Protonska terapija je zdravljenje, ki pošilja snop protonov v telo, da uniči okuženo tkivo, običajno rakavo tkivo. Uporablja ionizirajoče sevanje in pospeševalnik delcev za usmerjanje protonskega žarka na rakasti tumor. To pomaga pri boljši zaščiti bližnjega zdravega tkiva in hkrati uničuje raka, najpogosteje raka možganov, oči, hrbtenice, pljuč, glave, vratu ali prostate. Zdravljenje raka ostaja njegova glavna uporaba v začetku 21. stoletja, vendar se protonska terapija preučuje tudi glede njene možne koristi pri zdravljenju takšnih zdravstvenih stanj, kot je degeneracija rumene pege.
Z bombardiranjem rakavih tkiv s protoni protonska terapija uniči deoksiribonukleinsko kislino (DNK) celic. Številne celice imajo sposobnost, da popravijo svojo poškodovano DNK. Rakave celice se razmnožujejo tako hitro, da so manj sposobne opraviti ta popravila, preden se okvarjeni geni prenesejo naprej ali preden poškodovane celice preprosto umrejo.
Ta vrsta terapije z delci, ki se uporablja kot zdravljenje že od petdesetih let prejšnjega stoletja, je izbrana pred drugimi vrstami radioterapije iz enega od dveh razlogov, odvisno od vrste in lokacije raka, ki jo ima bolnik. Prvič, zaradi narave energiziranih protonov se lahko sevanje s protonsko terapijo daje v večjih odmerkih. Protoni lahko gredo v telo le določeno razdaljo glede na količino energije, ki jo imajo. Pošiljanje večjih količin sevanja na tumor deluje, ker so protoni preveč lokalizirani, da bi naredili veliko škodo okoliškim celicam. Druge vrste sevanja je treba dati pri nižjih pragih, ker jih ni mogoče nadzorovati tako, kot je mogoče s protonsko terapijo.
Drugič, sevanje se lahko daje v običajnem odmerku, vendar v ožjem žarku, tako da ni verjetno, da bi poškodoval sosednja tkiva in organe. Včasih neustrezen odmerek zdravljenja zdravnika ne skrbi toliko kot možnost, da zdravljenje poškoduje druge celice. Z zmožnostjo zožitve toka na mikrožarek protonov, osredotočenih na določeno območje, lahko zdravniki zmanjšajo škodo drugje.
Obstajajo različne vrste protonske terapije, med katerimi lahko zdravniki izberejo najučinkovitejšo za določeno vrsto raka. Vsaka vrsta terapije z nabitimi delci deluje podobno, vendar z razlikami v nabitih protonih in uporabljenih vbrizganih materialih. Terapija z zajemanjem nevtronov bora je terapija, ki so jo preizkušali v začetku leta 2011. Vključuje injiciranje bora v tumor in nato streljanje s snopom nevtronov. Nevtroni povzročijo cepitev atoma bora, ki popolnoma uniči celico, skoraj brez vpliva na bližnje celice in zdrava tkiva. Terapija s hitrimi nevtroni deluje na podoben način, vendar namesto bora kot tarčo uporablja vbrizgan berilij.