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Dosímetros de polímero: que avanços surpreendentes foram feitos em seu desenvolvimento?
À medida que os efeitos da radiação se tornam cada vez mais preocupantes, o desenvolvimento de dosímetros de polímero tem uma história orgulhosa de avanço tecnológico. Os produtos químicos sensíveis à radiação usados nesses dosímetros, quando expostos à radiação ionizante, apresentam mudanças fundamentais em suas propriedades físicas dependendo da dose de radiação absorvida. Historicamente, desde 1950, as doses de radiação em coloides têm sido estudadas usando a mudança de cor dos corantes causada pela radiação. Em 1957, a dose de profundidade de fótons e elétrons no gel de agarose foi calculada por espectrofotometria.
No entanto, a maioria dos dosímetros de cola atuais se baseia em um estudo revolucionário proposto por Gore et al. em 1984, que demonstrou com sucesso como usar a tecnologia de ressonância magnética nuclear (RMN) para medir mudanças em soluções de dosímetros Fricke causadas por radiação ionizante.
"Com o desenvolvimento da tecnologia, os dosímetros de polímero não apenas melhoraram a precisão da medição de dose, mas também expandiram significativamente suas aplicações no campo clínico."
Os dosímetros de polímero são geralmente divididos em tipo Fricke e tipo polímero. Os dosímetros de gel Fricke dependem das propriedades de ressonância magnética nuclear das soluções de sulfato de aço ou Fricke, e esses dispositivos são capazes de fornecer informações tridimensionais sobre a dose espacial. Entretanto, esses dispositivos não conseguem manter uma distribuição de dose estável devido a problemas de difusão de íons. No início da década de 1990, esse problema foi visto como um obstáculo significativo ao progresso da dosimetria em gel.
A pesquisa sobre dosímetros adesivos de polímero pode ser rastreada até 1954, quando Alexander et al. discutiram o efeito da radiação ionizante no polimetacrilato. Muitos estudos subsequentes exploraram o uso de diferentes polímeros na dosimetria de radiação. Em 1992, Maryanski et al. propuseram uma formulação de dosímetro coloidal baseada em acrilamida e N,N'-diacrilamida, e a denominaram BANANA. Este sistema pode evitar o problema de difusão da cola Fricke e mostrar uma distribuição de dose pós-irradiação relativamente estável.
"Com o desenvolvimento e a melhoria da tecnologia de cola de polímero, a perspectiva de aplicação clínica está se tornando mais brilhante."
Em 1994, a fórmula BANANA foi ainda mais refinada com a substituição do ágar por gelatina e denominada BANG, marcando o início de uma série de dosímetros de gel de polímero. A formulação foi posteriormente patenteada e comercializada pela MGS Research Inc. como o primeiro dosímetro de gel de polímero do mercado.
No entanto, uma limitação significativa dos dosímetros de polímero é sua sensibilidade ao oxigênio ambiente. Isso faz com que o processo de fabricação tenha que ser realizado em um ambiente livre de oxigênio. Esse problema afeta a precisão dos dosímetros ao usar imagens de ressonância magnética (RM) para aplicações clínicas. Estudos conduzidos por De Deene et al. mostraram que essa supressão de oxigênio também é uma das principais causas de problemas de precisão na medição de dose.
Em 2001, Fong et al. publicaram uma nova fórmula de dosímetro de gel de polímero, MAGIC gel. Este novo dosímetro de gel supera o problema da inibição de oxigênio ao combiná-lo com um complexo metal-orgânico, permitindo que seja produzido em um ambiente de laboratório. A fórmula da cola MAGIC inclui ácido acrílico, ácido ascórbico, gelatina e cobre, e cumpre sua função ligando o oxigênio na solução por meio do ácido ascórbico. Essa inovação foi pioneira em uma nova classe de dosímetros adesivos livres de oxigênio, em forte contraste com as formulações anteriores de PAG.
"A inovação da cola MAGIC abre caminho para o futuro dos dosímetros de cola de polímero, redefinindo as possibilidades de aplicações clínicas."
Desde 1999, as séries de conferências DosGel e IC3DDose ao redor do mundo fornecem uma plataforma para pesquisadores e clínicos compartilharem novas tecnologias, promovendo o rápido desenvolvimento da tecnologia de dosímetros de gel de polímero. Embora a aplicação clínica do gel de polímero ainda esteja em exploração, o forte aumento na demanda por tecnologia de radioterapia tridimensional de alta precisão mostra possibilidades futuras ilimitadas neste campo. Em um ambiente médico em constante mudança, os avanços em dosímetros de polímero aumentam as expectativas para seu desenvolvimento futuro em termos de segurança e eficácia.
Por trás dessas descobertas, os avanços tecnológicos podem continuar a melhorar nossa medição e aplicação de radiação, trazendo maior esperança para tratamentos futuros?
