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Ionentherapie: Krebs präzise bekämpfen

Surgical doctor teamwork, ER surgery team, orthopedic surgeon working in hospital medical clinic office meeting room diagnostic exam on patient care operation, professional service concept
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iStock/noipornpan

Die schonende Wirkung der Ionentherapie ist nur einer der Vorteile für Krebspatienten. Durch die besondere Art der Strahlentherapie können Tumore punktgenau getroffen werden, ohne das gesunde Gewebe zu schädigen.

Kleine geladene Teilchen – Ionen – die mit bis zu dreiviertel der Lichtgeschwindigkeit in den menschlichen Körper geschossen werden, sollen Krebspatienten helfen.

Was möglicherweise etwas martialisch klingt, ist eine neue Art der Strahlentherapie und besonders schonend. Die Ionentherapie wird vor allem bei Hirn- und HNO-Tumoren bzw. bei Bauchspeicheldrüsenkrebs eingesetzt.

Bestrahlung mit geladenen Teilchen

Bei der Ionentherapie erfolgt die Bestrahlung mittels kleiner geladener Teilchen – meist Protonen oder Kohlenstoffionen. Protonen sind positiv geladene Kerne von Wasserstoffatomen, deren Elektron aus der Hülle entfernt wurde.

Kohlenstoffionen sind Kohlenstoffatome, bei denen zumindest ein Elektron oder auch alle sechs Elektronen entfernt wurden.

Der Vorteil der Ionentherapie im Vergleich zu einer herkömmlichen Strahlentherapie liegt in der hohen biologischen Wirksamkeit der Methode. Bei der Ionentherapie kommen die physikalischen Eigenschaften von Ionen zum Tragen. Wenn diese ins Gewebe eindringen, geben sie ihre Bewegungsenergie an die Atome des menschlichen Materials ab.

Die Höhe der Bewegungsenergie, welche das Teilchen entlang einer bestimmten Wegstrecke verliert, ist abhängig von dessen momentaner Geschwindigkeit. Bei einem Proton nimmt der Energieverlust mit zunehmender Eindringtiefe und somit sinkender Geschwindigkeit zu. Kurz vor dem Stillstand gibt es also den größten Teil seiner Energie ab.

Punktgenau zielen

Diese Eigenschaft macht man sich bei der Ionentherapie zunutze. Da sich der Strahl in seiner Reichweite exakt steuern lässt, ist es möglich, das Proton direkt im Tumor zum Stehen zu bringen, sodass es dort den Großteil seiner Energie abgibt und nicht davor oder dahinter.

Dadurch entsteht eine extrem hohe biologische Wirksamkeit. Diese Energieabgabe erfolgt durch eine Wechselwirkung mit den Atomen und Molekülen der DNA, die dadurch Schäden erleidet. Wird die DNA so stark beschädigt, dass sie nicht mehr repariert werden kann, kommt es zu keiner weiteren Zellteilung.

Das Tumorwachstum ist somit gestoppt und der Tumor wird durch den Tumorzelltod zerstört. Allerdings muss die DNA jeder einzelnen Krebszelle irreparabel zerstört werden. Um das zu erreichen, sind mehrere aufeinanderfolgende Bestrahlungen notwendig.

Dabei sind Bestrahlungspausen enorm wichtig. Sie ermöglichen dem umliegenden gesunden Gewebe sich wieder zu erholen und die entstandenen Strahlenschäden zu reparieren. Da Krebszellen ein deutlich geringeres Reparaturpotential haben, addieren sich die Schäden der einzelnen Bestrahlungen im Tumor und zerstören ihn schließlich.

Ionentherapie – Behandlungsablauf

Am Beginn der Behandlung werden CT-Bilder der Patienten erstellt. Anhand dieser wird ein genauer Bestrahlungsplan ausgearbeitet.

Die Form des Tumors wird dreidimensional dargestellt und in digitale Schichten geschnitten, die nur wenige Millimeter Dicke aufweisen. Anschließend wird der Datensatz in nebeneinanderliegende Bildpunkte unterteilt und die Bestrahlungsdosis für jeden einzelnen Punkt ermittelt.

So kann vor der eigentlichen Behandlung genau berechnet werden, wie eine bestmögliche Bestrahlung aussieht und es zeitgleich zu einer größtmöglichen Schonung des umliegenden gesunden Gewebe kommt. Die Erstellung des Bestrahlungsplans ist äußerst zeitintensiv und kann ein bis zwei Wochen in Anspruch nehmen.

Dabei arbeiten Fachärzte für Strahlentherapie mit Medizinphysikern zusammen. Die Ärzte konturieren den Tumor und etwaige Risikoorgane, während die Physiker die exakte Bestrahlungsplanung übernehmen.

Im Anschluss beginnt die eigentliche Behandlung, die für den Patienten vollkommen schmerzfrei ist. Bei jeder Bestrahlungssitzung tastet der Ionenstrahl den Tumor Punkt für Punkt ab und kann so die zuvor berechnete Dosis im jeweiligen Bereich applizieren.

Eine Sitzung dauert etwa eine halbe Stunde. Die meiste Zeit wird dabei für die richtige Positionierung des Patienten verwendet. Denn nur so kann der Tumor exakt getroffen werden. Die eigentliche Bestrahlung dauert dann nur wenige Minuten. Und eine typische Behandlungsdauer beträgt zumeist fünf bis sieben Wochen.

Verbesserte Heilungschancen

Gerade bei langsam wachsenden Tumoren, die bei herkömmlichen Behandlungsmethoden kaum reagieren, verspricht die Ionentherapie sehr gute Heilungschancen. Denn durch die größere Zerstörungskraft werden auch ruhende Krebszellen erreicht und bilden sich rasch zurück.

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