Terapia adronica

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Terapia adronica
Procedura medica Orsay proton therapy dsc04460.jpg
Console di controllo di un sistema di protonterapia, facente parte della terapia adronica.
Classificazione e risorse esterne
ICD-9 92.26

La terapia adronica o adroterapia è una forma di radioterapia a fasci esterni che utilizza fasci di protoni, neutroni o ioni positivi per il trattamento dei tumori. Al 2012 la terapia più comune è quella che utilizza protoni energetici: la protonterapia. Il nome deriva dal tipo di particelle utilizzate, gli adroni, cioè particelle costituite da quark. Gli unici due centri in Italia che mettono a disposizione questa tecnologia sono lo CNAO di Pavia (protoni e ioni carbonio) ed il centro di Protonterapia di Trento (protoni).

È stata sperimentata anche la terapia mediante l'utilizzo di muoni, ma essa è molto rara e non viene generalmente inserita tra le terapie adroniche.

Metodo[modifica | modifica wikitesto]

La terapia adronica funziona bersagliando il tumore con particelle ionizzanti.[1][2] Queste particelle danneggiano il DNA delle cellule dei tessuti, provocando la loro morte. A causa della loro ridotta capacità di riparare il DNA danneggiato le cellule cancerose sono particolarmente vulnerabili a questi attacchi.

La dose (espressa in MeV) data dai protoni al tessuto è massima in una zona di pochi millimetri, a differenza degli elettroni o dei raggi X.

I fasci di elettroni, raggi X a energia differente e protoni penetrano nel tessuto umano in modo differente. Il percorso compiuto dagli elettroni è molto breve e sono utili solo in zone prossime alla pelle. I raggi X penetrano più profondamente ma la dose assorbita dal tessuto ha un decadimento esponenziale tipico con spessore crescente. Per i protoni e gli ioni più pesanti, invece, la dose aumenta con l'aumentare dello spessore fino al picco di Bragg, che avviene poco prima del termine del tragitto. Superato tale picco la dose scende a zero (nel caso dei protoni) o quasi a zero (nel caso degli ioni pesanti). Il vantaggio nell'uso di questi ultimi è nel minor deposito di energia nel tessuto sano circostante quello bersagliato, risparmiandolo da inutili danni.

Gli ioni vengono accelerati prima per mezzo di un ciclotrone o di un sincrotrone. L'energia finale del fascio di particelle emergente definisce la profondità di penetrazione, e quindi, la posizione in cui verrà deposta la dose massima. Poiché è facile deviare il fascio mediante elettromagneti in una direzione trasversale, è possibile impiegare un metodo di scansione raster, cioè scansionare la zona del volume bersaglio come avviene in un tubo catodico. Se, inoltre, l'energia del fascio e quindi la profondità di penetrazione viene variata, un volume bersaglio intero può essere suddiviso in tre dimensioni, fornendo un'irradiazione esatta seguendo la forma del tumore. Questo è uno dei grandi vantaggi rispetto ai sistemi tradizionali di terapia con raggi X.

Alla fine del 2008 in tutto il mondo vi erano 28 impianti di trattamento in funzione e oltre 70.000 pazienti erano stati trattati con la terapia adronica.[3][4] La maggior parte di essi è stato trattato con la terapia a protoni.[5]

Protonterapia[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Protonterapia.

La terapia a neutroni veloci[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Terapia a neutroni veloci.

Terapia a ioni pesanti[modifica | modifica wikitesto]

La terapia con ioni pesanti consiste nell'uso di particelle di massa maggiore rispetto ai protoni o ai neutroni, come gli ioni di carbonio. Rispetto ai protoni, gli ioni di carbonio hanno il vantaggio di avere una maggiore densità di ionizzazione al termine del loro cammino,[6] in questo modo i danni della struttura del DNA all'interno della cellula si verificano più frequentemente e così diventa più difficile per la cellula cancerosa riparare il danno. Ciò aumenta l'efficienza biologica della dose di un fattore tra 1,5 e 3. Rispetto ai protoni, gli ioni carbonio hanno lo svantaggio che oltre al picco di Bragg, la dose non diminuisce a zero[6] poiché le reazioni nucleari tra gli ioni di carbonio e gli atomi del tessuto portano alla produzione di ioni più leggeri. Di conseguenza si verificano danni anche oltre al picco di Bragg.

Verso la fine del 2008 più di 5000 pazienti erano stati trattati con ioni carbonio[5] mentre, alla fine del 2013, i pazienti trattati sono stati 13 000.[7]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ U. Amaldi, G. Kraft: Radiotherapy with beams of carbon ions. Rep. Progr. Physics 68 (2005) 1861, 1861 - 1882
  2. ^ O. Jäkel: State of the art in hadron therapy. AIP Conference Proceedings, vol. 958, no.1, 2007, pp. 70-77
  3. ^ von Essen CF, Bagshaw MA, Bush SE, Smith AR, Kligerman MM, Long-term results of pion therapy at Los Alamos, in Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., vol. 13, nº 9, settembre 1987, pp. 1389–98, PMID 3114189.
  4. ^ TRIUMF: Cancer Therapy with Pions, triumf.ca.
  5. ^ a b PTCOG: Particle Therapy Co-Operative Group
  6. ^ a b http://www.extreme-light-infrastructure.eu/Hadron-therapy-for-cancer-treatment_5_5.php (See fig 2)
  7. ^ (EN) David Kramer, Carbon-ion cancer therapy shows promise, in Physics Today, vol. 68, nº 6, giugno 2015, pp. 24–25, DOI:10.1063/PT.3.2812, ISSN 0031-9228.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]