Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

kPrzedstawiciele firmy Sicel Technologies zaprezentowali miniaturowe detektory typu RFID, które mogą zostać wszczepione do wnętrza guza nowotworowego, a następnie przekazywać drogą bezprzewodową informacje o pochłoniętej przez siebie dawce promieniowania. Urządzenia takie mogą znacząco zwiększyć skuteczność i bezpieczeństwo radioterapii.

Wynalazek, nazwany DVS-HFT, został właśnie zarejestrowany w USA do użytku u osób leczonych na raka piersi oraz prostaty. Jego głównym zastosowaniem ma być wspomaganie leczenia wysokimi dawkami promieniowania podawanymi w krótkim czasie, lecz wystarczą niewielkie modyfikacje, by dostosować go do stosowania w leczeniu opartym o inne schematy naświetlań.

Zaplanowanie i przeprowadzenie radioterapii to niezwykle skomplikowany proces. Wymaga on dostarczenia do organizmu takiej ilości energii, która będzie skutecznie niszczyła patologiczną tkankę, lecz nie wywoła nadmiernych szkód w organizmie. Co więcej, dawka promieniowania docierającego do poszczególnych fragmentów guza musi być możliwie zbliżona, by zapewnić wyleczenie całej zmiany.

Pomimo rozwoju coraz nowocześniejszych metod komputerowej symulacji naświetlań, ich poprawne zaplanowanie wciąż jest niemałym wyzwaniem dla fizyków. Istnieje nadzieja, że urządzenia podobne do DVS-HFT znacznie poprawią wyniki osiągane dzięki tej metodzie leczenia.

Zasada działania wynalazku jest dość prosta. Ma on kształt miniaturowego (18 mm długości i 2 mm średnicy) pręcika i jest wszczepiany do wnętrza guza. Podczas napromieniania urządzenie rejestruje dawkę pochłoniętego promieniowania i przechowuje ją we wbudowanej pamięci. Minimalne modyfikacje pozwalają także na zapisywane informacji na temat temperatury, pH, nasycenia tlenem czy ilości leku docierającego do guza. Aby odczytać zawartość pamięci, wystarczy zbliżyć do ciała pacjenta specjalny czytnik, który odczyta dane drogą bezprzewodową

Zastosowanie DVS-HFT pozwala na potwierdzenie wykonania założeń ustalonych na etapie planowania terapii, a także na zmniejszenie zagrożenia związanego z odstępstwami od danych uzyskanych na podstawie symulacji naświetlania. O przydatności wynalazków firmy Sicel może świadczyć fakt, że w 2008 została ona mianowana przedsiębiorstwem roku wg Stowarzyszenia Technologicznego Północnej Karoliny.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jakieś 3 lata temu widziałem genialny sprzęt do symulacji radioterapii (a dokładniej: do brachyterapii, czyli leczenia, w którym do guza wprowadza się specjalne rurki, do których aparat wsuwa później na określony czas źródło promieniotwórcze). Do komputera wprowadzało się zdjęcia z tomografu, a on sam sobie szukał, gdzie jest guz i planował, jak umieścić te rurki, w jakich miejscach wewnątrz rurki zatrzymywać źródełko i na jaki czas. Przestrzegał przy tym wielu zasad: minimalizacja dawki dla serca, płuc itp., maksymalizacja dawki wewnątrz guza, zapewnienie możliwie jednolitej dawki, a do tego pamiętał o różnej przepuszczalności tkanek dla niektórych rodzajów promieniowania. Kosmos ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Technologia akceleratorowa, nad którą pracują naukowcy z Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda (SLAC) i Uniwersytetu Stanforda, ma ograniczyć skutki uboczne radioterapii przez znaczne skrócenie czasu sesji: z minut do poniżej sekundy.
      Ostatnio ekipie ze SLAC i Uniwersytetu Stanforda przyznano dofinansowanie. Dzięki niemu uda się rozwinąć 2 metody terapii: jedną wykorzystującą protony i drugą bazującą na promieniowaniu rentgenowskim. W obu chodzi o to, by "zbombardować" komórki nowotworowe tak szybko, by narządy i inne tkanki nie miały czasu, by się przemieścić w czasie ekspozycji. To zmniejsza ryzyko, że promieniowanie uszkodzi zdrowe tkanki wokół guza. W ten sposób terapia przeciwnowotworowa stanie się bardziej precyzyjna.
