Abstract

Il progetto mira a studiare e sviluppare nuove tecnologie nell'ambito della strumentazione medicale dedicata alladiagnosi e alla radioterapia.Le nuove tecnologie da sviluppare, promettenti per il prossimo futuro, sono dedicate alla cura di malattieoncologiche, in particolare la diagnosi per immagini basata sul rilevamento di nano particelle magnetiche o magneticparticles imaging (MPI) e metodiche interventistiche collegate, e la protonterapia.Questi due filoni di ricerca, organizzati a livello di progetto come due obiettivi realizzativi, condividono tecnologieabilitanti trasversali quali la sensoristica, l'elaborazione dei segnali e delle immagini, la meccatronica, il software, lafisica della materia e la scienza dei materiali, le biotecnologie e le nano tecnologie, solo per citarne tra le piùimportanti.I principali risultati attesi puntano alla realizzazione di due dimostratori sperimentali rispettivamente per la diagnosiper magneto-immagini ed interventistica percutanea real time e la radioterapia dei tumori ad emissione di protoni ad alta energia.L'imaging di particelle magneticheLe immagini ottenute dalla mappa del campo magnetico orientato da nano particelle magnetiche (tipo Fe3O4)somministrate nei tessuti umani per via vascolare, o inalate, presentano importanti caratteristiche sia di naturamorfologica sia funzionale.L'utilizzo di campi magnetici, in primis, consente alla metodologia di essere non pericolosa sia per il paziente sia peril personale medico operatorio.Altra importante caratteristica è la possibilità di ricavare immagini in tempo reale adottando specifiche strategie discansione del campo magnetico.Ne consegue la possibilità di eseguire interventi mini-invasivi percutanei assolutamente non rischiosi, vista l'assenzadi radiazioni ionizzanti, come invece avviene nelle procedure interventistiche TC guidate, e con i vantaggi del temporeale come quelli offerti dalla guida in fluoroscopia.I vantaggi della tecnologia MPI, qualora le nano particelle magnetiche vengano chelate a molecole opportunamenteselezionale, possono espandersi anche verso l'imaging funzionale, consentendo l'impiego in applicazioni diagnosticheoggi solo possibili con sistemi a risonanza magnetica (RM) e ad emissione di positroni (PET), e terapeuticheutilizzando le nano particelle come vettori per indirizzare principi attivi per la cura di patologie oncologiche. La protonterapiaLa terapia radiante dei tumori con protoni sta acquisendo un crescente interesse nel mondo per le caratteristichefisiche di queste particelle che consentono di rilasciare al volume bersaglio una dose di energia molto elevata rispettoalle altre radiazioni finora impiegate (fotoni ed elettroni) con la possibilità di curare locoregionalmente quasi il 95%delle neoplasie rispetto all'attuale 75%, e di conseguenza di ridurre la percentuale di recidive e di metastasi adistanza.Le proprietà balistiche, e quindi la selettività spaziale dei protoni, consentono un'alta conformazione della dose altarget (volume bersaglio), riducendo così la dose rilasciata ai tessuti sani circostanti e di conseguenza la probabilità dieffetti collaterali tipici dei trattamenti radioterapici che variano a seconda del distretto corporeo irradiato senza contareil rischio di secondi tumori radio indotti.Molti aspetti tecnologici della produzione di fasci di protoni sono oggi oggetto di una forte attività di ricerca esviluppo come per esempio le modalità di somministrazione (scattering passivo o attivo del fascio), la dosimetria, lapianificazione del trattamento, la verifica del volume irradiato con PET TC, la rotazione del fascio piuttosto che quelladel paziente .Per questo l'iniziativa progettuale è destinata ad avere un notevole impatto sul territorio perché creerà un contenitoretecnologico culturale sul quale si studieranno e si svilupperanno le tecnologie biomedicali del futuro.