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反质子与癌症治疗

来源:互联网  时间:2018-08-10
摘要:欧洲核子中心(CERN)研究癌症治疗的试验获得了第一个成果。反质子治疗癌细胞实验(ACE:AntiprotonCellExperiment)始于2003年,这是研究反质子生物效应的第一个实验。欧洲核子

  欧洲核子中心(CERN)研究癌症治疗的试验获得了第一个成果。反质子治疗癌细胞实验(ACE: Antiproton Cell Experiment)始于2003年,这是研究反质子生物效应的第一个实验。

  欧洲核子中心的Michael Doser是这个实验的参与者,他说:“我们朝着癌症治疗的新方法跨出了第一步。实验结果表明反质子(Antiproton)杀死癌细胞的能力比质子(Proton)强四倍。虽然尚需将这一技术与其它的方法比较,但它确实是这个研究领域的一个突破。”反质子癌细胞治疗实验小组吸引了来自全世界十个研究所,物理、生物和医药领域的众多专家。

  目前的粒子束治疗(Particle Beam Therapy)通常使用质子来摧毁病人体内的肿瘤细胞(Tumour Cell)。反质子癌细胞治疗实验直接比较了分别用质子和反质子进行治疗的效率。为了模拟人体内部组织的反应截面(Cross-Section),研究者们将灌满仓鼠(Hamster)细胞的管子悬挂在胶质(Gelatine)中。他们将质子和反质子束分别打到管子两端深度大概为两厘米的地方,并测定了在粒子束经过的部分受到辐射后仍然存活下来的细胞的比例。

  结果显示反质子的效率是质子的四倍。反质子癌细胞治疗实验小组的发言人Michael Holzscheiter总结说:“为了在同样的程度下杀死目标区域的细胞,反质子所需要的量只是质子的四分之一,这样就显著地减少了粒子束经过区域正常细胞被破坏的量。由于反质子在杀死目标区域的癌细胞的同时不影响健康组织,这种粒子束将在治疗复发癌症方面具有很高的价值。”

  反质子是反物质(Antimatter);它们必须有加速器(Accelerator)的帮助才能在实验室中产生。当物质和反物质粒子碰到一起的时候,它们就会湮灭(Annilihate),换句话说它们将相互毁灭,同时把它们的质量变成能量释放出来。反质子癌细胞治疗实验正是利用了这一性质,入射的反质子和肿瘤细胞中原子内的一部分质子发生湮灭。而湮灭后释放出来的能量产生的新粒子可以接着破坏邻近的肿瘤细胞。

  欧洲核子中心对于进行这个实验是一个得天独厚的地方。它是世界上唯一一个能够产生低能高品质反质子束的地方,这对于我们的实验来说是非常重要的。如果没有这个反质子减速装置,我们的这些实验就不可能实现。Niels Bassler是反质子癌细胞治疗实验小组的联合发言人,他说:“这个实验为粒子物理研究如何在医疗应用中产生创新性的技术提供了一个很好的例子。”

  研究者们目前正在对更大深度——大概在表层以下15厘米——时粒子束辐射细胞做更多的测试。比较反质子与碳离子(Carbon Ion)治疗技术效率的实验将于下个月在德国的重离子研究所(GSI : Gesellschaft für Schwerionenforschung)展开。目前正在计划进一步的实验来全面的考察反质子用于癌症治疗的效率和切合性,并且确保和其它的方法相比对健康组织的损伤最小。

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