MADRID 26 set. (EUROPA PRESS) -
Uma pesquisa do Instituto de Microeletrônica de Barcelona do Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha (IMB-CNM-CSIC) propõe detectores de partículas mais fortes e mais baratos do que os convencionais para medir com precisão altas doses de radiação em um novo tipo de radioterapia avançada.
Até o momento, sua eficiência foi testada em aceleradores de partículas para pesquisa básica e aceleradores para uso em estudos com animais (pré-clínicos) no Instituto Curie (França).
O design desses dosímetros faz parte do projeto "DOSIFLASH", financiado pela Fundación la Caixa com um milhão de euros, e o objetivo é implementá-los em hospitais em uma nova forma de radioterapia avançada chamada "FLASH", ainda em fase de testes pré-clínicos e clínicos, mas considerada uma das mais inovadoras dos últimos anos. O dispositivo é baseado em uma nova microtecnologia que é ultra-resistente à radiação extrema, mais precisa e mais barata do que as alternativas atuais.
De acordo com o CSIC, a radioterapia "FLASH" consiste na aplicação de disparos de radiação com doses mais altas do que as administradas na radioterapia convencional e em frações de segundo. Isso reduz consideravelmente os possíveis danos aos tecidos saudáveis ao redor do tumor tratado. Os testes pré-clínicos estão mostrando que isso reduz a probabilidade de complicações de longo prazo nos tecidos saudáveis, um dos principais problemas da radioterapia convencional de alta dose.
Esse efeito foi confirmado por meio de estudos com diferentes modelos animais e em vários órgãos saudáveis (pulmões, cérebro, glândulas salivares, intestinos, pele e medula óssea). Como vantagem adicional, a redução do tempo de tratamento para menos de 500 milissegundos reduz as incertezas associadas ao movimento do órgão, o que pode ser muito crítico no caso do pulmão.
Para o CSIC, a medição de doses em taxas ultrarrápidas (UHDR) é um desafio tecnológico porque os dosímetros usuais, com os quais a radiação dada aos pacientes é medida, ficam saturados ou danificados. Atualmente, a dosimetria no 'FLASH' é realizada principalmente com dosímetros passivos, que exigem longos tempos de análise. "Uma alternativa é usar dosímetros ativos feitos de diamante, que são muito caros", acrescenta o CSIC.
UMA ALTERNATIVA MAIS EFICIENTE
O IMB-CNM-CSIC projetou e fabricou novos dosímetros em busca de uma alternativa mais eficiente aos atuais dosímetros de diamante. A eficiência do primeiro protótipo foi verificada em vários aceleradores de partículas de pesquisa básica na Espanha, cujos resultados foram publicados recentemente na revista "Medical Physics". Um segundo protótipo, mais avançado, com centenas de dosímetros, está sendo finalizado e será testado em diferentes instalações clínicas europeias nos próximos meses.
"O objetivo da pesquisa de novos materiais altamente resistentes à radiação é obter dispositivos que possam suportar as doses muito altas administradas no 'FLASH' em microssegundos e que sejam economicamente viáveis para fabricação em grandes quantidades. Propomos microdetectores de partículas criados com carbeto de silício, que é uma alternativa econômica e eficiente ao diamante, com o qual seria inviável criar um monitor de dose grande, de vários centímetros, como o que estamos montando atualmente", diz Consuelo Guardiola, pesquisadora do IMB-CNM-CSIC e líder do projeto 'DOSIFLASH'.
De acordo com a pesquisadora, o carbeto de silício (SiC) é um composto de silício e carbono quase tão resistente quanto o diamante e muito mais fácil de obter, embora o desenvolvimento tecnológico para criar dosímetros tenha sido longo e complexo. O uso de diodos de SiC para dosimetria 'FLASH' no IMB-CNM foi iniciado pelo membro da equipe Celeste Fleta como parte de um projeto europeu (EMPIR-UHDPulse). Desde então, os primeiros experimentos com feixes de partículas foram realizados no Centro Nacional de Aceleradores de Sevilha (CNA) e no Instituto Curie, em colaboração com Carmen Jiménez e Sophie Heinrich, também do projeto financiado pela Fundación la Caixa.
Além disso, outras verificações foram realizadas no Centro de Micro-Análisis de Materiales de Madrid (CMAM), em colaboração com Gastón García e os pesquisadores Paula Ibáñez e Daniel Sánchez-Parcerisa, da Universidad Complutense de Madrid (UCM). Neles, os dosímetros "foram testados em condições 'FLASH' com elétrons e prótons", acrescenta Guardiola.
O pesquisador de pós-doutorado do IMB-CNM, Iván López, primeiro autor do estudo publicado, também destaca que "é um sucesso conseguir com esses dosímetros as doses mais altas relatadas até agora com esse material". Enquanto uma sessão de radioterapia convencional é geralmente de cerca de 2 Gray (Gy, energia absorvida pelo tecido), com esses dosímetros "foi demonstrada uma resposta positiva em pulsos de até 25 Gy por pulso". Além disso, ele acrescenta, "conseguimos medir a forma e a distribuição do feixe de radiação" com uma pequena matriz desses dosímetros em tempo real pela primeira vez e a estrutura temporal dos pulsos no Instituto Curie com elétrons FLASH.
As próximas etapas também incluem a validação da funcionalidade de centenas de dosímetros com eletrônica multicanal para cada um deles, uma tarefa liderada por outro colaborador do consórcio, Faustino Gómez, da Universidade de Santiago de Compostela (USC). Além disso, uma interface gráfica está sendo desenvolvida para visualizar as distribuições de dose em tempo real com o objetivo de integrar essas informações aos planos de tratamento clínico.
"O objetivo é criar, o mais rápido possível, o primeiro monitor de dose em tempo real funcional e acessível para ajudar a implementar a terapia 'FLASH', o que poderia melhorar a qualidade de vida dos pacientes tratados com essa nova modalidade", disse Guardiola.
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