Investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidad de Cantabria) han desarrollado el proyecto SICK DETECTORS, que como objetivo verificar la calidad y mejorar los mecanismos de seguridad en los tratamientos de radioterapia oncológica, especialmente en le técnica de braquiterapia de alta dosis. El trabajo ha sido reconocido en la XXII edición de los Premios al Emprendimiento Universitario (UCem)con los galardones al Mejor Proyecto Avanzado y al Emprendimiento Sostenible y/o Social.

Esta investigación está impulsada por el grupo de investigación de Física de partículas experimental e Instrumentación del IFCA, en colaboración con el Servicio de Radioterapia Oncológica del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla y el Grupo de Detectores de radiación del Instituto de Microelectrónica de Barcelona.

La braquiterapia de alta tasa de dosis es una técnica avanzada de radioterapia utilizada en el Hospital Universitario Marqués de Valdecilla (HUMV) para tratar determinados tipos de cáncer, como los de próstata o cuello de útero. Consiste en colocar una fuente radiactiva muy potente directamente dentro o junto al tumor, administrando la dosis de radiación de forma localizada, rápida y efectiva.

Debido a la intensidad de la radiación y su cercanía a órganos sensibles, la seguridad del procedimiento depende de la precisión con la que se controla la dosis de radiación. Por eso, en Valdecilla, los investigadores del IFCA, Diego Rosich, Alberto Arteche e Iván Vila, en colaboración con los radiofísicos y oncólogos del HUMV, y con la financiación del instituto IDIVAL y de la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), están desarrollando SICK DETECTORS para incorporar sistemas de dosimetría in-vivo y en tiempo real, que permiten medir, de manera precisa, la cantidad de dosis que se está aplicando mientras el tratamiento está en curso.

«Inicialmente, el objetivo era desarrollar nueva instrumentación dosimétrica orientada a los futuros tratamientos de protonterapia en Valdecilla, aprovechando el periodo de construcción del ciclotrón. En ese contexto, surgió la posibilidad de realizar pruebas en la unidad de braquiterapia, y pronto vimos que representaba una excelente oportunidad de investigación», explica Diego Rosich Velarde, investigador predoctoral en el IFCA.

“Tras investigar, descubrimos que en la braquiterapia no se realizan controles dosimétricos en tiempo real de forma rutinaria”, explica. “Es decir, durante el tratamiento no se comprueba si la dosis que se está administrando al paciente coincide exactamente con la planificada. No hay una verificación activa que permita reaccionar si algo no va según lo previsto”, añade el físico.

Esta falta de control es un problema común en la práctica de la braquiterapia. Aunque se trata de una técnica muy precisa para tratar ciertos tipos de cáncer, al no existir supervisión en tiempo real de la dosis administrada, existe un margen de incertidumbre que podría afectar la seguridad del tratamiento. “Contar con un sistema de control en tiempo real haría el procedimiento mucho más robusto”, señala Rosich. “Permitiría verificar la dosis mientras se administra y, si se detectara alguna desviación, incluso interrumpir el tratamiento en ese mismo momento para evitar efectos indeseados”, añade.

La materia prima: el carburo de silicio

Los investigadores del IFCA han apostado por una técnica basada en detectores semiconductores de carburo de silicio (SiC), por tratarse de un material que “tiene una excelente estabilidad frente a variaciones de temperatura y permite la medida en tiempo real con alta tasa de dosis y precisión”, explica Rosich. “De hecho, este tipo de detectores se estudian actualmente para los futuros experimentos de física de altas energías”, explica el físico del IFCA.

Estos diodos de carburo de silicio, desarrollados y fabricados por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC), presentan otras ventajas clave para la dosimetría in vivo. Dado que no se ve afectado fácilmente por los cambios de temperatura, ofrece mediciones fiables incluso dentro del cuerpo del paciente. Además, responde muy rápido, lo que permite detectar dosis elevadas de radiación, y funciona de manera estable y resistente durante todo el procedimiento.

“Ahora mismo no existe ningún sistema dosimétrico optimizado para la braquiterapia en tiempo real”, comenta Rosich.

Frente a otros dispositivos dosimétricos como los de diamante, los diodos de SiC resultan más asequibles, suponen un proceso de fabricación más industrializado y ofrecen la posibilidad de miniaturizarse para integrarse directamente en los aplicadores de braquiterapia. “Con los diodos de SiC podemos obtener un producto fiable, reproducible y fabricado en serie, lo que lo convierte en una solución más accesible para hospitales de todo el mundo”, añade.

Próximos pasos: aplicación en hospitales

Si este avance llega a implantarse en hospitales, permitirá un control más preciso y personalizado de las terapias contra el cáncer mediante dispositivos mínimamente invasivos que operan en tiempo real. El uso de carburo de silicio, más robusto y duradero que los materiales empleados actualmente, podría además reducir costes y aumentar la eficiencia en entornos clínicos.

“La investigación aún se encuentra en una fase preliminar. Hemos realizado pruebas y estudios en hospital, pero el siguiente paso será desarrollar un dispositivo completo y evaluarlo en un entorno clínico realista”, señala Rosich.

Premio al mejor proyecto innovador y de impacto social

SICK DETECTORS es un proyecto fruto de la colaboración entre el IFCA y el Servicio de Oncología Radioterápica del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla, y ha sido reconocido con un doble galardón de la Universidad de Cantabria por su carácter innovador y su impacto social. “Es una gran motivación ver que el trabajo y el esfuerzo que realizamos en el IFCA son reconocidos por la universidad. Nos da confianza en nuestro enfoque emprendedor y nos anima saber que expertos en emprendimiento perciben el potencial de este proyecto”, concluye Rosich.