Neues Verfahren

Protonen-Minibeam-Therapie entwickelt

Jährlich erkranken allein in Deutschland laut der Deutschen Krebshilfe 500.000 Menschen an Krebs. Gängige Praxis in der Tumorbehandlung ist oft die Bestrahlung mit Röntgenstrahlen. Nachteil der Röntgenstrahlung ist es jedoch, dass neben dem Tumor auch umliegendes, gesundes Gewebe bestrahlt wird.

Prof. Günther Dollinger

Prof. Günther Dollinger vor dem Tandembeschleuniger | Universität der Bundeswehr München

Durch die Bestrahlung von gesundem Gewebe werden Nebenwirkungen ausgelöst, die den Erfolg der Tumorbehandlung beeinträchtigen, manchmal auch eine Tumorbehandlung auf diesem Wege unmöglich machen. Darum wird weltweit immer häufiger eine Tumorbehandlung mit Protonenstrahlen eingesetzt, bei der die Nebenwirkungen gegenüber Röntgenbestrahlungen reduziert sind. Allerdings sind auch bei der Tumorbehandlung mit Protonenbestrahlungen die Nebenwirkungen nicht komplett zu vermeiden.

Protonenstrahlen in kleinen Kanälen appliziert

Prof. Günther Dollinger vom Institut für angewandte Physik und Messtechnik an der Universität der Bundeswehr München hat ein neues Verfahren entwickelt, die sogenannte Protonen-Minibeam-Therapie, bei der die Protonenstrahlen in kleinen Kanälen appliziert werden, deren Durchmesser deutlich kleiner als ein Millimeter ist. Zwischen den Kanälen bleibt das gesunde Gewebe von Strahlung verschont. Dadurch ist das gesunde Gewebe in der Lage, mit hoher Effizienz die geschädigten Zellen zu ersetzen, so dass die Nebenwirkungen nochmals deutlich reduziert werden. Die Kanäle weiten mit der Tiefe im Gewebe auf, so dass eine gleichmäßige Bestrahlung des Tumorgewebes, die wichtige Voraussetzung für die Auslöschung des Tumors, weiterhin gewährleistet bleibt.

Bestrahlung von Zellproben mit Laser-beschleunigten Protonen

Die Bestrahlung mit Protonen gilt als sehr wirksame und gleichzeitig schonende Methode der Krebsbehandlung. Ein interdisziplinäres Team aus Düsseldorf, Essen und Braunschweig haben nun die grundsätzliche Eignung von Laser-beschleunigten Protonen für die Krebstherapie untersucht.

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Gesundes Gewebe bleibt verschont

Prof. Dollinger hat als gelernter Physiker zusammen mit seinen Mitarbeitern eine einmalige Bestrahlungseinrichtung am Maier-Leibnitz-Laboratorium in Garching, einer gemeinsamen Einrichtung der TU München und der LMU München, aufgebaut, mit der die neuartige Protonen-Minibeam-Therapie experimentell untersucht wird. Die Dimensionen der Anlage selbst sind gewaltig. In einem sogenannten Tandembeschleuniger mit einer Länge von rund 15 m und einer Höhe von 5 m werden die Protonen beschleunigt. In einem Vakuumrohr aus Edelstahl werden sie weitertransportiert, dabei auch mit einem riesigen Magneten um 90 Grad umgelenkt. Dann sind die Ionen noch weitere 30 m zum Protonenmikroskop unterwegs, wo die Protonen-Minibeam-Bestrahlungen durchgeführt werden können.

4 cm Eindringtiefe mit Nachbeschleuniger

Mit Versuchen an Ohren lebender Mäuse konnte nachgewiesen werden, dass die Protonen-Minibeam-Bestrahlungen für gesundes Gewebe keine sichtbare Schädigung nach sich zieht. Mit seinen bisherigen technischen Möglichkeiten kann Prof. Dollinger mit dem Protonenstrahl maximal 4 mm in Zellgewebe eindringen, zu wenig, um damit alle Aspekte der neuartigen Protonen-Minibeam-Therapie ausloten zu können. Mit der Anschaffung eines Nachbeschleunigers möchte der Physiker die Eindringtiefe auf 4 cm steigern, so dass dann erstmalig die Bestrahlungsvorgänge in präklinischen Experimenten getestet werden könnten.

Prof. Dollinger arbeitet mit renommierten Experten der TU München und LMU München zusammen wie etwa PD Dr. T.E. Schmid, Prof. Dr. S. Combs, Prof. Dr. K. Parodi und Prof. Dr. J. J. Wilkens.

Quelle: Universität der Bundeswehr München