質子加速器是癌症先進治療手段 小型化裝備成為發展趨勢
質子屬於重子類,是帶有正電荷的亞原子粒子,由兩個上夸克和一個下夸克構成,其半衰期非常長,被認為是一種穩定的、不衰變的粒子。質子加速器是近代科學中用於研究物質內部結構的重要裝備,也可以用來製造同位素,在工業、農業、醫療、科研等領域均有應用價值,在醫療領域,質子加速器極具應用前景,是最先進的治療癌症的手段之一。
癌症是危害人類生命健康的重大疾病之一,根據世界衛生組織國際癌症研究機構(IARC)公佈的資料顯示,2020年,全球新發癌症病例為1929萬例,中國新發癌症病例為457萬例;全球癌症死亡病例為996萬例,中國癌症死亡病例為300萬例。中國人口規模龐大,癌症新發及死亡人數高於其他國家,放射治療是癌症治療的主要方法,但傳統放射治療副作用大,質子加速器作為先進的癌症治療方法,技術發展受到關注。
根據新思界產業研究中心釋出的《2022-2026年質子加速器行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,質子加速器,擁有布拉格峰物理特性,具有劑量控制性好、區域性劑量高、旁散射少等優點,對癌細胞進行殺滅時,癌細胞殺滅效果強、周圍健康組織損傷小、精準度高、副作用低等優勢明顯。質子加速器可無創傷治療多部位癌症,可用於年齡大、無法手術、常規放射治療無效的癌症患者治療方面。
質子加速器與重離子加速器都是先進的癌症治療手段,二者都存在布拉格峰特性,適應症基本相同。相比較而言,重離子破壞癌細胞雙鏈,殺傷性更強,單次治療時間與每療程治療次數較少,但由於劑量衰減存在拖尾效應,其導致副作用的可能性相對更大,並且重離子加速器成本更高;質子破壞癌細胞的單鏈,殺傷力相對較弱,沒有拖尾效應,副作用更低,但單次治療時長、每療程治療次數更多。
在實際使用時,質子加速器、重離子加速器可單獨使用,也可以結合使用,一般會根據患者病情進行判斷。在全球範圍內,2021年,共有質子/重離子治療中心超過100家,其中,單獨質子治療中心佔比達到88%,遠高於重離子治療中心與質子重離子治療中心數量。由此可見,全球醫療行業中,質子加速器普及率相對更高。
儘管質子加速器成本較重離子加速器低,但其依然屬於高價值醫療裝置,在應用初期,以大型質子加速器為主,其不僅造價高昂、執行成本高,且佔地面積大、建設週期長,需要大量資金投入,醫療機構難以承受。但全球市場對精準癌症治療的需求不斷上升,因此經濟性更高的小型質子加速器研發及生產受到關注,其應用普及率快速提升,至2018年,全球新增質子加速器均為小型裝備。
新思界行業分析人士表示,在需求的推動下,我國質子加速器研究機構與企業數量不斷增多,產業化發展速度加快。在大型質子加速器方面,2018年1月,中核集團“癌症治療230MeV超導質子迴旋加速器”核心部件——高頻腔系統透過源地驗收。在小型質子加速器方面,邁勝醫療質子醫療產業化合作專案落戶崑山,2020年12月,其研製出全球最小的醫用質子加速器。