Nanodosimetria
La nanodosimetría es una rama de la dosimetría que se enfoca en la medición y caracterización de la deposición de energía de la radiación ionizantes en volúmenes extremadamente pequeños, del orden de los nanómetros y micrómetros. En otras palabras, la nanodosimetría se encarga de estudiar cómo la energía de las radiaciones onizantes se deposita en pequeñas estructuras, como las células, los orgánulos celulares e incluso el ADN.
La nanodosimetría es importante porque las radiaciones ionizantes, como los rayos X y los rayos gamma, pueden tener efectos biológicos en los organismos vivos, y estos efectos pueden depender de la cantidad y distribución de energía depositada en las células y otros componentes biológicos. Al comprender mejor cómo se deposita la energía de las radiaciones ionizantes en volúmenes pequeños, podemos obtener información valiosa sobre los efectos biológicos de la radiación y desarrollar mejores estrategias para proteger a las personas de sus efectos dañinos.
En la nanodosimetría, se utilizan técnicas de medición y simulación para estudiar la deposición de energía en volúmenes pequeños, y se han desarrollado diferentes modelos teóricos para describir la interacción de las radiaciones ionizantes con la materia a nivel nanométrico. La nanodosimetría es una disciplina interdisciplinaria que combina la física, la biología y la medicina, y tiene aplicaciones importantes en la radioterapia, la dosimetría de la radiación y la protección radiológica.
La nanodosimetría tiene varias aplicaciones importantes en la protección radiológica. Algunas de ellas son:
1. Evaluación de los efectos biológicos de la radiación: La nanodosimetría puede utilizarse para estudiar cómo la energía de las radiacones ionizantes se deposita en las células y otros componentes biológicos, lo que puede ayudar a entender los efectos biológicos de la radiación y a evaluar la dosis efectiva en los tejidos.
2. Dosimetría en radioterapia: La nanodosimetría puede utilizarse para evaluar la dosis depositada en las células y otros componentes biológicos durante la radioterapia, lo que puede ayudar a mejorar la planificación del tratamiento y a reducir los efectos secundarios.
3. Dosimetría en entornos radiactivos: La nanodosimetría puede utilizarse para evaluar la dosis efectiva en entornos radiactivos, lo que puede ser útil para la protección radiológica de los trabajadores y el público en general.
4. Evaluación de la efectividad de los protectores radiológicos: La nanodosimetría puede utilizarse para evaluar la efectividad de los protectores radiológicos, como los delantales y los escudos, en la reducción de la dosis efectiva en los trabajadores y el público en general.
En resumen, la nanodosimetría puede ayudar a mejorar la protección radiológica al proporcionar información detallada sobre cómo la energía de las radiaciones ionizantes se deposita en volúmenes extremadamente pequeños, lo que puede ser útil para entender los efectos biológicos de la radiación y desarrollar mejores estrategias de protección.
La dosimetría de micro y nano-volúmenes es una técnica importante en la nanodosimetría, que se utiliza para medir la deposición de energía de las radiaciones ionizantes en volúmenes extremadamente pequeños, del orden de los micrómetros y nanómetros. Esta técnica puede proporcionar información valiosa sobre la distribución de energía en los tejidos y otros componentes biológicos, lo que puede ayudar a entender mejor los efectos de la radiación y a desarrollar mejores estrategias de protección radiológica.
A continuación, te menciono algunos ejemplos de la información que se puede obtener a partir de la dosimetría de micro y nano-volúmenes:
1. Caracterización de la deposición de energía en células y otros componentes biológicos: La dosimetría de micro y nano-volúmenes permite medir la energía depositada en volúmenes extremadamente pequeños, lo que puede ser útil para entender cómo la radiación interactúa con las células y otros componentes biológicos.
2. Evaluación de la dosis efectiva en radioterapia: La dosimetría de micro y nano-volúmenes puede utilizarse para evaluar la dosis efectiva en los tejidos durante la radioterapia, lo que puede ayudar a mejorar la precisión y la eficacia del tratamiento.
3. Evaluación de la eficacia de los protectores radiológicos: La dosimetría de micro y nano-volúmenes puede utilizarse para evaluar la eficacia de los protectores radiológicos, como los delantales y los escudos, en la reducción de la dosis efectiva en los trabajadores y el público en general.
4. Estudio de la radiosensibilidad de diferentes tipos de células: La dosimetría de micro y nano-volúmenes puede utilizarse para estudiar la radiosensibilidad de diferentes tipos de células, lo que puede ser útil para entender cómo diferentes tipos de células responden a la radiación y para desarrollar mejores estrategias de tratamiento.
En general, la dosimetría de micro y nano-volúmenes es una técnica importante en la nanodosimetría que puede proporcionar información valiosa sobre la deposición de energía de las partículas ionizantes en volúmenes extremadamente pequeños. Esta información puede ser útil para entender mejor los efectos de la radiación y para desarrollar mejores estrategias de protección radiológica y tratamiento.
Los nanodosímetros son detectores utilizados en la dosimetría de micro y nano-volúmenes para medir la deposición de energía de las radiaciones ionizantes en volúmenes extremadamente pequeños del orden de los nanómetros y micrómetros. Estos detectores son esenciales en la nanodosimetría ya que permiten medir la energía depositada en las células y otros componentes biológicos en volúmenes muy pequeños, lo que es importante para comprender los efectos biológicos de la radiación y para desarrollar mejores estrategias de protección radiológica y tratamiento.
Los nanodosímetros pueden tener diferentes formas y tamaños, dependiendo de la aplicación específica y de los requisitos de medición. Algunos ejemplos de nanodosímetros incluyen:
1. Dosímetros TLD de tamaño reducido (nano-TLD): Los dosímetros TLD (termoluminiscencia) son detectores que miden la energía depositada en un material sensible a la radiación. Los nano-TLD son versiones de tamaño reducido de estos detectores que se utilizan en la dosimetría de micro y nano-volúmenes.
