Partikeltherapie
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Die Partikeltherapie ist ein Verfahren der Strahlentherapie, bei dem im Rahmen einer Krebsbehandlung der Tumor mit hochenergetischer Teilchenstrahlung (i. d. R. Protonen oder Kohlenstoffionen) bestrahlt wird. Die Teilchen werden in einem Zyklotron oder Synchrotron beschleunigt. Für Kohlenstoffionen ist ein Synchrotron-Beschleuniger notwendig, um akzeptable Eindringtiefen (bis 30 cm) zu erreichen.
Der Vorteil der Partikeltherapie gegenüber der konventionellen Strahlentherapie mit Gammastrahlen ist das völlig andere Eindring-Verhalten der Partikel. Die Wechselwirkung der eingebrachten Partikel mit dem Gewebe ist stark geschwindigkeitsabhängig: Die Energieabgabe ist umgekehrt proportional zum Geschwindigkeitsquadrat. Beim Durchgang durch das Gewebe werden die Teilchen also kontinuierlich um so stärker abgebremst, je tiefer sie eindringen. Solange sie hohe Geschwindigkeit (Energien > 50 MeV/u) besitzen, ist ihre Wirkung nur relativ gering. Erst am Ende ihrer Reichweite entfalten sie ihre starke Wirkung. Dort nimmt die Wirkung auf einer Strecke von wenigen Millimetern sehr stark zu, um danach auf Null (bei Protonen) bzw. fast auf Null (bei Kohlenstoffionen)abzufallen. Das dabei erzeugte Tiefendosisprofil bezeichnet man als Bragg-Peak. Die Energie des Teilchens beim Verlassen des Beschleunigers regelt die Eindringtiefe und den Ort des Wirkungsmaximums. Dieses Verhalten ermöglicht es, in dem Tumor eine sehr hohe Strahlendosis zu deponieren unter gleichzeitiger Schonung des umgebenden Gewebes bzw. von Risikoorganen. Weil sich der Partikelstrahl auch quer zur Strahlrichtung mit Elektro-Magneten schnell ablenken lässt, kann mit dem magnetischen Raster-scan Verfahren (kombiniert mit der Energievariation) das Zielvolumen schichtweise abgescannt werden und damit eine extrem Tumor-konforme Bestrahlung erzielt werden. Dies ist der Hauptvorteil gegenüber der konventionellen Bestrahlung mit Photonen.
Bei Kohlenstoffionen ergibt sich noch ein starker zusätzlicher Vorteil: Durch die hohe lokale Ionisationsdichte am Ende der Reichweite, treten häufiger korrelierte Schäden (hauptsächlich an den DNA-Strukturen) im Zielvolumen auf, wodurch sich die DNA der Krebszellen schlechter von Reparaturenzymen reparieren lässt als im davorliegenden gesunden Gewebe (Eindringkanal). Dieser Effekt bewirkt einen Einstieg der Effiizienz der Dosis von ca. Faktor 1,5 - 3 im Zielvolumen. Der Effekt ist typisch für Partikel wie Kohlenstoff oder Sauerstoff. Die leichten Protonen oder Photonen besitzen ihn nicht (Photonen) oder nur sehr schwach (Protonen).
Aufgrund der hohen apparativen Anforderungen (Zyklotron oder Synchrotron) befindet sich dieses Verfahren noch in der frühen Anwendung. Weltweit sind erst einige Zehntausend Patienten mit Protonen und nur einige Tausend Patienten mit Partikeln schwerer als Protonen (meist Helium und Kohlenstoff) bestrahlt worden. In Deutschland wird die bislang einzige Anlage bei der GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung) in Darmstadt betrieben. Diese Anlage ist jedoch keine echte klinische Einrichtung, weil dort nur 30-50 Patienten pro Jahr behandelt werden.
Stand November 2006:
In München steht eine fertige klinische Anlage zur Protonentherapie bereit, um durch die Behörde abgenommen zu werden. Jedoch verzögert sich die Inbetriebnahme wegen schwerwiegenden geschäftlichen Differenzen zwischen dem Betreiber (Pro Health AG) und dem Hersteller (ACCEL Instruments).
Eine weitere Partikeltherapie-Anlage (für Kohlenstoff und Protonen) baut das Heidelberger Universitätsklinikum mit Unterstützung der GSI und Siemens (geplanter Patientenbetrieb: Ende 2007).
Ein weiteres Projekt hat die Rhön-Klinikum AG zusammen mit der Siemens AG gestartet (Vertragsabschluss September 06). Siemens liefert hier den kompletten technischen Teil der Anlage. Ab 2010 soll in Marburg die kombinierte Protonen/Kohlenstoff-Therapie-Anlage bereit sein für den Patientenbetrieb.
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