![[menubar_home]](../../../images/menu/pubbar.gif){kind=small}
Inhoud
| • | Medical Valley (foto) |
| • | BNCT, wat is dat? |
| • | BNCT, opstelling (figuur 120 kb) |
| • | Andere locaties waar tests worden uitgevoerd |
|
[Overzicht Publieksinfo] > [Medische toepassingen] > [Behandeling tumoren met BNCT] BNCT wat is dat? Een mogelijke behandeling voor hersentumoren.NRG (vroeger ECN) wendt de kennis van radioactieve stoffen en straling aan voor het ontwikkelen van een speciale vorm radiotherapie, geschikt voor de behandeling van hersentumoren. Deze therapie, de Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) berust op twee verschijnselen:
Klinische faciliteiten (image: 120k) zijn ingericht bij de Hoge Flux Flux Reactor van GCO te Petten, die bedreven wordt door NRG. Daarnaast zijn er plannen om dit ook bij de Lage Flux Reactor van NRG/ECN te doen.
BNCT: de demonstratiefase is begonnen!Na enkele jaren van voorbereidingen is begin 1998 de eerste patiënt met een hersentumor in Petten behandeld met BNCT. Gedurende een demonstratiefase in de komende jaren zullen ongeveer veertig patiënten met verschillende doses en tijdsintervallen worden bestraald en door de medici worden gevolgd om de toxiciteit en de effectiviteit van de behandeling te kunnen vaststellen. Na deze zogenoemde fase-I/II-proeven, zullen in Petten reguliere behandelingen kunnen plaatshebben.Op dit moment (half 1999) zijn 10 patienten behandeld, de eerste resultaten zijn bemoedigend.
BNCT: een internationaal projectHet BNCT-project is een Europees project waarin vijftien landen samenwerken. Het leeuwedeel van het werk wordt in Nederland verricht door drie partijen:
NRG brengt voornamelijk de nucleaire en radiobiologische kennis en ervaring in, verzameld gedurende veertig jaar onderzoek. Ook in Japan en in de Verenigde Staten vordert het onderzoek aan BNCT. In Brookhaven (VS), waar de Brookhaven Medical Research Reactor staat, is in september 1994 de eerste patiënt met epi-thermische neutronen bestraald. De voorlopig succcesvolle behandeling van deze patiënt geeft vertrouwen in de BNCT-methode. Daarbij doet de faciliteit bij de Hoge Flux Reactor (HFR) in Petten zeker niet onder voor die in Brookhaven. Vanwege de bijna-parallelle bundel is het in Petten gemakkelijker om de patiënt te positioneren en de juiste dosis te verschaffen.
BNCT: Oud idee, nieuwe uitvoeringBNCT is zeker geen nieuw idee. Al in 1936, slechts vier jaar na de ontdekking van het neutron, werd de kernreactie van borium met een neutron tot lithium met een alfadeeltje (10iB(n, )7Li) al door de
kernfysici aangedragen als mogelijkheid om tumoren te bestrijden.
Een boriumatoom dat een neutron invangt stoot een -deeltje
(heliumkern) uit en verandert in een lithiumatoom. De twee
reactieprodukten hebben een energie die ruim voldoende is om een cel
onherstelbaar te beschadigen. De dracht van de deeltjes in
biologisch materiaal is kort, in de orde van micrometers. De
typische diameter van een cel, dus ook van een kankercel, is 10
micrometer. De deeltjes zullen daarom alleen daar waar ze ontstaan
een cel kunnen verwoesten.
Men hoeft dus slechts borium in de tumor te brengen om de tumor met een bundel neutronen te kunnen vernietigen. De integratie van deze twee stappen in de therapeutische behandeling levert echter problemen op. Medici, chemici en farmaceuten moeten een stof maken die borium bevat en die als eigenschap heeft dat hij zich veel beter in kankercellen vestigt dan in de gezonde cellen daar omheen. De fysici moeten, met behulp van verstrooiings- en filtertechnieken, een geschikte neutronenbundel maken: een bundel van neutronen die op de gewenste diepte in het lichaam tot de juiste snelheid zijn afgeremd. De reactie met borium verloopt namelijk het beste met thermische (langzame) neutronen. In de jaren '50 is die mogelijkheid daadwerkelijk beproefd. De proeven met kankerpatiënten waren echter weinig succesvol en zijn daarom gestopt. De boriumdrager bleek onvoldoende selectief en er werd onacceptabele schade veroorzaakt in het gezonde hersenweefsel. Inmiddels zijn wetenschap en techniek veertig jaar verder en heeft toepassing van het oude BNCT-idee aanzienlijk betere vooruitzichten.
Wiskundige Modellen voor MicrodosimetrieTijdens de bestraling kan de reactiesnelheid worden gevolgd, omdat bij de kernreactie niet alleen een alfadeeltje wordt uitgestoten, maar ook een gammakwant. De zeer geringe straling is buiten het lichaam met zeer gevoelige tellers meetbaar. Hierdoor is het mogelijk om te meten hoeveel energie in de tumor moet zijn opgenomen.Voor de vertaling van deze metingen naar de resulterende schade aan de (kanker)cellen is een dosis-effectrelatie nodig. Bestaande modellen zijn niet geschikt of wiskundig onvoldoende. Om deze reden heeft NRG zelf een wiskundig model voor microdosimetrie ontwikkeld. Dit model, waarmee de energiedepositie op cellulaire schaal kan worden berekend, geeft een theoretische voorspelling van het therapeutische effect van een volledige BNCT-behandeling.
BNCT: praktijkonderzoekIn vier Europese ziekenhuizen heeft inmiddels uitvoerig farmacokinetisch onderzoek plaatsgevonden naar de opname van borium door de tumor en het verloop van de boriumconcentratie als functie van de tijd. Patiënten met een (operabele) tumor kregen op verschillende tijden voor de operatie het ontwikkelde boriumpreparaat in de bloedbaan ingespoten. Van de uitgenomen tumor werd vervolgens de boriumconcentratie bepaald.In het radiobiologische deel van het BNCT-project is een tolerantiestudie met honden uitgevoerd, de stralingsgevoeligheid van stamcellen in de hersenen is onderzocht en de biologische dosimetrie is ontwikkeld. Door de bestraling van een aantal honden is een goede dosis-effectrelatie bepaald, die de start mogelijk maakt van de demonstratiefase met mensen. Het experiment was nodig om de bovengrens te kunnen bepalen van de dosis die gezond hersenweefsel mag ontvangen.
Gevoeligheid hersencellenUit het onderzoek naar de stralingsgevoeligheid van stamcellen in de hersenen is gebleken dat de cellen gevoeliger zijn voor snelle neutronen dan men dacht. In de HFR werd een met water gevulde cilinder bestraald waarin op bepaalde plaatsen cellen met bepaalde boriumconcentraties waren aangebracht. Met zo'n fantoom wordt de mens, die voor het grootste deel uit water bestaat, voor deze biologische bestralingsexperimenten nagebootst. Na een kweek van de bestraalde cellen kan het overlevingspercentage worden bepaald en daarmee de verdeling van de neutronenflux over het fantoom. De bepalingen bleken goed overeen te komen met de resultaten van goudfoliemetingen, de techniek waarmee kernfysici fluxen en fluxverdelingen plegen te meten. De fluxberekeningen volgens een derde methode, de Monte Carlo Neutron and Photon Transport Code, weken echter af van de elkaar bevestigende biologische en de goudfoliemetingen. Dat leidde tot het inzicht dat in het rekenmodel de effecten van neutronenverstrooiing aan de protonen in het water ten onrechte niet waren opgenomen. Nu ook deze effecten worden meegenomen, leiden alle drie methoden tot dezelfde uitkomsten. Deze uitkomsten leveren een beter inzicht in de uitkomsten van het hondenexperiment.
BNCT en de Lage Flux ReactorNaast de Hoge Flux Reactor van GCO-Petten, die wordt bedreven door NRG-personeel, staat in Petten nog een tweede, kleinere reactor. Bij deze Lage Flux Reactor van NRG/ECN is een faciliteit voor bestraling met thermische neutronen geïnstalleerd die voor experimenten met cellen en kleine proefdieren wordt gebruikt. Deze experimenten verlopen geheel naar wens, en daardoor is inmiddels duidelijk geworden dat ook de Lage Flux Reactor een toekomst heeft voor klinische toepassingen van thermische neutronen, namelijk voor de behandeling van oppervlaktetumoren.
Zo zou Petten in de volgende eeuw een uniek centrum kunnen worden
waar diverse typen aan het oppervlak of dieper in het lichaam gelegen
tumoren kunnen worden behandeld.
|
![[MailBox]](../../../images/mailbox2.gif)
|
|