2. Detectores de centelleo de fibra óptica (nano-FOD): Los detectores de centelleo de fibra óptica son detectores que miden la energía depositada en un material sensible a la radiación y que está conectado a un cable de fibra óptica. Los nano-FOD son versiones de tamaño reducido de estos detectores que se utilizan en la dosimetría de micro y nano-volúmenes.
3. Detectores de ionización de silicona (nano-Si): Los detectores de ionización de silicona son detectores que miden la energía depositada en un material sensible a la radiación y que está hecho de silicio. Los nano-Si son versiones de tamaño reducido de estos detectores que se utilizan en la dosimetría de micro y nano-volúmenes.
En general, los nanodosímetros son importantes herramientas en la dosimetría de micro y nano-volúmenes, ya que permiten medir la deposición de energía de las partículas ionizantes en volúmenes extremadamente pequeños. Estos detectores son esenciales para comprender los efectos biológicos de la radiación y para desarrollar mejores estrategias de protección radiológica y tratamiento.
Por ejemplo el siguiente artículo: «Fast calculation of nanodosimetric quantities in treatment planning of proton and ion therapy».
Aborda el uso de la nanodosimetría en la planificación del tratamiento de terapias con protones e iones. La nanodosimetría es una técnica de medición que permite la evaluación de la deposición de energía de las radiaciones ionizantes en volúmenes extremadamente pequeños, del orden de los nanómetros y micrómetros. Esta técnica es importante para la evaluación precisa de la dosis de radiación en los tejidos y células, lo que es esencial en la planificación del tratamiento de radioterapia.
En este estudio, los autores desarrollaron un método rápido para calcular las cantidades nanodosimétricas relevantes para la planificación del tratamiento de protones e iones. El método se basa en el uso de simulaciones de Monte Carlo para calcular la deposición de energía de las radiacoines ionizantes en los tejidos y células, y en el uso de un modelo analítico para calcular las cantidades nanodosimétricas a partir de estas simulaciones.
Los autores compararon los resultados del método propuesto con los resultados de otros métodos de cálculo nanodosimétrico, y encontraron que el método propuesto era capaz de calcular las cantidades nanodosimétricas con alta precisión y en tiempos de cálculo mucho más cortos.
En conclusión, el estudio presenta un método rápido y preciso para el cálculo de cantidades nanodosimétricas en la planificación del tratamiento de protones e iones. Este método es importante para mejorar la precisión y eficiencia en la planificación del tratamiento de radioterapia, lo que puede llevar a mejores resultados clínicos para los pacientes [1].
En este otro artículo «Main Approaches to Enhance Radiosensitization in Cancer Cells by Nanoparticles: A Systematic Review».
Se tiene una revisión sistemática de los enfoques principales para mejorar la radiosensibilización en las células cancerosas mediante nanopartículas. La radioterapia es un tratamiento común para el cáncer, pero puede ser limitado en su efectividad debido a la resistencia de las células cancerosas a la radiación. Las nanopartículas pueden ser utilizadas como radiosensibilizadores para mejorar la efectividad de la radioterapia.
Los autores realizaron una búsqueda sistemática de la literatura científica sobre el uso de nanopartículas para mejorar la radiosensibilización en las células cancerosas. Se identificaron estudios que utilizaron diferentes tipos de nanopartículas, incluyendo nanopartículas de oro, nanopartículas de plata, nanopartículas de hierro, nanopartículas de óxido de metal y nanopartículas de carbono.
Los autores también identificaron diferentes enfoques para mejorar la radiosensibilización mediante nanopartículas, que incluyen:
1. Mejora de la absorción de la radiación: se utilizan nanopartículas para aumentar la absorción de la radiación en las células cancerosas, mejorando así la efectividad de la radioterapia.
2. Aumento de la producción de radicales libres: las nanopartículas se pueden utilizar para aumentar la producción de radicales libres en las células cancerosas, lo que aumenta su sensibilidad a la radiación.
3. Mejora de la distribución de la radiación: las nanopartículas se pueden utilizar para mejorar la distribución de la radiación en los tejidos y células, lo que mejora la efectividad de la radioterapia.
4. Inhibición de la reparación del ADN: las nanopartículas se pueden utilizar para inhibir la reparación del ADN en las células cancerosas, lo que aumenta su sensibilidad a la radiación.
En conclusión, esta revisión sistemática destaca el potencial de las nanopartículas como radiosensibilizadores en el tratamiento del cáncer. Los diferentes enfoques descritos en este estudio pueden ser importantes para el desarrollo de terapias más efectivas y personalizadas contra el cáncer [2].
[1] Fast calculation of nanodosimetric quantities in treatment planning of proton and ion therapy
José Ramos-Méndez1,5, Lucas N Burigo2,3, Reinhard Schulte4, Cynthia Chuang1 and Bruce Faddegon1
Published 28 November 2018 Institute of Physics and Engineering in Medicine
Physics in Medicine & Biology, Volume 63, Number 23
[2] Main Approaches to Enhance Radiosensitization in Cancer Cells by Nanoparticles: A Systematic Review
Behnaz Babaye Abdollahi, 1 , 2 , 3 Reza Malekzadeh, 2 Fatemeh Pournaghi Azar, 4 Fatemeh Salehnia, 5 Ali Reza Naseri, 6 Marjan Ghorbani, 7 Hamed Hamishehkar, 1 and Ali Reza Farajollahi 1 , 2 , 6 ,* Adv Pharm Bull. 2021 Feb; 11(2): 212–223.
