Lasereinsatz im Kampf gegen Tumoren

9. März 2006, 19:25
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Das Ziel: Diodengepumpter Festkörperlaser zerstört Geschwüre mittels Protonenstrahl zielgenau

Jena - Wissenschaftler am Institut für Optik und Quantenelektronik (IOQ) der Universität Jena bereiten den weltweit ersten vollständig diodengepumpten Festkörperlaser auf einen Einsatz im Kampf gegen Tumoren vor. In Zukunft könnte der Laser einen Protonenstrahl erzeugen, der Geschwüre zielgenau zerstört. Das ist besonders bei Gehirntumoren interessant, da diese in höchst empfindliches Gewebe eingebettet sind, für das jede kleinste Beschädigung fatal ist.

"Wir wollen zeigen, dass man mit diesem Laser so einen Protonenstrahl erzeugen kann", betont Malte Kaluza, Leiter der neuen Nachwuchsforschungsgruppe am IOQ, im pressetext-Interview. In Experimenten konnte das Forscherteam bereits nachweisen, dass der Aufbau eines solchen Lasersystems prinzipiell möglich ist. Um den Höchstleistungs-Laser mit Energie zu laden, wird einfarbiges Licht durch eine Diode in ein Verstärkermedium aus Glaskristallen gepumpt, das als Speicher dient. Dann werden Laserimpulse in einer Frequenz von zehn bis 30 Sekunden abgefeuert.

Leistung

Die Leistung des Lasersystems der Ein-Petawatt-Klasse - ein Petawatt entspricht einer Billionen Kilowatt - soll Ende des Jahres bereits 0,1 Petawatt erreichen, so Kaluza. Damit lassen sich Laserimpulse erzeugen, die mit einer extremen Intensität auf ein Ziel gerichtet werden können: Es konzentrieren sich eine Trilliarde Watt auf eine Fläche von einem Quadratzentimeter. Nach seiner Fertigstellung wird das System eine extrem kurze Pulsdauer von 150 Femtosekunden mit einer Energie von 150 Joule haben. Noch ist das Erreichen dieser Parameter aber Zukunftsmusik.

Die Eigenschaften eines Protonenstrahls für die Tumortherapie müssten präzise eingestellt und kontrolliert werden. "Wir arbeiten Schritt für Schritt an der Optimierung der Parameter", sagt Malte Kaluza im Gespräch mit pressetext. Die klinische Anwendung des Höchstleistungs-Lasers bleibe noch fünf oder mehr Jahre eine Vision, auf welche die Wissenschaftler hinarbeiten. Für eine Verwendung in Krankenhäusern wäre das Laser-System auch kompakt genug, führt der Physiker aus. Es kann im Vergleich zu kilometergroßen Beschleunigeranlagen auf einem Raum von fünf mal zehn Metern untergebracht werden, so der Experte abschließend. (pte)

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