Sensores de rayos X orgánicos imprimibles podrían transformar el tratamiento del cáncer

Cada día, miles de personas en todo el mundo son diagnosticadas con cáncer y aproximadamente la mitad de ellas se someterán a radioterapia. El objetivo de la radioterapia es utilizar un haz externo de radiación ionizante para atacar y dañar las células cancerosas, al tiempo que se minimiza el daño a las células sanas y los órganos circundantes. Lograr una administración precisa del tratamiento es crucial para optimizar los resultados y reducir los efectos secundarios, como el daño inducido por la radiación, que puede ser debilitante. Por ejemplo, la toxicidad aguda de la piel es un efecto secundario común en pacientes con cáncer de mama, afectando del 70 al 100 por ciento de ellos. Esto resalta la importancia de administrar radiación de manera segura en medicina para mejorar los resultados de los pacientes. Ahora, los investigadores han descubierto que los sensores de rayos X orgánicos portátiles podrían ofrecer una solución para garantizar una radioterapia más segura para los pacientes con cáncer.

Un equipo internacional de investigación, dirigido por la Universidad de Wollongong (Nueva Gales del Sur, Australia), ha explorado el potencial de los sensores de rayos X orgánicos portátiles para mejorar los protocolos de tratamiento del cáncer. A diferencia de los detectores tradicionales basados en silicio, los semiconductores orgánicos son ligeros, asequibles, imprimibles y estirables. Además, su composición basada en carbono los hace biocompatibles, ofreciendo la primera respuesta sensible a la radiación adecuada para el cuerpo humano. Estos sensores pueden monitorear directamente la exposición a la radiación durante los tratamientos contra el cáncer, lo que permite ajustes en tiempo real que reducen el daño a los tejidos sanos. Sin embargo, el comportamiento de los sensores de rayos X orgánicos no se entiende por completo, lo que impulsó al equipo a investigar sus capacidades.

Los investigadores se centraron en evaluar el rendimiento electrónico y la estabilidad de la radiación de los sensores orgánicos de rayos X cuando se exponen a rayos de radiación clínica. Descubrieron que, en condiciones de radioterapia estándar, los sensores orgánicos podían detectar rayos X incidentes independientemente de la energía o la tasa de dosis, al tiempo que transmitían el 99,8 por ciento del haz. Esta capacidad significa que los sensores pueden ser usados por los pacientes durante el tratamiento, lo que permite un control continuo de la exposición a los rayos X sin interferir con el protocolo de tratamiento, mejorando así la seguridad y los resultados clínicos.

Una aplicación prometedora es la radioterapia con microhaz, una modalidad de tratamiento dirigida a tumores que de otro modo no serían tratables, como los que se encuentran en el cáncer cerebral. Aunque este tratamiento ha mostrado resultados positivos, la falta de un detector confiable para garantizar la calidad ha limitado su pleno potencial. La siguiente fase de la investigación se centrará en la aplicación de técnicas de ciencia de datos para acelerar el desarrollo de estos sensores y traducirlos en aplicaciones del mundo real.

“Nuestro estudio demostró que los sensores orgánicos flexibles pueden detectar rayos X de microhaz con una precisión del 2 por ciento y que exhiben una tolerancia a la radiación similar a los detectores basados en silicio, lo que garantiza un uso confiable y a largo plazo en estos campos de radiación peligrosos”, dijo la Dra. Jessie Posar de la Facultad de Física de la UOW, quien lidera el equipo de investigación que explora el comportamiento de los sensores de rayos X orgánicos. “Aún queda mucha física desconocida por explorar. Pero nuestro trabajo muestra que los semiconductores orgánicos exhiben las propiedades ideales para la detección de rayos X portátil y personalizada para mejorar la precisión y la seguridad en oncología hacia una administración de radiación personalizada que maximice la efectividad terapéutica y reduzca el daño a los tejidos sanos. Esta innovación podría revolucionar la radioterapia personalizada, ofreciendo un nuevo nivel de seguridad y efectividad en la atención al paciente”.

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