Welchen Nutzen kann die Teilchenphysik für die Medizin bringen?

In vielen Bereichen der Forschung wird versucht, einen direkten Nutzen für die Menschen abzuleiten. Dabei ist diese Art von Nutzung wissenschaftlicher Erkenntnisse eher zufällig, und nicht gezielt herbeigeführt.

Im Bereich Teilchenphysik hat man an der GSI, der Gesellschaft für Schwerionenforschung, eine Möglichkeit gefunden, Erkenntnisse der Teilchenphysik in der Krebsbehandlung einzusetzen. Diese Behandlungsmethode ist im Dezember 1997 gestartet worden und nennt sich "Schwerionen-Therapie". Dabei werden Krebstumore mit Kohlenstoffionen bestrahlt.
Was Ionen sind, ist Dir vielleicht noch aus dem früheren Chemie- oder Physikunterricht bekannt. Falls nicht, wirst Du über sie auf der Seite Materieaufbau mehr erfahren. Hier ist nur wichtig, daß es sich bei Kohlenstoffionen um schwere, elektrisch geladene Teilchen handelt.
Bei der Therapie mit diesen schweren Ionen kann man bevorzugt Tumore im Kopf und in der Nähe des Rückenmarks behandeln.

Die Krebsbehandlung mit schweren Ionen ist deshalb anderen Behandlungsmethoden bei der Krebstherapie vorzuziehen, weil man tiefsitzende Tumore gezielt behandeln kann, ohne das gesundes Gewebe um den Tumor herum zu stark geschädigt wird.

Was geschieht bei Bestrahlungen in der Krebstherapie?

Krebszellen sind schnell wuchernde Zellen. Bestrahlt man diese z.B. mit Ionen- oder radioaktiver Strahlung, kann man sie so schädigen, daß ihr Wachstum unterbrochen wird und der Krebs damit abstirbt.
Aus diesem Grund muß man sich die Behandlungsmethode in der Krebstherapie wie einen Beschuss der Krebszellen durch Teilchenstrahlung vorstellen. Bei einem Gehirntumor werden die Teilchen auf den Kopf des Patienten geschossen, dringen in diesen ein und fliegen bis zu dem Tumor.
Dort finden Reaktionen statt, die den Krebs, also die wild wuchernden Zellen, zerstören. Wie die "Schwerionen-Therapie" genau funktioniert, kannst Du am Ende der Teilchentour auf der Seite Anwendungen - Medizin nachlesen. Erst brauchst Du noch das nötige "Rüstzeug", also wichtige Hintergrundinformationen, um die Wirkungsweise dieser Krebstherapie zu verstehen.

Welche anderen medizinischen Anwendungsmöglichkeiten von Strahlung gibt es noch?

Eine weitere Methode zur medizinischen Anwendung ist die Tomographie (Schichtaufnahmeverfahren), ein Verfahren zum Sichtbarmachen von im Körper liegenden Regionen. Es handelt sich im Gegensatz zur Schwerionen-Therapie um ein Verfahren zur Diagnose, nicht zur Behandlung von Krebs.
Ein Beispiel hierfür ist der SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography), ein Verfahren zur Einzelphotonenemissionstomographie. Dabei wird dem Patienten ein radioaktives Material verabreicht. Von diesem geht dann eine radioaktive Strahlung sogenannter Gammateilchen aus, die gemessen werden können. Mit Hilfe eines Computers kann man dann dreidimensionale Bilder einzelner Körperregionen erstellen. Dazu kreist die Meßapparatur um den Menschen herum und macht aus allen möglichen Richtungen "Aufnahmen".
Mit Hilfe des SPECT kann man z.B. das Herz oder Gehirn aufnehmen, den regionalen Blutfluß oder Stoffwechsel, aber auch Organfunktionen können untersucht werden.

Du siehst also:

Die Teilchenphysik kann Erkenntnisse bringen, die in der Medizin genutzt werden können.

Zum bessern Verständnis gehe nun weiter in der TEILCHENTOUR zur Seite Experimente.

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