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Dresdner Forscher wollen mit neuer Technologie Teilchentherapie erschwinglich machen

Dresdner Forscher wollen mit neuer Technologie Teilchentherapie erschwinglich machen

und vor allem auch kleinere - Krankenhäuser die schonende Protonen-Therapie gegen Krebs einsetzen können, haben Dresdner Forscher einen Laser-Teilchenbeschleuniger designt, der nur noch halb so groß und preiswerter als herkömmliche Anlagen ist.

Superlaser sollen Protonen in künftigen Anlagen Dresdner Bauart bis nahe an die Lichtgeschwindigkeit treiben, um sie in der Krebstherapie zu nutzen.

Quelle: Schema: Masood

Damit künftig mehr. Solche turnhallen-großen Tumor-Protonenskalpelle haben bisher nur zwei Unis in ganz Deutschland in Heidelberg und Essen, ein dritter Beschleuniger wird derzeit in Dresden hochgefahren.

Solche Anlagen bestehen normalerweise aus einem tonnenschweren Ringbeschleuniger, in denen die Atomkern-Teilchen - die Protonen - nahe bis an die Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Dauermagneten bündeln und leiten dann den Strahl über eine Lenkvorrichtung namens "Gantry" zum Behandlungstisch mit dem Patienten. Ringsum sorgen meterdicke Wände für den Strahlenschutz. Dieser bauliche und konstruktive Aufwand macht Protonenbeschleuniger so teuer und groß, dass sie für die meisten Kliniken unerschwinglich sind.

Andererseits gilt die Protonen-Therapie als schonendere Alternative zur klassischen Strahlenbehandlung von Krebspatienten. Denn hier zerstören keine Gamma- oder Röntgenstrahlen auch das gesunde Gewebe rings um den Tumor: Der Teilchenstrahl ist sehr eng fokussiert und die Protonen können so dosiert werden, dass sie im Geschwulst ihre ganze Energie freisetzen, aber nicht dahinter durch den Körper schießen.

Die Protonen-Therapie wird bisher vor allem gegen Hirnkrebs eingesetzt. Forscher am "Nationalen Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie" (OncoRay) im Uniklinikum Dresden glauben aber an weitere Anwendungen. "Die Therapie mit Protonenstrahlen muss noch für unterschiedliche Krebserkrankungen genau erforscht werden", betonte Oncoray-Professor Michael Baumann. "Sie könnte bei 15 bis 20 Prozent deutliche Vorteile gegenüber der etablierten Strahlentherapie haben."

Um diese Vorteile mehr Patienten in ganz Deutschland zugänglich zu machen, hat Medizinphysiker Umar Masood vom "Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf" (HZDR) nun ein neues Beschleuniger-Design ausgetüftelt: Dabei werden die Protonen nicht im Ringbeschleuniger, sondern mit dem Lichtdruck eines nur etwa schrankwand-großen Superlasers auf Tempo gebracht. Die dafür benötigten Lichtbündler der Petawatt-Klasse (eine Billiarde Watt Leistung) werden derzeit am HZDR entwickelt.

Anders als beim kontinuierlichen Teilchenstrom eines klassischen Beschleunigers schickt der Laser die Protonen paketweise auf Reise. Dadurch kann auf tonnenschwere Dauermagnete verzichtet werden. Statt dessen lenken kleine Puls-Magnetspulen den Strahl - und gerade in dieser Pulsfeld-Technologie gilt das HZDR als europaweit führend. "Wir sprechen hier von ein paar Dutzend oder Hundert Kilogramm für die Magneten statt Hunderten Tonnen in der klassischen Lösung", betonte Masoods Chef, Professor Ulrich Schramm vom HZDR.

Zugleich bremste Schramm voreilige Hoffnungen auf rasche Fortschritte: "Wir werden das Design in den nächsten fünf Jahren schrittweise aufbauen und erproben", sagte er. "Vorher wird es also auch noch keine fertige Anlage geben." Auch müsse in enger Kooperation von HZDR und Oncoray der medizinische Nutzen getestet werden. Sollte der Dresdner Entwurf aber machbar sein - und darauf deutet jetzt alles hin - wären Protonenbeschleuniger möglich, die höchstens halb so groß wie heutige Uni-Anlagen sind. Und diese preiswerten Anlagen könnten sich dann auch kleinere Kliniken leisten - und damit neue Perspektiven für die Krebsbehandlung eröffnen.

Heiko Weckbrodt

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