Ultraszybka technologia laserowa stanowi ogromny postęp w technologii medycznej, szczególnie w dziedzinie leczenia nowotworów.
Do przełomu tego przyczynili się naukowcy z INRS i Centrum Zdrowia Uniwersytetu McGill, możliwość wykorzystania wysokoenergetycznych impulsów laserowych do przyspieszania elektronów do energii zbliżonych do tych stosowanych w radioterapii.
„Moc tego źródła elektronów wynika z jego prostoty. Pojedyncza soczewka optyczna skierowana w otaczające powietrze wytwarza wiązkę elektronów zdolną do dostarczenia rocznej dawki promieniowania w czasie krótszym niż jedna sekunda osobie stojącej w odległości jednego metra” – zauważają autorzy badania .
główne idee
Kluczowym odkryciem jest to, że skupiona wiązka lasera w otaczającym powietrzu może generować plazmę, która z kolei może przyspieszać elektrony do poziomu megaelektronowoltów (MeV). Stanowi to znaczny wzrost w stosunku do wcześniej znanego limitu kilku kiloelektronowoltów (keV).
„Po raz pierwszy pokazaliśmy, że w pewnych warunkach wiązka lasera ściśle skupiona w otaczającym powietrzu może przyspieszać elektrony do energii w zakresie MeV (megaelektronowoltów), czyli tej samej kolejności, co niektóre urządzenia radiacyjne stosowane w radioterapii. W przypadku raka, wyjaśnił François Legare, dyrektor centrum EMT w INRS.
Radioterapia błyskowa
Te wysokoenergetyczne elektrony mogą być przydatne w radioterapii FLASH – nowym sposobie skuteczniejszego leczenia opornych nowotworów przy mniejszym uszkodzeniu otaczających zdrowych tkanek.
Według naukowców działanie FLASH wciąż nie jest dobrze poznane, ale wydaje się, że polega na szybkim usuwaniu tlenu ze zdrowej tkanki, co zmniejsza jej wrażliwość na promieniowanie.
Bezpieczniejsze praktyki
Naukowcy z INRS i MUHC podkreślają znaczenie ich odkrycia nie tylko dla zastosowań medycznych, ale także dla konieczności wdrożenia bezpieczniejszych praktyk laboratoryjnych. Lasery mogą wytwarzać dawki promieniowania na tyle wysokie, że mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia.
„Zaobserwowane energie elektronów (MeV) pozwalają im przemieszczać się w powietrzu na odległość większą niż trzy metry lub kilka milimetrów pod skórą. Stwarza to ryzyko narażenia użytkowników źródła lasera na promieniowanie” – wyjaśnił pierwszy autor badania Simon Valliere.
Co więcej, dokonując pomiarów blisko źródła, zespół zaobserwował wysoką dawkę promieniowania elektronów – trzy do czterech razy większą niż stosowana w konwencjonalnej radioterapii. „Wykrycie tego zagrożenia radiacyjnego stanowi szansę na wdrożenie bezpieczniejszych praktyk w laboratoriach” – stwierdziła Valliere.
Poprawa radioterapii
Badanie otwiera drzwi do dalszych badań nad wpływem FLASH w radioterapii i opracowaniem skuteczniejszych metod leczenia nowotworów. Jest to doskonały przykład tego, jak badania naukowe mogą prowadzić do praktycznych i potencjalnie ratujących życie zastosowań.
„Żadne badanie nie było w stanie wyjaśnić natury efektu FLASH. Jednakże źródła elektronów stosowane w radioterapii FLASH mają właściwości podobne do tych, które wytworzyliśmy poprzez silne skupienie lasera w otaczającym powietrzu.
„Kiedy źródło promieniowania będzie lepiej kontrolowane, dalsze badania pozwolą nam zbadać przyczyny efektu FLASH, a ostatecznie zapewnić lepsze leczenie radioterapią pacjentów chorych na raka”.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Przegląd laserów i fotoniki.
Podoba Ci się to, co przeczytałem? Zapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.
—-
Odwiedź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
Z raportu wynika, że problemy bezpieczeństwa związane z kapsułą księżycową NASA stanowią „znaczne ryzyko” dla załogi Artemis 2
Przezroczyste materiały otwierają nowe możliwości dla fotowoltaiki
Wewnątrz „Ważki”, nowej bezzałogowej misji NASA na Tytana