mini|MedAustron in Wiener Neustadt (2015) MedAustron ist ein interdisziplinäres und überregionales österreichisches Zentrum für die Krebsbehandlung mit Partikeltherapie, die Erforschung und Weiterentwicklung dieser relativ neuen Therapieform sowie die nichtklinische Forschung mit Protonen und schwereren Ionen. Nach der Bauphase im Jahr 2011, der Installation des Teilchenbeschleunigers 2012 und dem technischen und medizinischen Probebetrieb 2013 und 2014 erfolgte im Jahr 2016 die erste Patientenbestrahlung.
Die Einrichtung in Wiener Neustadt wurde mit einem Investitionsvolumen von rund 200 Millionen Euro realisiert. Aktuell werden 550 Personen pro Jahr behandelt, wobei eine Verdoppelung der Kapazität angestrebt wird. Bei MedAustron arbeiten rund 280 Personen aus unterschiedlichen Fachbereichen der Physik und Medizin, darunter Radioonkologen, Medizinphysiker und Radiologen.
Geschichte Ursprünglich wurde in den frühen 1990er Jahren im Rahmen des Projekts Austron von einem gleichnamigen Verein der Plan verfolgt, in Österreich eine Neutronen-Spallationsquelle als Großforschungsanlage für Teilchenstrahlung zu errichten. Als kostengünstige Alternative zu diesem Projekt wurde parallel dazu ab Ende der 1990er Jahre MedAustron konzipiert. 1996 wurde mit der finanziellen Unterstützung der Stadt Wiener Neustadt und des Landes Niederösterreich eine Basis in Form eines Büros im Regionalen Innovationszentrum (RIZ) geschaffen, wo wesentliche Teile einer dreibändigen Machbarkeitsstudie erarbeitet wurden. Diese bildete die Basis der folgenden Design Studie, die 2004 herausgegeben wurde. Nach zahlreichen Finanzierungsverhandlungen von Seiten der Betreiber- und Errichtungsgesellschaften mit dem Land Niederösterreich, der Stadt Wiener Neustadt und dem Bund sowie einer gescheiterten Ausschreibung im Jahr 2006 fand im Jahr 2011 die Grundsteinlegung statt. Im Jahr 2012 wurde das Gebäude fertig gestellt und im Folgejahr mit dem Aufbau des Teilchenbeschleunigers und dem PositionierungssystemErster Positionierungsroboter für MedAustron ORF Niederösterreich, 23. August 2013 begonnen. Im Jänner 2013 wurde die erste Ionenquelle feierlich übergeben. Parallel dazu wurde das Vorhaben dem Rechnungshof unterbreitet. Der technische Probebetrieb und die Installation der Medizintechnik erfolgte ab 2014, die medizinphysikalische Kommissionierung 2015. medianet, 10. Juli 2015
Im August 2016 wurde der Bestrahlungsraum samt Protonenstrahl offiziell an die Wissenschaft übergeben.Medaustron: Start für die Forschung NÖN, 24. August 2016Kampf gegen Krebs: MedAustron für die Wissenschaftler geöffnet Kurier, 20. August 2016
Am 5. Dezember 2016 hätte ursprünglich der erste Tumorpatient behandelt werden sollen. Wegen fehlender Genehmigungen musste dieser Termin jedoch noch kurzfristig verschoben werden.MedAustron: Warten auf Zulassung auf ORF vom 5. Dezember 2016. Abgerufen am 5. Dezember 2016 Am 14. Dezember 2016 erfolgte die letzte fehlende Zertifizierung; damit war die rechtskräftige Benützungsbewilligung erteilt und die ersten Tumorpatienten konnten behandelt werden.Start frei für Partikeltherapie Wiener Zeitung, am 14. Dezember 2016 Mitte 2017 wurde der zweite Behandlungsraum in Betrieb genommen.Interview mit MedAustron-Geschäftsführer DI Alfred Zens Im Juli 2019 konnte erstmals begonnen werden, mit Kohlenstoffionen zu arbeiten.Neue Therapie im Kampf gegen Krebs 2022 folgte Ludwig Gold Alfred Zens als Geschäftsführer nach.
