利用激光加速高能电子放射治疗原型机控制小鼠肿瘤的实验验证

使用甚高能电子（VHEE）束（50-300 MeV）的放射治疗因其具有利的剂量沉积特性而备受关注，能够实现深穿透并具有超高剂量率治疗的潜力。一种以紧凑且经济高效的方式交付这些高能电子束的有前景的方法是激光尾波场加速（LWFA），它提供超强加速梯度。然而，从这一概念向旨在用于肿瘤治疗的功能性机器的过渡仍在研究中。在此，我们展示了首个自主研发的基于 LWFA 的 VHEE 放射治疗原型机，具有高紧凑度（占地不到 5 平方米）和高运行稳定性（经过一个月的验证）。随后，我们采用该设备对植入小鼠模型中的肿瘤进行了照射。在以精确的肿瘤适形度交付 $5.8\pm0.2$ Gy 的剂量后，所有受照射小鼠均表现出显著的肿瘤生长控制。作为对比，这种肿瘤控制功效与在等效剂量下运行的商用 X 射线放射治疗设备所达到的效果相似。这些结果证明了紧凑型激光驱动 VHEE 系统在涉及小动物模型的临床前研究中的潜力，及其在未来癌症治疗临床转化中的广阔前景。