Radioterapia to jedna z głównych metod leczenia nowotworów, której skuteczność zależy od precyzji celowania w zmienione chorobowo tkanki, przy jednoczesnej minimalizacji uszkodzenia zdrowych komórek. Niestety, monitorowanie dawki promieniowania, szczególnie w przewodzie pokarmowym, bywa trudne, a obecne metody pomiaru wskaźników biochemicznych, takich jak pH i temperatura, nie są wystarczające.
Kapsułka do monitorowania radioterapii – nowatorskie rozwiązanie
Naukowcy z Instytutu Zaawansowanych Technologii w Shenzhen (SIAT), Narodowego Uniwersytetu Singapuru oraz Uniwersytetu Tsinghua wspólnie stworzyli kapsułkę, która pozwala monitorować dawkę promieniowania na bieżąco. Jest ona niewielkich rozmiarów – średnica to 5 mm, a grubość 0,2 mm. W jej środku natomiast wbudowano dozymetr rentgenowski oparty na modelu regresji i sieci neuronowej.
Pięć razy większa precyzja
Dozymetr w kapsułce składa się z elastycznych włókien optycznych, otoczonych przez nanoscyntylatory rentgenowskie, folię z polianiliny oraz miniaturyzowany system odczytu luminescencji. Dzięki możliwości pomiaru pH i temperatury, kapsułka może być stosowana w radioterapii raka żołądka oraz innych nowotworów po dalszej optymalizacji jej rozmiarów.
Przykładowo, można ją umieścić w odbytnicy w przypadku brachyterapii raka prostaty lub w górnej części jamy nosowej dla pomiaru dawki pochłoniętej w czasie rzeczywistym przy leczeniu raka nosogardzieli, minimalizując tym samym ryzyko uszkodzenia otaczających struktur.
Badania pokazały, że nowa kapsułka jest aż pięć razy dokładniejsza niż standardowe metody stosowane do określania dawki promieniowania. Ponadto jest mniej inwazyjna, co sprawia, że może być wykorzystywana w trudno dostępnych miejscach, takich jak przewód pokarmowy. Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Nature Biomedical Engineering.
Perspektywy rozwoju technologii
Opracowanie kapsułkowego dozymetru rentgenowskiego to ważny krok naprzód w dziedzinie monitorowania radioterapii. W miarę rozwoju tej technologii, można spodziewać się dalszych jej zastosowań, takich jak monitorowanie innych form terapii opartych na promieniowaniu. Z czasem, kapsułka może być również dostosowywana do indywidualnych potrzeb pacjentów, co pozwoli na jeszcze lepszą kontrolę dawki promieniowania i jeszcze większą skuteczność leczenia.
