Forschungsprofil
Die Protonentherapie ist ein spezielles Verfahren der Radiotherapie, bei dem ein Tumor mit hochenergetischen Teilchen – mit Protonen anstatt von Photonen wie bei der herkömmlichen Bestrahlung – bestrahlt wird. Aus einem Beschleuniger werden die Protonen mit bis zu 60 Prozent der Lichtgeschwindigkeit als gebündelter Strahl präzise auf das Tumorgewebe gelenkt. Beim Eindringen in den menschlichen Körper wird der Strahl so gebremst, dass die Teilchen den größten Teil ihrer Energie direkt im Tumorherd abgeben und dadurch die Tumorzellen schädigen. Der Vorteil der Protonentherapie ist, dass im Tumor eine sehr hohe Strahlendosis deponiert werden kann, während man umliegendes gesundes Gewebe schonen kann. Durch spezielle physikalische Verfahren kann der Tumor sehr zielgenau entlang seiner individuellen Form bestrahlt werden (siehe Fig. 1).
Wie lässt sich die biologische Wirkung beeinflussen?
Ein weiterer Unterschied zu der herkömlichen Therapie mit Photonen ist, dass Protonenstrahlen bei gleicher eingestrahlter Dosis biologisch wirksamer im Abtöten der Tumorzellen sind – dies gilt aber auch für gesunde Zellen. Um einen bestmöglichen Therapieerfolg zu erreichen, ist es wichtig die veränderliche biologische Wirksamkeit der Protonenstrahlen zu verstehen und für die individuelle Patientenbestrahlung vorhersagen zu können. Um die dafür notwendigen Vorhersagemodelle zu entwickeln, bedarf es zielgerichteter strahlenbiologischer Untersuchungen, Auswertungen der Strahlenwirkung in Patienten im Zuge klinischer Studien und präziser Simulationen der Strahlung.
Translation - aus dem Labor in die klinische Anwendung
Die Arbeitsgruppe Medizinphysik und Strahlentherapie fokussiert ihre Forschung auf die klinische Weiterentwicklung der Protonentherapie. Hierfür werden präzise Simulationen der Strahlungsphysik, angewandte Atom- und Kernphysik, Strahlenbiologie und statistische Methoden verwendet. Eine enge Zusammenarbeit mit den drei führenden deutschen Protonentherapiezentren in Essen (WPE), Dresden (OncoRay) und Heidelberg (HIT) sowie dem Graduiertenkolleg Präzisionsprotonentherapie erlaubt es, möglichst schnell die Ergebnisse aus der Forschung in die Klinik zu überführen.