Teilchenbeschleuniger und Anlage Die gesamte MedAustron-Anlage besteht aus drei Bereichen: aus dem Teilchenbeschleuniger, dem Therapie- und dem Forschungsbereich.Mit 200.000 Kilometer pro Sekunde gegen Krebszellen Futurezone, 16. Januar 2015
Teilchenbeschleuniger Um verschiedene Arten von geladenen Teilchen für die Therapie und die Forschung erzeugen zu können, ist eine Synchrotron-basierte Anlage erforderlich. Ein Synchrotron ist eine Art ringförmiger Teilchenbeschleuniger. Drei Ionenquellen erzeugen bei MedAustron die für die Bestrahlung verwendeten Teilchen: Dazu wird Kohlendioxid CO2 bzw. Wasserstoffgas H2 auf extrem hohe Temperaturen erhitzt und damit Plasma erzeugt. Durch elektrische Felder werden aus diesem Plasma die positiv geladenen Ionen von den negativ geladenen Elektronen getrennt. Danach erfolgt in einem Linearbeschleuniger die erste Stufe der Beschleunigung der Ionen auf etwa 12 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Im nächsten Schritt werden die Ionen im Synchrotron auf eine Kreisbahn mit einer Länge von rund 80 Metern geführt, wo starke magnetische Felder die geladenen Teilchen ablenken und bei jedem Durchlauf schrittweise weiter beschleunigen. Die Beschleunigeranlage wurde aus mehr als 1.000 Komponenten aus 23 Ländern und von über 200 Herstellern in Wiener Neustadt entwickelt und zusammengebaut.Mit 200.000 Kilometer pro Sekunde gegen Krebszellen Futurezone, 16. Januar 2015 Der größte Steuerungsmagnet wiegt 120 Tonnen.
Die MedAustron-Anlage ermöglicht im medizinischen Betrieb einen Energiebereich von 60 bis 250 MeV für Protonen und 120 bis 400 MeV/u für Kohlenstoffionen. Für die Forschung stehen Protonenenergien bis 800 MeV zur Verfügung. Die Partikel erreichen dabei etwa zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit, also rund 200.000 Kilometer in der Sekunde. Die Energie der Teilchen korrespondiert mit der Eindringtiefe des Strahls in den Körper, wobei ein Maximum von 30 Zentimetern erreicht werden kann.Mit 200.000 Kilometer pro Sekunde gegen Krebszellen Futurezone, 16. Januar 2015 www.medaustron.at, 2016
Die Teilchen werden im Anschluss in einen der vier Bestrahlungsräume geleitet, wobei ein Raum für die nichtklinische Forschung optimiert ist und die drei restlichen Räume der Behandlung von Krebspatienten dienen.
Im November 2019 waren für die Protonentherapie und die Kohlenstofftherapie zwei horizontale und ein vertikaler Strahl verfügbar, eine bewegliche Strahlführung (Gantry) für die Protonentherapie wurde im Mai 2022 in Betrieb genommen.MedAustron: Krebsbehandlung auf dem nächsten Level Kurier, 18. Mai 2022
Bauweise Beim Auftreffen von hochenergetischen Teilchen auf abschirmende Bauteile entstehen Sekundärstrahlungsfelder, für deren Abschirmung zunächst viele Meter dicke Massivbetonbauteile vorgesehen waren. Die gesamte Konstruktion der Strahlenabschirmung erfolgte schließlich in einer Forster-Sandwich-Construction ausgeführt, mit 30 cm dicken Wänden. Es konnte dadurch auch auf Dehnfugen verzichtet werden. Die Konstruktion folgt bionischen Gedanken und wird von einem Stahlbetonnetz von Waben durchzogen. Je nach anstehender Art und Belastung durch Strahlung werden diese Zellen dann mit dichtestmöglich kompaktierten Mineralstoffen nachsetzungsfrei befüllt. Im vorliegenden Projekt wurde überwiegend der natürlich anstehende Kies der eigenen Baugrube, aber auch importiertes Magnetit qualitätsgesichert verbaut.
Durch die Sandwich-Bauweise konnte auf große Mengen von Zement und Betonstahl verzichtet werden.
Therapie Ionentherapie Bei der Ionentherapie kommen nicht, wie bei der herkömmlichen Strahlentherapie, Photonen- oder Elektronenstrahlen zum Einsatz, sondern Ionenstrahlen. Alle Protonen- und Ionentherapien nutzen den so genannten „Bragg-Peak-Effekt“ aus:Mit Ionenstrahlen aus dem Mini-LHC gegen Krebs Der Standard, 25. August 2016 Die Teilchen geben ihre Energie beim Durchfliegen des Gewebes ungleichmäßig ab, am intensivsten ist die Energieabgabe kurz bevor sie zum Stillstand kommen. Dieser Punkt kann mit der anfänglichen Teilchengeschwindigkeit bestimmt werden,https://www.gsi.de/forschungbeschleuniger/forschung_ein_ueberblick/ionenstrahlen_im_kampf_gegen_krebs/gezielt_gegen_krebszellen.htm das Gewebe dahinter wird geschont. Daher wird die Ionentherapie zur Behandlung von Tumoren in der Nähe von strahlenempfindlichen Organen, wie zum Beispiel dem Gehirn und dem Rückenmark, den Augen, der Leber und der Lunge verwendet.
