Radioterapia de partículas impulsadas por láser

Desde que se produjeron los primeros láseres a principios de la década de 1960, los científicos han trabajado para aplicar esta tecnología en numerosos campos, desde la soldadura de metales hasta la cirugía, habiendo avanzado rápidamente a lo largo de las últimas décadas.

La cirugía, la quimioterapia y la radioterapia juegan todas ellas papeles importantes en el tratamiento del cáncer, y a veces los mejores éxitos proceden de una combinación de los tres métodos.

Los médicos normalmente practican la forma más habitual de radioterapia, con rayos X, los cuales pueden penetrar en los tejidos, matando las células cancerosas incluso en los tumores situados a gran profundidad. Por desgracia, los mismos rayos X pueden también dañar el tejido sano que rodea al tumor.

Así pues, últimamente, se ha empezado a prestar atención a la utilización de haces de partículas subatómicas pesadas, como protones o iones. Estos chorros pueden depositar la mayor parte de su energía dentro del tumor, dejando al mismo tiempo ileso al tejido sano. Desafortunadamente, estos rayos proceden de complejos, voluminosos y caros aceleradores de partículas, lo que dificulta mucho su uso médico.

El equipo de Michael Bussmann, del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR) en Alemania, está examinando la posibilidad de reemplazar los aceleradores de partículas con láseres de alta potencia. Los campos electromagnéticos del láser pueden acelerar iones en un plazo muy corto, reduciendo así de forma notable la distancia necesaria para acelerarlos hasta energías terapéuticas, pasando de varios metros a unos pocos micrómetros.

Densidad de protones después de un impacto láser sobre un blanco esférico: irradiado por un láser ultracorto y de alta intensidad (fuera de imagen), el intenso campo electromagnético arranca electrones de sus iones y crea un plasma. Variando la geometría del blanco y las propiedades del láser, los científicos podrían encontrar configuraciones óptimas para acelerar haces de iones dirigidos de alta calidad, y en ello se está trabajando actualmente. (Imagen: Axel Huebl, HZDR, David Pugmire, ORNL)

Esta investigación requiere simulaciones informáticas sofisticadísimas, y la potencia de computación excede a la disponible en muchos centros de investigación. Afortunadamente, el equipo de Bussmann está contando con la colaboración del Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL) en Tennessee. En ese centro está instalada la supercomputadora Titán, que hace varios años fue la más potente del mundo según la lista Top500, un ranking semestral de las supercomputadoras del mundo. Titán está ejecutando las simulaciones que necesita el equipo de Bussmann. La investigación está progresando con rapidez y cabe esperar que dentro de no mucho tiempo esta radioterapia de partículas impulsadas por láser se convierta en un recurso disponible para los pacientes de cáncer que lo necesiten.

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