بهبود درمان سرطان با لیزر فوق سریع

تحقیقات در فناوری لیزر فوق سریع پتانسیل جدیدی را در درمان سرطان با دستیابی به شتاب الکترونی تا سطوح مگاالکترون‌ولت باز کرده است که نویدبخش پیشرفت در رادیوتراپی برای مراقبت موثرتر و همچنین نیاز به اقدامات آزمایشگاهی ایمن‌تر به دلیل خطرات قرار گرفتن در معرض تشعشعات است.تیم تحقیقاتی کانادایی در موسسه INRS به کشفی دست یافتند که می‌تواند اثربخشی پرتودرمانی در سرطان‌شناسی را افزایش دهد.فناوری لیزر فوق سریع به‌طور مداوم پیشرفت‌های غیرمنتظره‌ای را ارائه می‌دهد.در نگاه اول، مطالعات دراین زمینه ممکن است تا حدودی انتزاعی بنظر برسد، اما اغلب به کاربردهای عملی منجر می‌شود.این امر به ویژه در بخش مراقبت‌های بهداشتی مشهود است،جایی که این فناوری در درمان سرطان‌های خاص به کار می‌رود.این کاربرد توسط تیم تحقیقاتی آزمایشگاه منبع نور لیزر پیشرفته(ALLS) موسسه ملی تحقیقات علمی به دنبال کار اخیر پروفسور فرانسوا لگاره مدیر مرکز تحقیقات مخابراتی مرکز EMT کشف شد.این کار ثمره همکاری با فیزیکدانان پزشکی در مرکز بهداشت دانشگاه مک‌گیل است.فرانسوا لگاره می‌گوید:ما برای اولین بار نشان دادیم که تحت شرایط خاص،یک پرتوی لیزر که به شدت در هوای محیطمتمرکز شده است، می‌تواند الکترون‌ها را به انرژی در محدوده مگاالکترون‌ولت، یعنی همان اندازه‌ای که برخی پرتودرمانی‌های مورد استفاده در پرتودرمانی سرطان استفاده می‌شوند، شتاب دهد.ثابت شده بود که تمرکز یک پرتوی لیزری با شدت کافی در هوای محیط باعث تولید پلاسما در نقطه کانونی می‌شود.این پلاسما به‌عنوان منبعی از الکترون‌ها عمل می‌کند که می‌تواند حداکثر تا چند کیلوالکترون‌ولت به انرژی برسد. تا همین اواخر به دلیل محدودیت فیزیکی،رسیدن به انرژی‌های بالاتر در هوای محیط ممکن نبود.تیم تحقیقاتی توانست نشان دهد که الکترون‌هایی که در هوای محیط شتاب می‌گیرند،می‌توانند انرژی‌هایی در محدوده مگاالکترون‌ولت یا حدود ۱۰۰۰برابر بیشتر از حد قبلی برسند.این پیشرفت تیم در مرکز INRS دریچه‌ای را به سوی پیشرفت‌های بزرگ در فیزیک پزشکی باز می‌کند.یک مثال بارز، رادیوتراپی FLASH است که یک رویکرد جدید برای درمان تومورهایی است که در برابر پرتودرمانی مرسوم مقاوم هستند. ین تکنیکی است که می‌تواند برای ارسال دوزهای بالای تشعشع در زمان بسیار کوتاه(میکرو ثانیه به جای چند دقیقه) استفاده شود که از بافت سالم اطراف تومور بهتر محافظت می‌کند. این اثر FLASH هنوز در تحقیقات، ضعیف شناخته شده است،اما به نظر می‌رسد که شامل اکسیژن‌زدایی سریع از بافت‌های سالم است که حساسیت آنها به تشعشع را کاهش می‌دهد.لگاره می‌گوید:هیچ مطالعه‌ای قادربه توضیح ماهیت اثر FLASH نبوده است.با این حال، منابع الکترونی مورداستفاده در رادیوتراپی FLASH دارای ویژگی‌های مشابهی هستند که ما با تمرکز لیزر خود به شدت در هوای محیط تولید می‌کنیم. هنگامی که منبع تشعشع بهتر کنترل شود، تحقیقات بیشتر به ما امکان می‌دهد بررسی کنیم که چه چیزی باعث اثر FLASH می‌شود و در نهایت درمان‌های پرتوهای بهتری را برای بیماران سرطانی ارائه دهیم.این کشف پیامدهای مشخصی دارد.در درجه اول،هنگام استفاده از پرتوهای لیزری که به شدت در هوای محیط متمرکز هستند، نیاز به احتیاط بیشتری دارد.سایمون والریس از اعضای تیم پژوهش توضیح می‌دهد که انرژی‌های الکترونی مشاهده شده به آنها اجازه می‌دهد تا بیش از ۳متر در هوا یا چندین میلی‌متر زیر پوست حرکت کنند که این یک خطر قرارگرفتن در معرض تشعشع را برای کاربران لیزر فراهم می‌کند.علاوه بر این،با انجام اندازه‌گیری‌ها در نزدیکی منبع، این تیم نرخ دوز تشعشع بالایی از الکترون‌ها را مشاهده کردند که سه تا چهار برابر بیشتر از آنهایی بود که در پرتودرمانی معمولی استفاده می‌شد.