Protoniterapia on lääketieteellinen hoito, joka lähettää protonisäteen kehoon tuhoamaan tartunnan saaneita kudoksia, tyypillisesti syöpäkudoksia. Se käyttää ionisoivaa säteilyä ja hiukkaskiihdytintä suunnatakseen protonisäteen syöpäkasvaimeen. Tämä auttaa paremmin suojaamaan lähellä olevaa terveellistä kudosta tuhoamalla syövän, useimmiten aivojen, silmien, selkärangan, keuhkojen, pään, kaulan tai eturauhasen syövän. Syövän hoito on edelleen pääkäyttö 21. vuosisadan alussa, mutta protoniterapiaa tutkitaan myös sen mahdollisen hyödyn vuoksi sellaisten sairauksien hoidossa kuin makulan rappeuma.
Pommittamalla syöpäkudosta protoneilla, protonihoito tuhoaa solujen deoksiribonukleiinihapon (DNA). Monilla soluilla on kyky korjata vaurioitunut DNA: nsa. Syöpäsolut lisääntyvät niin nopeasti, että he eivät pysty korjaamaan niitä ennen viallisten geenien siirtämistä tai ennen kuin vaurioituneet solut yksinkertaisesti kuolevat.
Tämäntyyppinen hiukkashoito, jota on käytetty lääketieteellisenä hoitona 1950 -luvulta lähtien, valitaan muiden sädehoitotyyppien sijaan kahdesta syystä riippuen potilaan syövän tyypistä ja sijainnista. Ensinnäkin jännitteisten protonien luonteen vuoksi protoniterapiasäteilyä voidaan antaa suurempina annoksina. Protonit voivat kulkea vain tietyn matkan kehoon niiden energian määrän mukaan. Suurempien säteilymäärien lähettäminen kasvaimeen toimii, koska protonit ovat liian paikallisia tehdäkseen paljon vahinkoa ympäröiville soluille. Muun tyyppistä säteilyä on annettava alemmilla kynnyksillä, koska niitä ei voida hallita protoniterapian tapaan.
Toiseksi säteily voidaan antaa normaalina annoksena, mutta kapeammassa säteessä, joten se ei todennäköisesti vahingoita naapurikudoksia ja -elimiä. Joskus riittämätön hoitoannos ei huolestuta lääkäriä niin paljon kuin hoidon mahdollisuus vahingoittaa muita soluja. Lääkärit voivat minimoida vauriot muualla, koska ne voivat kaventaa virran tiettyyn alueeseen keskittyviin protoneihin.
On olemassa erilaisia protonihoitoja, joista lääkärit voivat valita tehokkaimman tietylle syöpätyypille. Kaikki varautuneiden hiukkasten terapiatyypit toimivat samalla tavalla, mutta varautuneissa protoneissa ja käytetyissä injektoiduissa materiaaleissa on eroja. Boorin neutronien sieppaushoito on terapiaa, jota testattiin vuoden 2011 alussa. Se sisältää boorin ruiskutuksen kasvaimeen ja sen jälkeen ammuttua neutronisäteellä. Neutronit aiheuttavat booriatomin halkeamisen, tuhoamalla solun kokonaan ilman, että sillä on lähes mitään vaikutusta läheisiin soluihin ja terveisiin kudoksiin. Pika-neutroniterapia toimii samalla tavalla, mutta käyttää injektoitua berylliumia kohteena boorin sijaan.