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La nuova alla tecnologia basata a acceleratore mira a diminuire gli effetti secondari della radioterapia del cancro

Nuova a tecnologia basata a acceleratore che è diventata dal Dipartimento per l'energia gli obiettivi nazionali del laboratorio e di Stanford University dell'acceleratore dello SLAC per ridurre gli effetti secondari della radioterapia del cancro restringendo la sua durata a partire dai minuti al di sotto di un secondo. Costruito negli apparecchi medici compatti futuri, la tecnologia sviluppata per fisica delle alte energie ha potuto anche contribuire a rendere la radioterapia più accessibile intorno al mondo.

Ora, il gruppo di SLAC/Stanford ha ricevuto il finanziamento cruciale per procedere ai due progetti sviluppare i trattamenti possibili per i tumori - uno facendo uso dei raggi x, l'altro facendo uso dei protoni. L'idea dietro entrambe è di fare saltare così rapidamente le cellule tumorali che gli organi ed altri tessuti non hanno tempo di muoversi durante l'esposizione - tanto come la cattura del fermo immagine singolo da un video. Ciò diminuisce la probabilità che la radiazione colpirà e danneggierà il tessuto sano intorno ai tumori, rendenti la radioterapia più precisa.

“Consegnare la dose di radiazioni di intera sessione di terapia con un singolo istantaneo durando di meno che un secondo sarebbe l'ultimo modo di gestione del moto costante degli organi e dei tessuti e un avanzamento importante rispetto ai metodi che stiamo usando oggi,„ ha detto il gabinetto di Billy, un professore associato dell'oncologia di radiazione alla scuola di medicina di Stanford.

I sami Tantawi, un professore di fisica delle particelle e dell'astrofisica e lo scienziato principale per la divisione di ricerca dell'acceleratore di rf nella direzione dell'innovazione della tecnologia di SLAC, che lavora con il gabinetto su entrambi i progetti, hanno detto, “per consegnare la radiazione ad alta intensità abbastanza efficientemente, abbiamo bisogno delle strutture dell'acceleratore che sono centinaia di periodi più potenti di odierna tecnologia. Il finanziamento che abbiamo ricevuto ci aiuterà a sviluppare queste strutture.„

Cancro di brillamento con i raggi x

Il progetto chiamato PHASER metterà a punto un delivery system istantaneo per i raggi x.

In odierni apparecchi medici, gli elettroni volano attraverso una struttura del tipo di metropolitana dell'acceleratore che è circa un metro lungo, guadagnante l'energia proveniente da un campo di radiofrequenza che viaggia attraverso il tubo allo stesso tempo e nella stessa direzione. L'energia degli elettroni poi ottiene convertita in raggi x. Durante questi ultimi anni, il gruppo di PHASER si è sviluppato e prototipi provati dell'acceleratore con le forme speciali ed i nuovi modi di inserire i campi di radiofrequenza nel tubo. Queste componenti già stanno eseguendo come preveduto tramite le simulazioni ed aprono la strada per le progettazioni dell'acceleratore che supportano più potenza in una dimensione compatta.

“Dopo, svilupperemo la struttura dell'acceleratore e verificare i rischi della tecnologia, in grado di, durante tre - cinque anni, piombo ad una prima unità reale che può finalmente essere utilizzata nei test clinici,„ Tantawi ha detto.

Il dipartimento di Stanford dell'oncologia di radiazione fornirà circa $1 milione durante l'anno prossimo per questi sforzi e supporterà una campagna per sollevare più finanziamento della ricerca. Il dipartimento dell'oncologia di radiazione, in collaborazione con la scuola di medicina, egualmente ha stabilito la messa a fuoco del centro di scienza di radiazione sul trattamento radioattivo di precisione. La sui divisione di PHASER, guidate co dal gabinetto e da Tantawi, mira a trasformare il concetto di PHASER in un'unità funzionale.

Rendendo terapia del protone più agile

In linea di principio, i protoni sono meno nocivi al tessuto sano che i raggi x perché depositano la loro energia di tumore-uccisione in un volume limitato dentro l'organismo. Tuttavia, la terapia del protone richiede i grandi impianti di accelerare i protoni e regolare la loro energia. Egualmente utilizza i magneti che pesano le centinaia di tonnellate che si muovono lentamente intorno all'organismo di un paziente per guidare il raggio nell'obiettivo.

“Vogliamo fornire i modi innovatori manipolare il raggio del protone che renderà le unità future più semplici, più compatto e molto più veloce,„ abbiamo detto Emilio Nanni, uno scienziato del personale a SLAC, che piombo il progetto con Tantawi ed il gabinetto.

Che lo scopo potrebbe presto essere all'interno dello sbraccio, grazie ad una concessione recente $1,7 milioni dall'ufficio della DAINA del programma di amministrazione dell'acceleratore di scienza per sviluppare la tecnologia nel corso dei tre anni successivi.

“Possiamo ora muoverci in avanti con la progettazione, da costruzione e verificando una struttura dell'acceleratore simile a quella nel progetto di PHASER che sarà capace di guida del raggio del protone, sintonizzando la sua energia e consegnando le alte dosi di radiazioni praticamente istantaneamente,„ Nanni ha detto.

Rapidamente, efficace ed accessibile

Oltre a rendere la terapia del cancro la consegna più precisa e più istantanea di radiazione egualmente sembra avere altri vantaggi.

“Abbiamo veduto in mouse che le celle in buona salute subiscono meno danno quando applichiamo molto rapidamente la dose di radiazioni, ma l'effetto di tumore-uccisione è uguale a o persino un po'migliora che quello di un'esposizione più lunga convenzionale,„ Loo ha detto. “Se il risultato tiene per gli esseri umani, sarebbe un intero nuovo paradigma per il campo della radioterapia.„

Un altro obiettivo chiave dei progetti è di rendere la radioterapia più accessibile per i pazienti mondiali.

Oggi, milioni di pazienti intorno alla cura palliativa solo ricevente del mondo perché non hanno accesso alla terapia del cancro, Loo ha detto. “Speriamo che il nostro lavoro contribuisca a mettere a disposizione il trattamento migliore di più pazienti in più posti.„

Ecco perché il gruppo sta mettendo a fuoco sui sistemi di progettazione che sono compatti, potenza-efficienti, economici, efficienti utilizzare nella regolazione clinica e compatibile con infrastruttura esistente intorno al mondo, Tantawi ha detto: “Il primo ha usato largamente la progettazione medica dell'acceleratore lineare è stato inventato e costruito stato a Stanford durante gli anni che portano all'edilizia di SLAC. La generazione seguente ha potuto essere un commutatore reale del gioco - nella medicina ed in altre aree, quali gli acceleratori per i laser a raggi x, i colliders della particella e la sicurezza nazionale.„

Il massimo di Peter a Stanford (ora Direttore di fisica di oncologia di radiazione all'Indiana University) è co-inventori di PHASER e dei contributi chiave dati ad entrambi i progetti. I membri supplementari sul gruppo di terapia del protone sono Reinhard Schulte all'università di Loma Linda e Murphy di Matthew a Varian Medical Systems.