés nemcsak számos régóta fennálló problémát old meg, hanem azt is bizonyítja, hogy a protonnyaláb-generálás kompakt, költséghatékony és több területen is alkalmazható lehet, beleértve az orvostudományt, a kutatást és az ipart.