Procesos físicos involucrados en la irradiación de tejido biológico con haces de hadrones. Bases físicas de la hadronterapia

M. E. GALASSI

Rosario

Congreso; 1er Congreso Argentino de Biorreología y V Jornada Dr. Rodolfo Rasia de Física Aplicada a la Biomedicina 2012; 2012

Instituto de Física de Rosario

Se conoce con el nombre de Hadronterapia al tratamiento radioterapéutico en el que intervienen partículas compuestas por quarks, tales como neutrones, protones, piones e iones pesados (He2+, C6+, etc). La idea de la Hadronterapia surge en 1946 de la mano del físico Robert Wilson (fundador del centro de aceleradores Fermilab en EE.UU) quien observó que utilizando haces de iones se podían depositar dosis muy importantes en un pequeño volumen sin afectar la región vecina. Sin embargo, debido a la complejidad técnica que involucraba trabajar con estos haces para tratamientos clínicos dicha idea demoró varios años en ponerse en práctica. Los avances tecnológicos logrados en las últimas décadas en el campo de la física han permitido el desarrollo de nuevos aceleradores de iones, sistemas de distribución activa de los haces y distribución de dosis óptima sobre todo el volumen del tumor, permitiendo la utilización de iones en radioterapia. Investigaciones llevadas a cabo en centros que cuentan con haces protones y de iones C6+  han demostrado que la terapia con haces de hadrones puede alcanzar porcentajes de curación muy superiores a los de la terapia tradicional en tumores localizados en zonas inaccesibles por cirugía y cercanas a órganos vitales. La distribución de dosis en profundidad para haces de iones presenta una característica fundamental que los diferencia de otros tipos de haces utilizados en radioterapia convencional: cuando el ion penetra en el medio deposita una dosis prácticamente constante hasta llegar cerca del final de su recorrido donde se produce un pico agudo de daño conocido como "pico de Bragg". Luego de pico de Bragg la dosis cae abruptamente a valores  despreciables. Esta característica permite definir el volumen a irradiar con precisión milimétrica y tratar así tumores colindantes con órganos vitales. Para comprender el modo en el cual estas partículas dañan el tejido biológico y abordar la dosimetría y microdosimetría es fundamental conocer los eventos físicos (llamados críticos) que toman lugar en la zona del pico de Bragg.  En esta presentación se  realizará una introducción al tema, presente y futuro de la hadronterapia, y se mostrarán e interpretarán resultados teóricos y experimentales recientes, en los que se estudian  los procesos físicos de ionización y captura electrónica por impacto de iones sobre materia biológica.