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Dosímetros de polímero: ¿Qué avances sorprendentes se han logrado en su desarrollo?
A medida que los efectos de la radiación se vuelven cada vez más preocupantes, el desarrollo de dosímetros de polímero tiene una orgullosa historia de avance tecnológico. Los productos químicos sensibles a la radiación utilizados en estos dosímetros, cuando se exponen a la radiación ionizante, presentan cambios fundamentales en sus propiedades físicas dependiendo de la dosis de radiación absorbida. Históricamente, desde 1950, se han estudiado las dosis de radiación en coloides utilizando el cambio de color de los tintes causado por la radiación. En 1957, se calculó la dosis de profundidad de fotones y electrones en gel de agarosa mediante espectrofotometría.
Sin embargo, la mayoría de los dosímetros de pegamento actuales se basan en un estudio revolucionario propuesto por Gore et al. en 1984, quienes demostraron con éxito cómo utilizar la tecnología de resonancia magnética nuclear (RMN) para medir los cambios en las soluciones del dosímetro Fricke causados por la radiación ionizante.
Los dosímetros de polímero generalmente se dividen en tipo Fricke y tipo polímero. Los dosímetros de gel Fricke se basan en las propiedades de resonancia magnética nuclear de las soluciones de Fricke o de sulfato de acero, y estos dispositivos pueden proporcionar información de dosis espacial tridimensional. Sin embargo, estos dispositivos no pueden mantener un perfil de dosis estable debido a problemas de difusión de iones. A principios de la década de 1990, este problema se consideró un obstáculo importante para un mayor progreso en la dosimetría en gel."Con el desarrollo de la tecnología, los dosímetros de polímero no sólo han mejorado la precisión de la medición de dosis, sino que también han ampliado significativamente sus aplicaciones en el campo clínico".
La investigación sobre dosímetros adhesivos de polímero se remonta a 1954, cuando Alexander et al. analizaron el efecto de la radiación ionizante sobre el polimetacrilato. Muchos estudios posteriores han explorado el uso de diferentes polímeros en la dosimetría de radiación. En 1992, Maryanski et al. propusieron una formulación de dosímetro coloidal basada en acrilamida y N,N'-diacrilamida, y la llamaron BANANA. Este sistema puede evitar el problema de difusión del pegamento Fricke y mostrar una distribución de dosis posterior a la irradiación relativamente estable.
"Con el desarrollo y la mejora de la tecnología de pegamento polimérico, la perspectiva de aplicación clínica es cada vez más brillante".
En 1994, la fórmula BANANA se perfeccionó aún más al reemplazar el agar con gelatina y se denominó BANG, lo que marcó el comienzo de una serie de dosímetros de gel de polímero. La formulación fue posteriormente patentada y comercializada por MGS Research Inc. como el primer dosímetro de gel polimérico del mercado.
Sin embargo, una limitación importante de los dosímetros de polímero es su sensibilidad al oxígeno ambiental. Esto hace que el proceso de fabricación tenga que llevarse a cabo en un entorno libre de oxígeno. Este problema afecta la precisión de los dosímetros cuando se utilizan imágenes por resonancia magnética (IRM) para aplicaciones clínicas. Los estudios realizados por De Deene et al. han demostrado que esta supresión de oxígeno también es una de las principales causas de los problemas de precisión en la medición de dosis.
En 2001, Fong et al. publicaron una nueva fórmula de dosímetro de gel polimérico, el gel MAGIC. Este nuevo dosímetro de gel supera el problema de la inhibición del oxígeno al combinarlo con un complejo metalorgánico, lo que permite su producción en un entorno de laboratorio. La fórmula del pegamento MAGIC incluye ácido acrílico, ácido ascórbico, gelatina y cobre, y logra su función uniendo el oxígeno en la solución a través del ácido ascórbico. Este avance fue pionero en una nueva clase de dosímetros adhesivos sin oxígeno, en marcado contraste con las formulaciones PAG anteriores.
"La innovación del pegamento MAGIC allana el camino para el futuro de los dosímetros de pegamento polimérico, redefiniendo las posibilidades de las aplicaciones clínicas".
Desde 1999, las series de conferencias DosGel e IC3DDose en todo el mundo han proporcionado una plataforma para que investigadores y médicos compartan nuevas tecnologías, promoviendo el rápido desarrollo de la tecnología de dosímetros de gel de polímero. Aunque la aplicación clínica del gel polimérico aún está en exploración, el fuerte aumento de la demanda de tecnología de radioterapia tridimensional de alta precisión muestra posibilidades futuras ilimitadas en este campo. En un entorno médico en constante cambio, los avances en los dosímetros de polímero generan expectativas sobre su desarrollo futuro en términos de seguridad y eficacia.
Detrás de estos avances, ¿pueden los avances tecnológicos seguir mejorando nuestra medición y aplicación de la radiación, aportando mayores esperanzas para futuros tratamientos?
