Ionisierende Strahlung kann Zellen im menschlichen Körper zerstören oder verändern. Meistens ist das nicht gewollt und man versucht im Strahlenschutz alles, um die Auswirkungen von ionisierender Strahlung möglichst gering zu halten. In der Strahlentherapie dagegen macht man sich gerade diese zerstörerische Eigenschaft zunutze um Krebstumore zu zerstören und dabei das umgebende, gesunde Gewebe möglichst wenig in Mitleidenschaft zu ziehen.

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedenen Ansätze:

  • Bei Ansatz Eins wird ein radioaktives Isotop in den Körper eingebracht. Ein Beispiel dafür ist die Seed-Implantation bei Prostata-Krebs, bei der mehrere kleine Metallstücke operativ (endoskopisch, ambulant) in die Prostata gebracht werden, um dort dann ihre Strahlung abzugeben und das Tumorgewebe zu zerstören. Je nachdem, was für ein Isotop benutzt wird, hält die Strahlung wenige Tage oder permanent an.

  • Bei Ansatz Zwei wird der Patient von außen mit Strahlung beschossen (oft kommt die Strahlung aus einem Teilchenbeschleuniger). Dieser Beschuss von außen kann mit Photonen (z.B. Röntgen) oder Teilchen (Protonen/Neutronen) bis hin zu Schwerionen (Kohlenstoff) durchgeführt werden und wird so ausgelegt, dass das Tumorgewebe wesentlich mehr Strahlung abbekommt als die gesunden Zellen und somit eher vernichtet wird.

Grundsätzlich arbeiten in der Strahlentherapie Mediziner und Physiker eng zusammen, um Bestrahlungspläne zu erarbeiten, die darauf abzielen möglichst viel Strahlung in Tumoren und möglichst wenig Strahlung in gesundem Gewebe zu hinterlassen. Dabei machen sie sich grundsätzlich zwei Eigenschaften zunutze:

  • Geometrie: Dadurch, dass die Seeds an einer bestimmten Stelle im Körper liegen oder der ionisierende Strahl auf eine bestimmte Stelle zielt, kann man dem Tumor einfach dadurch mehr Strahlung verpassen, dass man ihn direkt ins Visier nimmt. Das Cyberknife der Uniklinik Köln kann z.B. selbst sich bewegende Tumore wie Lungenkrebs mit einer Genauigkeit im µm Bereich aus allen Winkeln beschießen.

  • Stoffwechsel der Tumorzelle: Die Zell-Prozesse in Tumoren unterscheiden sich meist von denen in normalem Gewebe. Manche Tumore werden dadurch anfälliger gegen ionisierende Strahlen und andere nehmen durch einen erhöhten Stoffwechsel mehr radioaktive “Zielmarker” auf als normale Zellen. Dies resultiert darin, dass sie eine höhere Strahlenbelastung bekommen als normales Gewebe und damit eher zerstört werden.

Ein paar verschiedene konkrete Anwendungen werde ich hier mal in verschiedenen Artikeln vorstellen.

Alle “Kurz notiert:” Artikel gibt es hier.

Kommentare (3)

  1. #1 Ludger
    10. Juni 2015

    Die von Dir erwähnten zwei verschiedenen Ansätze sind die Brachytherapie ( von griechisch βραχυς – kurz, nah‘, früher z.B. Radium-Therapie) und die Teletherapie (von griechisch tele ‚fern‘, früher z.B. Tele-Cobalt-Therapie). Man nutzt bei beiden Therapieformen das Abstandsgesetz aus. Wenn der Strahler bei der Brachytherapie direkt im Tumor liegt, behandelt man an der Kontaktstelle mit hohen Dosen, die in wenigen cm Abstand auf nicht mehr zellabtötende Werte heruntergehen. Bei der Teletherapie bekommt man verhältnis gleichmäßige Dosen im gesamten Feld. Beide Methoden kann man so kombinieren, dass man den Tumor abtötet und das umgebende Gewebe schont. Dazu lassen sich bei der Simulation Isodosenkurven ausrechnen, mit deren Hilfe man gesundes Gewebe schonen kann. Die gynaekologische Brachytherapie wird heute aus Gründen des Strahlenschutzes für das medizinische Personal nicht mehr mit Radium durchgeführt sondern mit Hilfe des Afterloadings. ( http://de.wikipedia.org/wiki/Afterloading#Geb.C3.A4rmutterhalskrebs )
    Wir haben ca. 1980 noch mit Radium behandelt. Dazu mussten wir bei der Behandlung des (fortgeschrittenen) Gebärmutterhalskrebses 9 versiegelte radiumhaltige Platinhülsen von geschätzt 12mm Länge und 2mm Dicke und jeweils 10mg Radium mit langen Pinzeztten in einen Träger (“Stift und Platte”) packen und den im und am Tumor festtamponieren. Das blieb dann 30 Stunden liegen und musste noch einmal nach einigen Tagen wiederholt werden. Die Dosis wurde in “mgelh” (Milligramm-Elerment-Stunden) angegeben, im Beispiel 5400mgelh Radium. Zur Teletherapie bekamen die Frauen dann noch 4500 Rd Stehfeld mit dem Betatron.

