Eine präzise Bildgebung ist oft der erste Schritt zur Heilung. Das gilt nicht zuletzt in der Krebsmedizin. Während der Muttertumor meist gut zu erkennen ist, können Metastasen so klein sein wie ein Stecknadelkopf. Für eine erfolgreiche Therapie muss man aber auch die winzigsten Ableger finden. Das gelingt mit der Positronen-Emissions-Tomographie. Sie erzeugt ihre Bilder mit Hilfe einer kleinen Menge von strahlenden Partikeln, die dem Patienten mit Glukose vermischt verabreicht werden.
Gierige Zellen
Tumorzellen brauchen viel Energie und nehmen den Zuckerstoff gierig auf. Mit ihm reichern sich die radioaktiven Teilchen in den Metastasen an. Die räumlich konzentrierte Strahlung ist dann im PE-Tomogramm deutlich zu sehen.Für diese Art der Diagnostik nimmt man vergleichsweise harmlose, nur schwachstrahlende Substanzen wie das Fluor-Isotop 18F. Seine Halbwertszeit beträgt gerade einmal 110 Minuten, nach einem Tag hat es praktisch seine gesamte Radioaktivität eingebüßt. Es muss also kurz vor dem Einsatz in einem Teilchenbeschleuniger, dem Zyklotron, frisch hergestellt werden.
Zielgenauer Protonenbeschuss
Im Innern des Zyklotrons gibt es eine Vakuumkammer. Dort werden negativ geladene Wasserstoff-Ionen mittels starker elektrischer Felder auf einer spiralförmigen Bahn beschleunigt. An deren Ende angelangt fliegen sie durch eine dünne Graphitfolie, verlieren dort ihre Elektronen und werden zu positiv geladenen Protonen. Die Umkehrung der Ladung lenkt sie zugleich auf eine gerade Bahn.Der so entstandene Protonenstrahl trifft auf das Ausgangsmaterial, löst darin eine Kernreaktion aus und erzeugt die benötigten Isotope. Das Vakuum ist nötig, damit weder die negativen Ionen noch die positiven Protonen auf ihrem Weg von störenden Partikeln abgelenkt werden. Die BUSCH Gruppe bietet passende Lösungen für die Vakuumerzeugung. Ohne Vakuum würden die Ionen und Protonen aus der vorgegebenen Bahn gelenkt werden und ihre Energie verlieren. Zudem darf das äußerst reaktionsfreudige Fluor nicht mit anderen Elementen wie etwa Luftsauerstoff in Berührung kommen.