NCBJ prezentuje innowacyjny akcelerator do walki z nowotworami

Złośliwe komórki nowotworowe, pozostałe w ciele pacjenta po usunięciu guza, można skutecznie niszczyć jeszcze w trakcie operacji. Nowy medyczny  akcelerator elektronów IntraLine, przeznaczony do wykonywania tego typu zabiegów śródoperacyjnych, został dziś zaprezentowany lekarzom-specjalistom na konferencji w ośrodku Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku, w trakcie podsumowania projektu INTRA-DOSE.

Nowotwory złośliwe są drugą – po chorobach układu krążenia – najpowszechniejszą przyczyną zgonów w krajach Unii Europejskiej. Wśród różnych metod zwalczania nowotworów szczególne uznanie zdobywają ostatnio zabiegi napromieniania przeprowadzane w końcowej fazie operacji usuwania guza. Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) wraz z Wielkopolskim Centrum Onkologii (WCO) w Poznaniu zaprezentowały dziś na konferencji w Świerku efekt realizacji projektu INTRA-DOSE: medyczny akcelerator śródoperacyjny IntraLine, przeznaczony do napromieniania elektronami.

W dwudniowej konferencji w Świerku uczestniczy kilkudziesięciu lekarzy i fizyków z krajowych ośrodków medycznych. W trakcie pierwszej z dwóch przewidzianych na dziś sesji przedstawiciele NCBJ omówili projekt INTRA-DOSE, a specjaliści z WCO przybliżyli uczestnikom zagadnienia medyczne dotyczące antynowotworowych terapii śródoperacyjnych. Z kolei w drugiej sesji fizycy i inżynierowie ze Świerka przedstawili szczegóły techniczne akceleratora IntraLine. Lekarze mieli okazję zobaczyć prototypową wersję urządzenia, w pełni przygotowaną do pracy w warunkach szpitalnych. Jutro, podczas seminarium „Radioterapia śródoperacyjna – nowoczesne narzędzie w leczeniu nowotworów”, jego uczestnicy będą mogli się szerzej zapoznać z procesem przygotowywania akceleratora do konkretnych zabiegów śródoperacyjnych oraz z ich potencjalnym przebiegiem.

„Zabiegi napromieniania elektronami, realizowane bezpośrednio po usunięciu guza – a więc jeszcze w trakcie samej operacji – należą do jednych z najnowocześniejszych metod walki z nowotworami złośliwymi. Łatwość, szybkość i precyzja, z jakimi akcelerator do radioterapii śródoperacyjnej potrafi dostarczyć wiązkę terapeutyczną w obszar objęty zmianami nowotworowymi, ułatwia naszym specjalistom przeprowadzenie zabiegu, a pacjentom gwarantuje zredukowanie do minimum skutków ubocznych napromieniania”, zauważa prof. dr hab. Julian Malicki, dyrektor Wielkopolskiego Centrum Onkologii (WCO).

We współczesnej medycynie do niszczenia komórek nowotworowych używa się wielu metod i narzędzi, w tym różnych typów promieniowania jonizującego. Promieniowanie tego rodzaju – wysokoenergetyczne fotony, elektrony, protony bądź ciężkie jony – rozrywa łańcuchy DNA komórek i rozkłada wodę na wolne rodniki, utleniające cząsteczki chemiczne niezbędne komórkom do utrzymania procesów życiowych. Niestety, fotony oddziałują nie tylko z guzem, ale także ze zdrowymi tkankami przed i za nim, natomiast akceleratory protonów i ciężkich jonów, pozwalające znacznie precyzyjniej ustalić głębokość, na której dochodzi do interakcji wiązki z komórkami, są bardzo duże i drogie.

Śródoperacyjne zabiegi napromieniania elektronami łączą zalety technik z użyciem fotonów i cząstek znacznie bardziej masywnych. Urządzenia generujące terapeutyczną wiązkę elektronów są relatywnie tanie i na tyle niewielkie, że mieszczą się na sali operacyjnej. W konsekwencji wiązkę można wprowadzić bezpośrednio w lożę powstałą po usunięciu guza, co istotnie redukuje ryzyko napromienienia zdrowych tkanek na jej drodze. Jednocześnie poprzez właściwy dobór energii elektronów lekarz-specjalista jest w stanie bardzo precyzyjnie określić głębokość wnikania elektronów w ciało pacjenta i zapewnić ochronę tkankom i narządom znajdującym się za napromienianym obszarem. Głównym zyskiem z tak przeprowadzonej terapii jest znaczne zmniejszenie liczby pooperacyjnych zabiegów napromieniania, co automatycznie redukuje ich negatywne skutki uboczne.

„Główne cechy wyróżniające nasz akcelerator na tle podobnej aparatury medycznej to duża mobilność zarówno całego urządzenia jak i jego głowicy, wysoka jakość wiązki promieniowania elektronowego oraz niski poziom promieniowania ubocznego. Pojedynczo cechy te występują w innych akceleratorach do śródoperacyjnych terapii antynowotworowych, ale ich zespolenie w jednym, na dodatek stosunkowo niewielkim urządzeniu, było dużym wyzwaniem”, mówi mgr inż. Jacek Pracz (NCBJ) i podkreśla: „W trakcie prac nad IntraLine zastosowaliśmy szereg innowacyjnych rozwiązań technicznych dotyczących między innymi mechaniki konstrukcji oraz pozycjonowania i budowy głowicy formującej wiązkę. Cztery z nich są opatentowane”.

Akcelerator IntraLine zbudowano w ramach projektu INTRA-DOSE, zrealizowanego przez konsorcjum złożone z NCBJ, WCO oraz partnerów przemysłowych: UJP Hitec Systems S A. i firmy Jarosław Kołcun. Pierwsze prace badawcze i konstrukcyjne nad aparaturą do terapii śródoperacyjnej rozpoczęły się jednak jeszcze w 2008 roku w projekcie „Akceleratory i Detektory” i zakończyły zbudowaniem w 2014 roku wersji demonstracyjnej urządzenia. W powstanie obecnie prezentowanego, modelowego i w pełni funkcjonalnego egzemplarza akceleratora (Minimum Viable Product, MVP) był zaangażowany zespół fizyków, inżynierów i onkologów liczący ponad 50 osób.

„Wieloletni wysiłek naszych specjalistów już wkrótce przełoży się na konkretną pomoc chorym. Zbudowany przez nas mobilny akcelerator do śródoperacyjnego napromieniania elektronami zostanie teraz przekazany do Wielkopolskiego Centrum Onkologii, gdzie rozpoczną się jego badania i testy w warunkach szpitalnych”, podsumowuje dr Agnieszka Syntfeld-Każuch (NCBJ).

 Projekt INTRA-DOSE został dofinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych w ścieżce B.