Facebook

Instagram

Laserkrock banar väg för läkande strålar


2019-05-27

Så får en protonstråle fördubblad energi. Den nya metoden bygger på att en laserstråle delas och skickas mot en tunn folie från två olika vinklar – exakt samtidigt.
Bild: Yen Strandqvist/Chalmers
Så får en protonstråle fördubblad energi. Den nya metoden bygger på att en laserstråle delas och skickas mot en tunn folie från två olika vinklar – exakt samtidigt.

Forskare på Chalmers och Göteborgs universitet presenterar en ny metod som kan fördubbla energin hos protonstrålar som produceras av högeffektlasrar. Genombrottet kan på sikt leda till mer kompakta och prisvärda acceleratorer som kan komma till nytta inom flera områden, inte minst inom avancerad vård.

Protonstrålar kan användas till att behandla vissa typer av svåra tumörer genom att slå ut cancerceller med hjälp av så kallad protonterapi. Problemet är att dagens anläggningar är så stora och dyra att det bara finns ett fåtal i världen.

Moderna högeffektlasrar kan accelerera partiklar på betydligt kortare avstånd än vad traditionella acceleratorer klarar. Det krävs bara en bråkdels millimeter för varje meter som behövs idag. Men dagens laserbaserade acceleratorer klarar inte producera protonstrålar med så hög energi som krävs för protonterapi. Forskare runtom i världen har provat olika metoder för att få upp energin genom att experimentera med hur laserpulserna används. Göteborgsforskarnas nya metod som fördubblar energin är därför ett genombrott.

Tekniken bygger på att en laserstråle delas och skickas mot en tunn folie från två olika vinklar – exakt samtidigt. I krocken skapas ett mycket starkt elektromagnetiskt fält som ger extra energi till partiklarna – protonerna – när de skjuts iväg i form av en stråle. Trots att den laserstråle som delats har samma energi som i tidigare experiment, innebär krocken att energin hos protonerna fördubblas.

– Det här fungerade bättre än vi vågat hoppas. Målet är att i framtiden kunna uppnå samma energinivåer som i dagens anläggningar för protonterapi. Metoden skulle då göra det möjligt att bygga kompakt utrustning som bara kräver en tiondel så mycket yta. Det betyder att ett vanligt sjukhus skulle kunna erbjuda sina patienter protonterapi, säger Julien Ferri, forskare på institutionen för fysik på Chalmers.

Än så länge ges behandlingen bara på en plats i Sverige – i Uppsala. Det som är unikt med protonterapi är att det går att skjuta prick på cancerceller och slå ut dem, utan att skada de friska celler som finns i vävnaden eller organen intill. Därför är metoden avgörande för att kunna behandla djupt sittande tumörer i till exempel hjärna eller ryggrad. Ju högre energi en protonstråle har, desto längre ner under huden kan den bekämpa cancerceller.
Även om forskarna har gjort ett stort framsteg genom att lyckas fördubbla protonstrålens energi, så är slutmålet långt ifrån uppnått.

– Vi behöver komma upp i tio gånger så hög energi för att kunna nå ännu djupare in i kroppen. En av mina drivkrafter är att kunna bidra till att fler ska kunna få protonterapi. Det kanske ligger 30 år fram i tiden, men varje steg framåt är viktigt, säger Tünde Fülöp, professor på institutionen för fysik på Chalmers.

De accelererade protonerna är inte bara intressanta när det gäller cancerbehandling. De kan också användas för att genomlysa och undersöka olika material och för att göra radioaktivt material mindre skadligt. Energirika protoner är också viktiga för rymdindustrin, eftersom de utgör en stor del av den kosmiska strålning som kan skada satelliter och annan utrustning i rymden. Med protoner i laboratorier kan man studera hur skadorna uppstår och utveckla nya material som tål påfrestningarna bättre.

Julien Ferri och Tünde Fülöp har tillsammans med forskarkollegan Evangelos Siminos på Göteborgs universitet tagit fram både simuleringar och teoretiska beräkningar som visar att metoden fungerar. Nästa steg är att göra experiment i samarbete med Lunds universitet.

