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In arrivo il primo ciclotrone superconduttore per adroterapia


Nato dalle grandi macchine per la ricerca in fisica particellare, sta per diffondersi negli ospedali un acceleratore che consente radioterapie antitumorali molto più precise ed efficaci


Il primo ciclotrone superconduttore in grado di produrre sia protoni che ioni di carbonio nascerà da un accordo tra l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e la società belga Iba per la commercializzazione in campo biomedico.
L'innovativo progetto che verrà sviluppato dai Laboratori Nazionali del Sud dell'Infn e realizzato con l'apporto della specifica esperienza ventennale della Iba nel settore dei ciclotroni per applicazioni medicali, è concepito per essere utilizzato nei centri ospedalieri di adroterapia oncologica.

L'adroterapia è una delle tecniche radioterapiche più sofisticate per il trattamento dei tumori. Essa utilizza adroni, cioè particelle cariche formate da quark, come appunto protoni e ioni. Queste particelle, a differenza di quanto avviene nella radioterapia tradizionale, possono essere indirizzate con precisione verso la massa tumorale, riducendo al minimo il rischio di colpire organi vitali e tessuti circostanti sani.
In particolare, gli ioni hanno un effetto radiobiologico più elevato: essi quindi sono particolarmente indicati per i tumori radioresistenti, tra cui i tumori celebrali e della zona testa-collo e i carcinomi del polmone e del pancreas.
La terapia con i protoni risulta invece più indicata per i tumori che si trovano in prossimità di organi a rischio, quali occhio, base del cranio, o lungo la spina dorsale perché permettono di indirizzare in modo più raffinato la forma del fascio.

Fino ad oggi gli unici strumenti in grado di produrre sia protoni che ioni per adroterapia sono i sincrotroni: macchine acceleratici di particelle molto più complesse, ingombranti e costose dei ciclotroni. Un sincrotrone infatti è costituito da un anello dal diametro di almeno 25 metri, mentre un ciclotrone (nell'immagine) è uno strumento compatto, del diametro di 5 metri e dal costo sensibilmente inferiore.

Nell'ambito dei propri studi di sviluppo di nuovi ciclotroni, l'Infn ha lavorato al progetto di un ciclotrone multiparticellare, cioè in grado di fornire protoni e ioni di carbonio dotati dell'energia richiesta per i trattamenti adroterapici. "Il nuovo ciclotrone offre un grande vantaggio tecnologico.
Grazie ad esso, per la prima volta il medico avrà la possibilità di scegliere se produrre ioni o protoni, a seconda del tumore da trattare, con uno strumento compatto, facilmente gestibile e decisamente più economico rispetto al tradizionale. Con gli ioni prodotti da questa nuova macchina sarà possibile trattare tumori fino ad una profondità massima di circa 18 centimetri," spiegano Giacomo Cuttone e Luciano Calabretta dei Laboratori Nazionali del Sud dell'Infn.

Nel mondo ci sono diversi centri specializzati in adroterapia, soprattutto in Giappone e negli Stati Uniti. In Italia è attivo da quattro anni il progetto sperimentale Catana (Centro di Adroterapia e Applicazioni Nucleari Avanzate), avviato nei Laboratori Nazionali del Sud dell'Infn in collaborazione con l'Università di Catania e dedicato al trattamento di tumori dell'occhio con protoni (ad oggi sono 112 i pazienti trattati).
Per l'adroterapia con ioni, in Europa vi sono due strutture in costruzione: una è quella della clinica universitaria di Heidelberg, in Germania e l'altra è il Centro Nazionale di Adroterapia che sorgerà a Pavia dalla collaborazione tra la fondazione Cnao e l'Infn. Il nuovo ciclotrone sviluppato dall'Infn e realizzato dalla Iba potrà arricchire le potenzialità terapeutiche dei centri in grado di effettuare adroterapia.

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