W ramach projektu „Akceleratory i detektory” w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku powstaje druga generacja igieł fotonowych, czyli miniaturowych akceleratorów medycznych generujących promieniowanie rentgenowskie o precyzyjnie ustalonych cechach. Najnowszy model igły znajdzie zastosowanie podczas zabiegów operacyjnych i pozwoli zlikwidować w organizmach pacjentek ewentualne ogniska nowotworu pozostałe po chirurgicznym usunięciu guza piersi.

W ramach projektu „Akceleratory i detektory” w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku powstaje druga generacja igieł fotonowych, czyli miniaturowych akceleratorów medycznych generujących promieniowanie rentgenowskie o precyzyjnie ustalonych cechach. Najnowszy model igły znajdzie zastosowanie podczas zabiegów operacyjnych i pozwoli zlikwidować w organizmach pacjentek ewentualne ogniska nowotworu pozostałe po chirurgicznym usunięciu guza piersi.

Dla wielu pacjentek chirurgiczne usunięcie nowotworu piersi nie oznacza końca problemów. Po operacji zazwyczaj należy przeprowadzić kilkutygodniowy cykl naświetleń, zmniejszających ryzyko nawrotu choroby. Dzięki zbudowanej w Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) w Świerku igle fotonowej, przeznaczonej do użycia jeszcze na etapie zabiegu chirurgicznego usuwania guza, w pewnych przypadkach naświetleń pooperacyjnych będzie można nawet całkowicie uniknąć. „Żywotność naszej igły oceniamy na przynajmniej kilkanaście tysięcy godzin naświetleń. Wśród urządzeń na rynku to wynik bardzo dobry”, mówi technolog mgr inż. Piotr Mazerewicz z NCBJ.

Igła fotonowa NALR (Niskoenergetyczny Akcelerator z Lampą Rentgenowską) jest przeznaczona do brachyterapii, czyli naświetlania chorego narządu od wewnątrz. Po operacyjnym usunięciu nowotworu końcówka igły zostanie wprowadzona przez chirurga do loży po guzie. NALR jest niewielki i w całości mocowany na wygodnym manipulatorze - lekarz będzie mógł go swobodnie przemieszczać i zablokować w wybranym położeniu. Na czas naświetlania, wynoszący ok. 20 minut, personel opuści salę operacyjną. Dzięki komunikacji z komputerem i ciągłemu pomiarowi promieniowania generowanego przez igłę, prowadzący zabieg będą mieli stałą kontrolę nad jego przebiegiem i bieżącymi parametrami pracy urządzenia. Po naświetleniu rana pooperacyjna będzie zaszywana, a pacjentka już następnego dnia będzie mogła udać się do domu.

NALR to akcelerator elektronów, w którym wiązka elektronów jest przyspieszana w polu elektrycznym o napięciu ok. 50 tys. woltów i kierowana do wnętrza kilkunastocentymetrowej rurki średnicy sześciu milimetrów. Na końcu rurki znajduje się berylowy kubek z naniesioną na dnie warstwą srebra pełniącą rolę tarczy. Uderzające w tarczę elektrony generują promieniowanie rentgenowskie, które rozchodząc się we wszystkich kierunkach niszczy komórki nowotworowe. „Jednorodny, sferyczny rozkład promieniowania wokół końcówki igły pozwoli lekarzowi precyzyjnie zaplanować przebieg naświetlania”, wyjaśnia Mazerewicz.

„Wiązka elektronów ma średnicę mniejszą od jednego milimetra. Aby nie zsunęła się z tarczy, zabezpieczyliśmy ją nawet przed tak subtelnymi efektami, jak zmiana orientacji urządzenia w ziemskim polu magnetycznym”, opisuje prof. Mieczysław Słapa z NCBJ. Wprowadzone zabezpieczenia gwarantują, że w przypadku przekroczenia dozwolonych parametrów pracy igła wyłączy się samoczynnie. Dodatkową zaletą są niewielkie rozmiary igły. Nie tylko nie zajmuje ona miejsca na sali operacyjnej, ale dzięki swej mobilności może być, stosownie do potrzeb, wypożyczana innym placówkom.

Prace nad wersją demonstracyjną igły fotonowej do naświetleń nowotworów piersi zostały ukończone w 2011 roku. Do badań klinicznych pierwsze urządzenie trafi najprawdopodobniej już za kilka miesięcy.

Igła została skonstruowana przez naukowców i inżynierów z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku w ramach projektu „Akceleratory i detektory”. Projekt współfinansowany jest przez Unię Europejską w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Obejmuje budowę urządzeń demonstracyjnych do trzech rodzajów akceleratorowych terapii nowotworów. W ramach projektu opracowywany jest także sprzęt przeznaczony do ochrony antyterrorystycznej, w tym stacjonarnych urządzeń do prześwietlania tirów i kontenerów oraz mobilnych przyrządów do detekcji materiałów wybuchowych. Łączna wartość projektu, przewidzianego na lata 2008-2013, to 85,6 mln zł, w tym udział Unii Europejskiej wynosi 67,5 mln zł.