Auch bei kindlichen Tumoren ist häufig eine Ionentherapie indiziert.
Behandlung & Behandlungsräume MedAustron verfügt über vier Bestrahlungsräume, drei davon für Patienten. Die Räume unterscheiden sich hinsichtlich der Flexibilität des Teilchenstrahls. Ein wesentlicher Faktor ist die genaue Positionierung der Patienten während der Behandlung. Für MedAustron wurde ein Industrieroboter speziell für den medizinischen Einsatz und die exakte Positionierung der Patienten entwickelt. Mit diesen speziellen Behandlungsliegen sind alle Behandlungsräume ausgestattet. Das deckenmontierte System ermöglicht die Ausrichtung des Patienten auf einen halben Millimeter genau. www.medaustron.atErster Positionierungsroboter für MedAustron ORF Niederösterreich, 23. August 2013 Vor der Behandlung wird der Tumor Schicht für Schicht gescannt, um eine 1:1-Nachbildung des Tumors und des Umfeldes zu bekommen. Diese Bilder dienen als Grundlage für die Planung der Bestrahlung, die Ärzte und Radiologietechnologen gemeinsam mit Medizinphysikern vornehmen. Je nach Lage und Beschaffenheit des Tumors wird der Teilchenstrahl mit der erforderlichen Energie in den Behandlungsraum geleitet. Das MedAustron-Synchrotron liefert Strahlen auf 256 Energiestufen.Mit 200.000 Kilometer pro Sekunde gegen Krebszellen Futurezone, 16. Januar 2015Ein Labor nach dem Sandwichprinzip Die Presse, 27. August 2016
Erwartet wurde ab dem Vollbetrieb 2020 24.000 Bestrahlungen an etwa 1.200 Patienten pro Jahr.Ab November: Hilfe für Krebspatienten: MedAustron startet Kronen Zeitung, Herbst 2016, ohne DatumMit Ionenstrahlen aus dem Mini-LHC gegen Krebs Der Standard, 25. August 2016 Bis Anfang 2025 wurden insgesamt 2.700 Patienten behandelt.MedAustron: Neue Therapie für Augentumore, MedAustron, 10. Januar 2025. Die Behandlung findet stets ambulant statt, wobei über mehrere Wochen täglich eine Bestrahlung durchgeführt wird. Die Dauer variiert individuell zwischen drei und sieben Wochen.
Forschung Der translationalen Forschung steht ein eigener Bestrahlungsraum zur Verfügung. Erforscht wird unter anderem, wie der Einsatz von Bildgebung die punktgenaue Bestrahlung der Tumoren ermöglichen kann. Entsprechende Erkenntnisse könnten rasch in die Therapie übergeleitet werden. Untersucht werden soll auch, wie sich Strahlen auf bestimmte Organe und Gewebeteile auswirken.Mit Ionenstrahlen aus dem Mini-LHC gegen Krebs Der Standard, 25. August 2016
Die Strahlenbiologie untersucht die biologische Wirkung von Strahlungen auf Lebewesen. Vor allem chronische Wirkungen an Tumor- und Normalgewerbe im Zusammenhang mit der Strahlentherapie sind Forschungsgegenstand. Dabei arbeitet sie mit molekularbiologischen, zytogenetischen und zytometrischen Methoden an unterschiedlichen Organismen und Zellsystemen. Auf DNS-Niveau werden die strahlenbedingte Mutagenese und deren Reparatur untersucht. Ein wichtiger Teil der Forschung stellt das Identifizieren von Tumor- und Nebenwirkungsmarkern dar. www.medaustron.at
Die medizinische Strahlenphysik und die Radioonkologie sind in High-Tech-Anwendungen wie der Ionentherapie eng verzahnt. Dabei geht es einerseits um Forschung in den Kernthemen der medizinischen Strahlenphysik, wie Dosimetrie, Dosisberechnung und Bestrahlungsplanung, und andererseits um neue Felder wie funktionale und morphologische Bildgebung. Letzteren kommt in der adaptiven und bildgesteuerten Strahlentherapie besondere Bedeutung zu. www.medaustron.at Die Ergebnisse der strahlenphysikalischen Arbeiten können Erkenntnisse über Sekundärstrahlung liefern, zur Verbesserung von Bestrahlungsplanungssystemen beitragen, die Überwachung der Therapie mittels in vivo Reichweitenmessung ermöglichen und grundlegende Kenngrößen zur Beschreibung nuklearer Reaktionen liefern.
Professuren an den Universitäten