Neutronindfangningsterapi

Neutronfangstterapi eller neutronindfangningsterapi (eng. Neutroncapture therapy ) er en metode til strålebehandling . En kræftbehandlingsmetode , der bruger reaktioner, der opstår mellem radiofølsomme lægemidler og neutroner . Samtidig ophobes bor , gadolinium ( cadmium i forsøget ) foreløbigt i tumoren , hvilket øger dens følsomhed over for neutronstråling. Tumoren bestråles derefter med en termisk neutronflux . Boron Neutron Capture Therapy bliver allerede brugt i onkologiske klinikker . De resterende muligheder er i forsøgsfasen.

Grundlæggende information

Som et resultat af absorptionen af ​​en neutron af bor, sker der en kernereaktion med en stor frigivelse af energi i cellen , hvilket fører til dens ødelæggelse. Bor (mere præcist, den stabile isotop bor-10 ) absorberer neutroner meget effektivt: Absorptionstværsnittet for termiske neutroner er 3837 barn , mens absorptionstværsnittet for neutroner af de fleste grundstoffer er i størrelsesordenen nogle få barn.

Som et resultat af absorptionen af ​​en neutron af bor-10, dannes en exciteret bor-11- kerne, som henfalder til en lithium-7- kerne og en alfapartikel på 10-12 sekunder , der flyver fra hinanden med høj energi. I 6% af tilfældene er deres samlede energi 2,8 MeV , og i 94% -2,3 MeV, da 0,48 MeV udtages af et gammakvante . Disse ladede partikler decelereres hurtigt: en lithiumkerne med en længde på 5 mikron , en alfa-partikel på 7 mikron. Da cellens størrelse er omkring 10 mikron, er det klart, at 80 % af energien i kernereaktionen frigives netop i den celle, der indeholdt borkernen, der absorberede neutronen.

Neutronindfangningsterapi er sikrere end standard røntgenterapi . Denne type behandling er dog i udviklingsfasen og har sine begrænsninger.

Historie

Ideen blev formuleret i 1936 af den amerikanske radiolog Locher. Uafhængigt, i slutningen af ​​40'erne i USSR , foreslog A. T. Kachugin brugen af ​​antitumorlægemidler, der virker efter neutronfangstprincippet. I 1950'erne blev den første eksperimentelle behandling af kræftpatienter udført i USSR. I 1960'erne blev udviklingen af ​​terapimodeller udført på Obninsk Radiologisk Center og ved Institut for Biofysik (Yu. S. Ryabukhin, F. S. Baranova, N. A. Vasilyeva, V. A. Uspensky, E. F. Filin).

Der er udviklet forskning i USA og Japan .

I Japan blev grundforskning i neutronindfangningsterapi startet i 1959 af Prof. Miyakawa T. (Radiologisk Institut ved klinikken ved Tokyos Universitet ), Watanabe N. og andre, og i 1968 prof. Hatanaka H. ( Teikyo University Faculty of Medicine ) udførte strålebehandling for første gang i Japan ved hjælp af Hitachi Reactor (HTR). Derefter blev der udført 13 kliniske forsøg på denne reaktor til behandling af ondartede hjernetumorer ved hjælp af borforbindelser, som er kendetegnet ved enestående egenskaber ved selektiv akkumulering i cancerceller.

I 1989 var der udført omkring 100 kliniske forsøg til behandling af ondartede hjernetumorer, og siden 1993 eksperimentel behandling af 61 patienter på KUR- reaktoren . Japanske videnskabsmænd formåede at øge effektiviteten af ​​metoden ved at bruge epitermiske neutroner, som har høj energi og er i stand til at trænge ind i dybe tumorer. Derudover tillader brugen af ​​to borforbindelser, der adskiller sig i deres kvaliteter, akkumulering af en stor mængde af dette stof i tumoren. Computermodellering af volumen af ​​neutronstråler er også blevet introduceret.

Der er i øjeblikket to reaktorer af "medicinsk kvalitet" i drift i Japan, KUR, ejet af University of Kyoto , og JRR , som drives af Japan Atomic Energy Agency . Omfanget af det nødvendige udstyr tillader ikke brugen af ​​denne metode i konventionelle klinikker, men siden 2009 er dyreforsøg blevet udført på forskningsinstituttet ved Kyoto University-reaktoren ved hjælp af en lille cyklotronaccelerator til bor-neutron-indfangningsterapi.

Denne type terapi bliver allerede brugt til at behandle hjernetumorer . I INP dem. G. I. Budker i 2007 skabte en neutronkilde til eksperimenter med bor-neutron-indfangningsterapi. [en]

Studier af neutronindfangningsterapi udføres på de horisontale forsøgskanaler i IRT-reaktoren ved MEPhI (NRNU MEPhI) sammen med det russiske cancerforskningscenter opkaldt efter N. N. Blokhin og FMBTS opkaldt efter N.N. A. I. Burnazyan FMBA fra Rusland (efterfølger af SSC IBF). Effektiviteten af ​​behandling hos hunde med spontane tumorer er blevet vist.

Traditionelt bruges bor-10 isotop til neutronindfangningsterapi.

Gadolinium

Den 157. isotop af gadolinium har den bedste evne til at fange neutroner, og den kernereaktion, der opstår, når en neutron fanges, er ledsaget af kraftig radioaktiv stråling. Det ser ud til at være en ideel kandidat til neutronindfangningsterapi. Der er dog en række problemer, der gør det næsten umuligt:

  1. Gadolinium er et tungt grundstof. Dets toksicitet er sammenlignelig med kviksølv, arsen og cadmium. For at blive introduceret i kroppen skal dets kemiske toksicitet elimineres, og det kan kun bruges i meget lave koncentrationer.
  2. Varigheden af ​​bestråling med neutronindfangningsterapi kan nå 4 timer eller mere. Og i hele denne tid er det nødvendigt at holde al gadolinium inde i tumoren for dens maksimale skade, hvilket er meget vanskeligt på grund af tilstedeværelsen af ​​blodcirkulation.
  3. Den nødvendige koncentration af gadolinium har et vist volumen, og ofte er det simpelthen umuligt at injicere det i tumoren. Han vil bare ikke passe ind der.

Idéerne om at bruge magnetiske nanopartikler til at forbedre den kliniske effektivitet af lægemidler er baseret på det faktum, at stoffer skabt ved hjælp af nanoteknologiske tilgange adskiller sig i deres fysisk-kemiske egenskaber fra forbindelser opnået i en traditionel doseringsform. Magnetiske nanopartikler kan placeres ved hjælp af et magnetisk felt, samt ikke-kontakt kontrollere deres bevægelse i organer og væv på grund af virkningen af ​​et eksternt magnetfelt. Fagocytceller transporterer magnetiske nanopartikler til "målvæv", og magnetfeltet fokuserer og lokaliserer desuden området med terapeutisk effekt. [2]

Se også

Noter

  1. ↑ Acceleratorkilde for epitermiske neutroner til borneutronindfangningsterapi Arkivkopi dateret 14. juni 2013 på Wayback Machine // BINP SB RAS
  2. ↑ O.V. Kondrashina. Gadolinium i neutronfangende tumorterapi = Metal-grænse magnetiske nanopartikler som et system til målrettet levering af gadolinium til tumormålceller. - Tyskland = LAP LAMBERT Academic Publishing , 2014. - 188 s. — ISBN 978-3659512971 .

Litteratur

Links