  2. #2 fherb
    12. Juni 2015

    In diesem Zusammenhang fiel mir gerade wieder ein, dass die Strahlentherapie nicht mehr nur mit aufwändigen Implantaten möglich ist, sondern mit Trägermolekülen, die am Tumor direkt andocken und das radioaktive Präparat mitbringen. Hier (https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=28548&pNid=3438) wird das direkt umgesetzt und hier (https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=26047&pNid=3438) für die Diagnostik eingesetzt.

    Um die Artikel in den Pressemitteilung des betreffenden Forschungszentrums wiederzufinden, hab ich eine halbe Stunde benötigt. In der Zeit musste ich mich auch durch unzählige Beiträge zu teuren Forschungsanlagen klicken, die mit enorm technischem Aufwand die Weiterentwicklung der beschleuniger-basierten Strahlentherapie betreffen. Ich bin kein Anhänger von Verschwörungstheorien. Aber bei mir bleibt der Eindruck haften, dass Krebstherapieforschung mittels riesigen oder zumindest extrem aufwändigen technischen Geräten so lukrativ für die deutsche Forschergemeinde ist, dass solche Verfahren, die vielleich in der Therapie zukünftig um Größenordnungen billiger sein könnten, unterfinanziert ein Dasein im Abseits fristen. Immerhin ist das nicht wegzudiskutieren, da auch die Forschungsgelder in Deutschland und Europa ein Markt sind. Demnach orientiert sich die Forschung natürlich an diesem Markt und nicht an idealisierten Vorstellungen, wie den Menschen am Besten und in Masse (also kostengünstig)
    geholfen werden kann. Erinnert sei auch an Schwerionentherapie, die industriell und in Selbstfinanzierung durch die Krankenkassen gar nicht betreibbar ist. Wie die Umsetzung der sündhaft teuren Heidelberger Bestrahlungssysteme in weitere, privatwirtschaftlich zu betreibende Bestrahlungsanlagen gezeigt hat.

    Vielleicht ist es möglich, in den folgenden Beiträgen mal auf diese Alternativen einzugehen.

  3. #3 Tobias Cronert
    15. Juni 2015

    Grundsätzlich kann ich gerne immer noch erwähnen, dass es Trägersysteme mit radioaktiven Präparaten gibt, aber eine eigenen Artiekl werde ich wohl nicht dazu schreiben (können). Hauptsächlich, weil ich einfach keine Ahnung von dem Thema habe. Ein Stückchen strahlendes Metall in einem Tumor zu plazieren ist ja biologisch/medizinisch gesehen noch recht einfach, aber wenn es darum geht die biologische Wirkungsweise von bestimmten Substanzen zu bewerten komme ich mit meinem biologischen Schulwissen halt schon sehr schnell an eine Grenze.

    Was Forschungsgelder für beschleuniger-basierte Strahlentherapie angeht muss ich dir teilweise recht geben. Wir bauen halt beschleuniger-basierte Systeme zur physikalischen Grundlagenforschung. Dafür ist aber schwer Geld zu bekommen, weil es keine direkte Praktische Anwendung gibt. Daher lohnt es sich für die Forscher immer noch reinzuschreiben: “Es kann auch noch für Strahlentherapie und industrielle Anwendungen (Imaging) benutzt werden.” Da fließen die Forschungsgelder leider schnellener, als wenn man ehrlich ist und sagt: “Wir machen hier Grundlagenforschung, die sich vielleicht in 30-40 Jahren für die Menschhehit auszahlen wird.”