• gel polimerico
• polimerizzazione radioindotta
• dosimetria

La dosimetria medica ha lo scopo di quanticare l'effetto delle radiazioni ionizzanti
sui tessuti umani. Conoscere la quantità di dose effettivamente assorbita
è estremamente importante in radioprotezione ma soprattutto in radioterapia,
dove risulta necessario programmare un preciso piano di trattamento in modo
tale che l'irradiazione sia localizzata esclusivamente alle cellule neoplastiche.
Ogni paziente ha il proprio piano di trattamento, programmato valutando la
tipologia e la natura della neoplasia, la localizzazione, la dimensione, i trattamenti
pregressi e quelli futuri. Grazie al progresso tecnologico degli ultimi anni,
in radioterapia si sono evolute modalità di rilascio della dose molto complesse
quali IMRT (Intensity Modulated Radiation), stereotassi, IORT (Intraoperetaive
Radiation Therapy), ecc., che consentono di creare una distribuzione
di dose 'modellata' secondo la forma del tumore. L'introduzione di queste
tecniche conformazionali ha permesso di migliorare i risultati dei trattamenti
ma ha anche fatto nascere l'esigenza di un'adeguata soluzione dosimetrica.
Attualmente, le camere a ionizzazione (immerse in contenitori d'acqua) rappresentano
i rivelatori più utilizzati per applicazioni di radioterapia. Si tratta
di rivelatori a gas che vengono movimentati all'interno di un contenitore ad
acqua. Quando la radiazione attraversa il gas del dosimetro ne provoca la ionizzazione,
cioè trasforma le molecole che incontra in coppie di ioni che migrano
verso gli elettrodi, generando una corrente proporzionale alla dose assorbita.
Lo svantaggio di questa tecnica dosimetrica è dovuto al fatto che, per mappare
la distribuzione tridimensionale della dose assorbita con alta risoluzione
è necessario molto tempo.
Presso l'Università di Yale a New Haven (CT) è stato sviluppato un gel
polimerico per dosimetria terapeutica, detto MAGIC (Methacrylic and Ascorbic
acid In Gelatin Initiated by Copper), in grado di acquisire la distribuzione tridimensionale della dose in modo veloce e accurato. La capacità di rivelazione
del gel è basata sul fatto che, la radiazione ionizzante, attiva un processo di
polimerizzazione delle unità monometriche (monomeri di acido metacrilico)
disperse omogeneamente nella matrice gelatinosa. La quantità del polimero
che si genera è proporzionale alla dose di radiazione assorbita e comporta sia
una variazione ottica (opacizzazione del gel) sia una variazione dei parametri
di risonanza magnetica (T1,T2). La rivelazione quantitativa e spaziale della
dose può quindi essere ottenuta tramite imaging di RM.
Gli obbiettivi di questo lavoro di tesi sono stati quelli di riprodurre il gel MAGIC
presso i nostri laboratori, e di svilupparlo e migliorarlo in modo tale da
poterlo applicare non soltanto in campo terapeutico ma anche nel settore della
radiologia diagnostica. In particolare, sono state effettuate prove sperimentali
variando le quantità dei componenti chimici del gel al ne di comprendere
meglio il ruolo di ciascuno di essi e di migliorare la sensibilità del dosimetro.
Altre prove sperimentali sono state effettuate irraggiando i campioni di gel
sia con acceleratore lineare (radioterapia) sia con tomografo computerizzato
(radiodiagnostica), sottoponendoli poi a imaging di RM o ad un'analisi spettroscopica.
Inne, è stato effettuato uno studio per valutare gli effetti della
temperatura sul gel.