      Dostarczanie dawki promieniowania z całej sesji za pośrednictwem pojedynczego błysku trwającego poniżej sekundy może być ostatecznym sposobem na poradzenie sobie ze stałym ruchem narządów i tkanek [...] - podkreśla prof. Billy Loo ze Szkoły Medycznej Stanforda.
      By wystarczająco skutecznie dostarczać promieniowanie o wysokiej intensywności, potrzebujemy struktur akceleratorowych, których moc jest kilkaset razy większa od dzisiejszych technologii. Finansowanie, które nam przyznano, pomoże je zbudować - dodaje Sami Tantawi, prof. fizyki cząstek i astrofizyki w SLAC.
      W ramach projektu PHASER będzie rozwijany system dla promieniowania rentgenowskiego. Skonstruowane w ubiegłych latach prototypy części do akceleratorów działają tak, jak przewidywały symulacje i torują drogę rozwiązaniom zapewniającym więcej mocy przy mniejszych rozmiarach.
      W kolejnym etapie [...] ocenimy ryzyko związane z technologią, co w ciągu 3-5 lat powinno doprowadzić do powstania pierwszego prawdziwego urządzenia, które zostanie wykorzystane do testów klinicznych - zaznacza Tanawi.
      Amerykanie zaznaczają, że zasadniczo protony są dla zdrowej tkanki mniej szkodliwe od promieniowania rentgenowskiego, bo dzięki masie cząstek (protonów) można precyzyjnie kontrolować uwalnianie energii (początkowo protony oddają stosunkowo nieduże ilości energii do tzw. chmur elektronowych tkanek, przez które przechodzą, a na końcu ich drogi dochodzi do tzw. efektu hamowania; długość drogi hamowania, która mieści się już w chorej tkance, to ok. 1-4 mm). Terapia protonowa wymaga jednak większych urządzeń do przyspieszania cząstek i dostosowywania ich energii. Potrzebne są też bardzo ciężkie magnesy, które obracając się wokół pacjenta, nakierowują wiązkę na cel.
      Chcemy zaproponować innowacyjne metody manipulowania wiązkami protonów. Dzięki nim przyszłe urządzenia będą prostsze, bardziej kompaktowe i szybsze - opowiada Emilio Nanni ze SLAC.
      Dzięki 1,7-mln grantowi z DoE (Departamentu Energii) staje się to wykonalne. Teraz możemy zaawansować prace nad projektowaniem, produkcją i testami struktury akceleratorowej podobnej do tej z projektu PHASER [...].
      Mówiąc o korzyściach związanych z rozwijaną metodą akceleratorową, naukowcy dodają, że podczas badań na myszach widać było, że gdy dawkę promieniowania podawano bardzo szybko, zdrowe komórki nie były tak bardzo uszkadzane, a oddziaływanie na komórki guza okazywało się co najmniej takie samo, jak przy konwencjonalnej długiej ekspozycji. Jeśli wyniki uda się powtórzyć na ludziach, będzie można mówić o całkiem nowym paradygmacie w zakresie radioterapii - podkreśla Loo.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ken Busseler, chemik z Woods Hole Oceanographic Institute, poinformował o wynikach badań nad wpływem katastrofy elektrowni atomowej w Fukushimie na pobliskie środowisko oceaniczne. W miesiąc po katastrofie w oceanie w miejscu zrzutu wody z elektrowni stwierdzono, że stężenie cezu-137 jest o 45 000 000 razy większe niż normalnie. Jednak w związku z ruchem wód szybko zaczęło ono spadać. W lipcu, cztery miesiące po wypadku, stężenie przekraczało normę już „tylko“ 10 000 razy.
      Najnowsze analizy wykazują, że woda nie stanowi już zagrożenia dla ludzi i zwierząt. Jednak, jak ostrzega Busseler, osady morskie mogą być groźne przez wiele dziesięcioleci. Uczonego martwi jeszcze coś. Od lipca poziom cezu-137 w wodzie utrzymuje się na niemal stałym poziomie. Jego zdaniem, skażona woda wciąż wpływa do oceanu. To najprawdopodobniej woda, która wcześniej wsiąkła w grunt. Wraz z osadami dennymi będzie ona przez długie lata stanowiła zagrożenie.
      Firma TEPCO, operator elektrowni w Fukushimie, ujawniła, że w grunt mogło wsiąknąć nawet 45 ton wody skażonej strontem. Pierwiastek ten koncentruje się w kościach i wywołuje ich nowotwory. Zagrożeniem dla człowieka mogą być zatem małe ryby, które są spożywane wraz z ośćmi.
