Gezielt gegen Krebszellen

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung

Ziel jeder Strahlentherapie ist es, Tumorzellen zu zerstören und gleichzeitig umliegende gesunde Zellen zu verschonen. Hierzu müssen sowohl die physikalische Strahlendosis als auch die biologische Wirksamkeit im Tumor maximal, im gesunden Gewebe dagegen so gering wie möglich sein. Beschleunigte Ionen eignen sich dafür besser als die herkömmlich genutzte Röntgenstrahlung.

Physikalische Dosisverteilung

Röntgenstrahlung durchdringt den Körper. Die Dosis erreicht dicht unter der Haut ein Maximum und nimmt mit wachsender Eindringtiefe bis zum Verlassen des Körpers ab. Ionen hingegen dringen in den Körper ein und entfalten ihre schädigende Wirkung am Ende ihrer Flugbahn in einer bestimmten Tiefe, die von der Ionengeschwindigkeit abhängt. Die Dosis entlang des zurückgelegten Weges, d. h. im gesunden Gewebe, ist gering. Erst in dem stecknadelkopfgroßen Gewebebereich, in dem die Ionen abstoppen, steigt die Strahlendosis auf ein scharfes Maximum an. Dieses Dosismaximum lässt sich durch Variation der Geschwindigkeit der Ionen präzise über den Tumor führen. Im gesunden Gewebe verbleibt nur eine geringe Dosis.

Biologische Wirksamkeit

Der biologische Effekt erfolgreicher Strahlentherapie liegt darin, dass das Erbgut der Krebszellen irreparabel geschädigt wird. Diese Schädigung führt dazu, dass die Zellen absterben. Im Vergleich zu Röntgenstrahlung besitzen Ionenstrahlen eine erhöhte biologische Wirkung. Dadurch lässt sich mit Ionen bei gleicher physikalischer Dosis eine deutlich größere Schädigung des Tumors erreichen, ohne das gesunde Gewebe zusätzlich zu belasten.

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Dosisverlauf für Röntgen- und Ionenstrahlung in biologischem Gewebe.
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung