美國哥倫比亞大學的直線加速器助推器得到紐約帝國發展局(New York’s Empire State Development)和國家癌癥研究所(National Cancer Institute)的資助,使哥倫比亞大學成為美國第一個擁有專門用于重離子放射治療研究設備的機構。
RARAF加速器
到目前為止,哥倫比亞大學歐文醫學中心(Columbia University Irving Medical Center, GUIMC)瓦格洛斯內科和外科醫生學院放射學研究加速器中心(Radiological Research Accelerator Facility, RARAF)研究人員只能研究重離子對單層癌細胞的影響,但要了解所有的生物學效應并優化治療,研究人員需要在三維腫瘤模型或活組織中研究重離子。
為了進行此類研究,需要更強大的直線加速器來推動碳和其他重離子深入組織,即直線加速器助推器。直線加速器助推器由一組兩米長的銅管組成,安裝在RARAF加速器的末端,利用離子的電荷幫助加速。當離子穿過助推器時,它們會交替穿過帶正電荷和不帶正電荷的區域。
直線加速器助推器內部
這些電場看起來像波浪,離子像沖浪者一樣一直在波浪的正邊緣移動。離子每通過一個電場,就會得到一個推力,使其移動得越來越快。助推器基本上可以使直線加速器中離子的能量翻倍,使其在組織中的射程擴大三倍。
GUIMC瓦格洛斯內科和外科醫生學院放射學研究中心主任、RARAF中心主任David Brenner表示:“在治療胰腺癌和其他類型的癌癥方面,碳和其他重離子可能比傳統放療具有優勢,但其療效背后的生物學原理尚不清楚。感謝國家癌癥研究所的資助,哥倫比亞大學和其他癌癥研究機構的科學家將為我們回答重離子抗腫瘤作用的潛在機制,從而努力開發出對難以治療的癌癥更有效的治療方法。”
GUIMC瓦格洛斯內科和外科醫生學院放射學研究中心副教授、RARAF中心副主任Guy Garty表示:“我們的一個目標是研究我們觀察到的碳離子效應是否可以用較輕的重離子重現,例如氦或鋰。碳離子加速器昂貴且需要的空間大,如果更輕的離子可以完成同樣的工作,那么加速器的價格和尺寸會縮小一個數量級,很容易適用于現有放射腫瘤科。”
目前,哥倫比亞大學的研究人員正計劃研究重離子在胰腺、乳腺、食管、黑色素瘤和前列腺腫瘤臨床前模型中的影響。