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Un detector de radiación ionizante elaborado con un gel y aplicado
a semillas radiactivas, permite evaluar qué tanta energía
se deposita dentro y fuera de arterias obstruidas por placas de colesterol
o trombos
Desde hace décadas no cesan los intentos
de mejorar las técnicas de tratamiento de las enfermedades coronarias,
primera causa de muerte en el mundo.
Según datos publicados este año
por la Organización Mundial de la Salud (OMS), en 2008 fallecieron
17.3 millones de personas por padecimientos cardiovasculares, lo que
representa 30 por ciento de los decesos a nivel global.
Se estima que de estas muertes, 7.3 millones
ocurrieron como consecuencia de enfermedades coronarias y que en 2030,
el número de decesos por éstas, y por derrames cerebrales,
ascienda a 23.3 millones. Así, las arterias coronarias obstruidas
por placas de colesterol o trombos (coágulos sanguíneos)
se han convertido en una preocupación central de médicos,
cirujanos y, en los últimos años, de físicos.
Por lo que se refiere a México, la mortalidad
causada por afecciones del corazón ascendió a 22 por ciento,
según datos de 2009 del Instituto Nacional de Estadística
y Geografía (INEGI).
Actualmente, para prevenirlas o tratarlas se
aplica la angioplastia, técnica consistente en insertar un globo
en las arterias para restablecer el flujo sanguíneo, aunque se
sabe que hay una recurrencia de estenosis, es decir, que las arterias
se vuelven a cerrar.
“También se ha empezado a poner
en práctica, con relativo éxito, una técnica conocida
como braquiterapia intravascular (BTIV), que consiste en introducir
en las arterias fuentes radiactivas para eliminar adherencias. Sin embargo,
el uso de la radiación siempre tiene su beneficio y su contraparte”,
advirtió Guerda Massillon, investigadora del Departamento de
Física Experimental del Instituto de Física (IF) de la
UNAM.
Semillas radiactivas
De acuerdo con Massillon, para aplicar semillas
radiactivas en el tratamiento o la prevención de enfermedades
coronarias se requiere conocer la dosis exacta (energía depositada
por unidad de masa: Joule/kilogramo).
“Pero esto es difícil debido a
que las semillas tienen dimensiones pequeñas, del orden de 0.6
y 0.8 milímetros de diámetro y de entre 2.5 y 3 milímetros
de largo”.
Deben introducirse en las arterias del corazón,
que miden entre dos y cinco milímetros de diámetro. De
modo que se requiere un dosímetro (detector de radiación
ionizante) de alta resolución espacial y equivalente al tejido
humano (principalmente al agua, pues el cuerpo humano está compuesto
por más de 70 por ciento de ésta), que permita medir la
distribución espacial de la dosis alrededor de las semillas dentro
de la pequeña masa del corazón.
“Con un instrumento de esas características
se puede evaluar qué tanta energía se deposita dentro
y fuera de una arteria, porque al esparcirse en el interior podría
dañar tejido sano”, señaló Massillon.
Gel
Tras diversas pruebas de laboratorio en el
National Institute of Standards and Technology (NIST) de Estados Unidos
–reportadas en artículos publicados en revistas especializadas
y en cuya elaboración participó la investigadora de la
UNAM–, se pudo comprobar que, al interaccionar con la radiación
ionizante, un aparato con esas características tiene un comportamiento
más o menos similar al del agua.
“Sin experimentar en pacientes, se debía
encontrar un medio lo más parecido al ser humano (es decir, equivalente
al agua), de tamaño pequeño y con alta resolución
espacial. Así se podría ver cómo se distribuye
la dosis dentro de una dimensión pequeña”, apuntó.
Con esa línea de estudio, el grupo de
investigadores del NIST utilizó un gel tridimensional (3D), constituido
en un 70 por ciento de agua, 12 por ciento de gelatina, seis por ciento
de ácido metacrílico y 12 por ciento de un componente
de alta viscosidad, con el que fue posible determinar la distribución
espacial de dosis de radiación ionizante alrededor de varias
semillas radiactivas que se usan en la BTIV.
La ventaja que presenta este gel es que sirve
como detector de radiación ionizante y, al mismo tiempo, como
una figura que puede simular un corazón con una arteria. “Es
como si se pusiera una semilla radiactiva en el corazón y se
pudiera visualizar la distribución de la dosis alrededor de una
coronaria”.
La prueba también ha permitido depurar
los rangos de resolución espacial de los detectores utilizados
en experimentos previos.
“Lo que se observa con los instrumentos
habituales es que a cierta distancia de las arterias hay poca dosis,
mientras que con el gel se precisa que aún hay una cantidad significativa,
que puede ser de más de 20 por ciento a una distancia por debajo
de dos milímetros del centro de la semilla radiactiva. Además,
con este gel se ha podido detectar cierta contaminación de las
semillas con otros radionúclidos durante la etapa de su producción,
porque permite ver lo que sucede a cada 100 micrómetros de distancia
desde el centro de aquéllas”, informó Massillon.
Medición de dosis
Luego de una estancia posdoctoral en el mismo
NIST, la universitaria propuso usar este gel para verificar la distribución
de dosis de radiación ionizante alrededor de las semillas radiactivas
utilizadas en braquiterapia intravascular y no sólo para hacer
cálculos teóricos por medio de la simulación de
Monte Carlo, como se proponía en el protocolo de la Asociación
Estadounidense de Físicos en Medicina (AAPM, por su siglas en
inglés).
“Con un rayo láser con una longitud
de onda de 635 nanomilímetros se mide la dispersión de
la luz causada por la diferencia en la modificación del índice
de refracción (cambio de densidad debido a la generación
de nanopartículas) del gel después de ser expuesto a la
radiación ionizante. Para ello, se utiliza un tomógrafo
óptico que permite obtener una imagen en tres dimensiones (3D)
y que, mediante un detector, mide la luz para saber con precisión
la cantidad de radiación ionizante que absorbe el medio”,
explicó.
El resultado que arroja la medición
(tasa de dosis) es lo que se aprovecha para determinar el tiempo que
debe permanecer una semilla radiactiva en el órgano vivo, según
la dosis prescrita. Dicha técnica puede ser aplicada para las
diferentes semillas que actualmente se usan en BTIV, como fósforo
32, estroncio 90, itrio 90 e iridio 192.
“Los resultados de este trabajo de laboratorio
están a disposición de médicos y físicos
en artículos publicados en revistas de circulación internacional”,
comentó la investigadora.
La experimentación ha permitido afinar
la técnica de BTIV y derivarla al tratamiento de cáncer
de próstata, con el uso de la técnica de braquiterapia
de baja tasa de dosis.
En este tipo de tratamiento se inyecta la semilla
radiactiva en la próstata, donde permanece de manera permanente;
el paciente puede realizar su vida normal.
Experimentos en México
Masillon ya probó este gel en semillas
radiactivas para braquiterapia intravascular y braquiterapia, pero únicamente
en Estados Unidos, no en México.
“De tener un equipo aquí, en el
IF, podría verificar, por ejemplo, el tratamiento de tumores
cerebrales. Hasta ahora, este gel es el único dosímetro
tridimensional equivalente al agua, incluso para energías bajas”,
concluyó.
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