– Nu tittar vi på fler sätt för att kunna öka energin i protonstrålarna. Vi arbetar med laserstrålar som har högre intensitet än om man skulle ta allt solljus som träffar jorden och rikta det mot änden av ett hårstrå, så det finns mycket att ta av. Utmaningen är att konvertera mer av den intensiteten till protonerna, säger Tünde Fülöp.

De nya vetenskapliga resultaten har publicerats i den ansedda Naturetidskriften Communications Physics. Klicka här för att läsa den vetenskapliga artikeln Enhanced target normal sheath acceleration using colliding laser pulses.




Källa: Chalmers


Skriv ut



Sprint Bioscience utser tillförordnad vd Jessica Martinsson till ordinarie vd

Jessica Martinsson, vd Sprint Bioscience.

Sprint Biosciences styrelse har utsett Jessica Martinsson till ordinarie vd. Jessica Martinsson har varit tillförordnad vd för bolaget sedan den 11 juni då tidigare vd Anders Å...

Läs mer
Hexagon

Miljardsatsning på biobaserad industri

Haraholmen utanför Piteå är platsen som rymmer ett av Sveriges mest expansiva industriella centrum.

Haraholmen i Piteå är platsen för Sveriges kanske hetaste biobaserade...

Läs mer
ARmaskinservice 550

Laserkrock banar väg för läkande strålar

Så får en protonstråle fördubblad energi. Den nya metoden bygger på att en laserstråle delas och skickas mot en tunn folie från två olika vinklar – exakt samtidigt.

Forskare på Chalmers och Göteborgs universitet presenterar en ny metod som kan fö...

Läs mer

Kempestiftelserna storsatsar på integrerad strukturbiologi

Kempestiftelserna satsar på djärv strukturbiologiforskning.

Umeå universitet är unikt positionerat i Sverige med en komplett och förstklassig...

Läs mer
Sensor som mäter värme, ljus och beröring.

Sensorn som reagerar på ljus, värme och beröring

Med inspiration från hudens eget sätt att fungera har forskare vid Laboratoriet för...

Läs mer

Sciety tar Athera Biotechnologies steget närmre nytt läkemedel mot hjärt-kärlsjukdomar

Athera Biotechnologies utvecklar en läkemedelskandidat för en indikation inom hjärt-kärlsjukdomar. Emissionen som nu mottagits ska användas för en klinisk fas 2-studie.

Läkemedelsbolaget Athera Biotechnologies avslutade i veckan en emission om totalt 55 miljoner...

Läs mer

Ett litet holländskt företag har blivit stora inom medicinsk teknik


Sjukhus, läkarmottagningar, veterinärer och även tandläkare världen ö...

Läs mer
Pernilla Abrahamsson, Chief Operating Officer på Lipum.

Branschprofil byter jobb – går från börsen till startup

Nu lämnar life science-profilen Pernilla Abrahamsson sin tjänst som...

Läs mer
Simon Tholén, avdelningschef på Röntgenkliniken, Lindesbergs lasarett.

Lyckat samarbete mellan vården och industrin ger stora förbättringar för patienten

Ny undersökningsteknik på Lindesbergs lasarett bidrar till att undvika onödiga...

Läs mer


Bayer stärker svenskt life science-kluster

Idag, den 2 maj, öppnar Bayer nytt svenskt huvudkontor på Campus Solna vid...

Läs mer
CELLINKs och Semcons BIO X, en 3D-bioprinter för mänsklig vävnad tilldelas Stora Designpriset 2019.

Unik 3D-bioprinter vinnare av Stora Designpriset

BIO X, en 3D-bioprinter för mänsklig vävnad tilldelas Stora Designpriset 2019. Bakom...

Läs mer

IRRAS och AMI-USC i samarbete om förvärv av kompletterande teknologi inom medicinteknik

Alfred E. Mann Institute for Biomedical Engineering vid University of Southern California (AMI-USC)...

Läs mer


Mest lästa



















Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se