      Jak pamiętamy, morska woda była wykorzystywana do awaryjnego chłodzenia reaktorów po katastrofie. Mniej skażoną wodę odprowadzano bezpośrednio do oceanu, by zrobić w zbiornikach miejsce na wodę bardziej skażoną. Jednak jej część również wyciekła.
      FIrma TEPCO od czasu wypadku regularnie bada próbki wody. Buesseler i inni naukowcy przygotowali właśnie analizę tych danych. Szczególne obawy budzi cez-137, którego okres połowicznego rozpadu wynosi aż 30 lat. Dla Japończyków, to nie pierwsze zagrożenie tego typu. ZSRR od lat 50. ubiegłego wieku pozbywał się odpadów nuklearnych wrzucając je do oceanu. W latach 60. duże ilości cezu-137 pochodzącego z sowieckiej armii, zostały zatopione niedaleko Japonii. Prowadzone w 2010 roku badania wykazały, że jego koncentracja spadała już do 1,5 Bq/m3. Tymczasem wyciek z Fukushimy spowodował koncentrację rzędu 68 milionów Bq/m3. Nigdy wcześniej takie ilości pierwiastków radioaktywnych nie były obecne w oceanie.
      Naukowcy wzywają do przeprowadzenia badań osadów morskich. Jest to ważne także i z tego powodu, że w japońskiej kuchni dużą rolę odgrywają owoce morza. Tymczasem żyjące przy dnie zwierzęta mogą być przez dziesięciolecia wystawione na zwiększone dawki promieniowania, co w efekcie może zagrozić ludziom.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z Georgia Health Sciences University (GHSU) opracował metodę na ograniczenie zdolności komórek nowotworu do reperowania śmiertelnych uszkodzeń DNA wywołanych radioterapią. Można w ten sposób zwiększyć skuteczność napromienienia, ograniczając przy tym skutki uboczne.
      Radioterapia to wspaniała metoda, problemem są efekty uboczne. Uważamy, że [nasz wynalazek] to metoda na wywołanie śmierci tej samej liczby komórek nowotworowych mniejszą dawką promieniowania lub użycie tej samej dawki i być może wyleczenie pacjenta, który wcześniej nie miał szans na wyzdrowienie - tłumaczy dr William S. Dynan.
      Napromienianie powoduje rozpad podwójnej helisy DNA. Ponieważ jednak z różnym poziomem promieniowania stykamy się praktycznie wszędzie - od jedzenia po powietrze i glebę - wszystkie komórki, w tym nowotworowe, dysponują mechanizmami zapobiegającymi śmiertelnemu rozbiciu DNA.
      Naukowcy z GHSU przezwyciężyli te naturalne mechanizmy, opakowując przeciwciała folanami, które z łatwością dostają się do większości komórek, zwłaszcza nowotworowych. Sporo komórek nowotworowych, w tym badanych przez Amerykanów komórek raka płuc, dysponuje dużą liczbą receptorów folanów, przez co to do nich trafia gros "ładunku".
      Wcześniej badania nad ograniczeniem szkodliwości radioterapii koncentrowały się na receptorach na powierzchni. Dynanowi zależało jednak na stworzeniu konia trojańskiego o bardziej bezpośrednim działaniu. Akademicy połączyli fragment przeciwciała ScFv 18-2 z folanami. Po związaniu z receptorem folanowa główka opakowania nakierowuje się na jądro komórkowe. Zmiana warunków chemicznych we wnętrzu komórki prowadzi do rozerwania wiązania między ScFv 18-2 a folanem, dzięki czemu przeciwciało może zaatakować regulatorowy region kinazy białkowej zależnej od DNA - enzymu przeprowadzającego naprawę uszkodzeń DNA.
      Łączymy docelową molekułę z transporterem - tłumaczy Dynan. Strategia ta obiera na cel jeden z kluczowych enzymów, dlatego naprawa staje się trudniejsza - uzupełnia Shuyi Li.
      Naukowy duet podkreśla, że w ten sposób bezpośrednio do komórek nowotworowych można dostarczyć dowolną ilość i liczbę leków. W przyszłości panowie zamierzają poszukać innych punktów dostępu do komórek oraz najskuteczniejszych form opakowania. Ponieważ zakończył się etap badań na hodowlach komórkowych, teraz rozpoczną się eksperymenty na zwierzętach.
      Podejście Dynana i Li naśladuje endocytozę. Pozwala ona na przetransportowanie do komórki np. białek, które ze względu na rozmiary nie dostałyby się tu inną drogą, muszą więc polegać na tworzeniu się wakuol.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japończycy zamierzają zbadać poziom promieniowania w lesie w Minami-Sōma w pobliżu Fukushimy, wykorzystując do tego dzikie małpy drzewne. Prof. Takayuki Takahashi z tutejszego uniwersytetu pracuje nad obrożami wyposażonymi w dozymetr.
      Poza dozymetrem w obroży mają się też znaleźć GPS oraz urządzenie do pomiaru wysokości. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, projekt z udziałem małp rozpocznie się już w lutym. Pierwsze próby miały miejsce już w październiku, ale wtedy eksperyment przerwano, ponieważ doszło do awarii dozymetrów.
      Obroża autorstwa robotyków z Uniwersytetu w Fukushimie ma działać przez miesiąc. Później zostanie wyłączona i rozpocznie się kolejny żmudny etap - analiza danych. Jak tłumaczy Takahashi, eksperyment pozwoli ustalić, jak promieniowanie wpływa na ekosystemy leśny, rzeczny czy oceaniczny. Ważne jest też, by określić oddziaływania na wody podziemne. Na tym właśnie zależało pomysłodawcy studium, weterynarzowi Toshio Mizoguchiemu, który na co dzień pracuje w zarządzanemu prze lokalne władze Centrum Rehabilitacji Dzikich Zwierząt w Fukushimie. Choć dokonano szeregu pomiarów z powietrza, nadal nie wiadomo, co dzieje się bliżej gruntu. I tu akcji wkraczają zwierzęta. Takahashi twierdzi, że badania w rejonie Minami-Sōma potrwają co najmniej 5-10 lat, ale ma nadzieję, że będą kontynuowane.
      Co ważne, małpy dotrą w głąb lasu, tam gdzie ludziom trudno byłoby się dostać. Niewykluczone, że w obroży znajdą się jeszcze inne przyrządy, jednak 3 wymienione na początku to podstawa.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas badań na zwierzęcym modelu raków gruczołu sutkowego i prostaty odkryto, że zastrzyki z dopaminy zwiększają napływ krwi do guza, 2-krotnie podwajając stężenie leku przeciwnowotworowego w obrębie jego tkanek. Nasilony przepływ krwi zwiększa także dostawy tlenu do zmienionej chorobowo tkanki, co z kolei poprawia skuteczność chemio- i radioterapii.
      Zespół z OSUCCC – James (Ohio State University Comprehensive Cancer Center – Arthur G. James Cancer Hospital) odkrył, że działając za pośrednictwem receptorów dopaminowych D2, dopamina odgrywa ważną rolę w podtrzymywaniu prawidłowej budowy naczyń krwionośnych. D2 występują w normalnych komórkach naczyń - perycytach oraz komórkach nabłonka. Nie stwierdzono obecności neuroprzekaźnika w komórkach naczyń guzów.
      Nasze studium sugeruje wykorzystanie dopaminy w leczeniu nowotworów i być może innych zaburzeń, w przypadku których normalizacja dysfunkcjonalnych naczyń krwionośnych potencjalnie nasili reakcje terapeutyczne - tłumaczy dr Sujit Basu, dodając, że dopamina i jej pochodne są już i tak wykorzystywane w szpitalach, nie trzeba by więc planować terapii od strony logistyki czy zajmować się jej bezpieczeństwem.
      Basu podkreśla, że naczynia wewnątrz guza są nieprawidłowo zbudowane, w dodatku tworzą chaotyczną i nieszczelną sieć, ograniczając w ten sposób dopływ krwi z tlenem i ewentualnych leków. Akademicy stwierdzili, że dopamina normalizuje budowę naczyń guza. Po iniekcji neuroprzekaźnika naczynia zarówno raka piersi, jak i prostaty zaczynały przypominać prawidłowe naczynia pod względem architektury i szczelności. Wcześniejsze potraktowanie tkanki antagonistą receptorów dopaminowych eliminowało to zjawisko.
      Podskórne guzy ludzkiego raka jelita grubego, które poddano ekspozycji na dopaminę i fluorouracyl (5-FU), akumulowały 2-krotnie więcej preparatu niż myszy leczone wyłącznie 5-FU. W dodatku guzy tych pierwszych miały wielkość ok. 1/3 zmian z grupy kontrolnej.
×
×
  • Create New...