Aparentemente, el cristal de bromuro de talio se parece al \u00e1mbar amarillo, la bella resina f\u00f3sil proveniente de los pinos prehist\u00f3ricos, extinguidos. Sin embargo, la semejanza es s\u00f3lo aparente, pues este cristal desarrollado en el Instituto de Investigaciones Energ\u00e9ticas y Nucleares (Ipen, sigla en portugu\u00e9s), que va ajustado en la punta de una sonda quir\u00fargica, ayuda a los cirujanos a hacer incisiones precisas en los tejidos afectados por c\u00e9lulas cancer\u00edgenas, y en la detecci\u00f3n de linfonodos \u2013 los puntos de confluencia de la red linf\u00e1tica \u2013 durante las operaciones. Los vasos linf\u00e1ticos forman parte del sistema circulatorio del cuerpo humano y distribuyen fluidos como el agua y c\u00e9lulas. En el procedimiento quir\u00fargico, es necesario inyectar, entre 2 y 24 horas antes, una sustancia radioactiva en la zona del tumor, como el radiof\u00e1rmaco tecnecio-99. “El radiof\u00e1rmaco emite radiaci\u00f3n gamma, que es captada por la sonda”, explica el profesor Renato Santos de Oliveira Filho, de la c\u00e1tedra de Cirug\u00eda Pl\u00e1stica de la Universidad Federal de S\u00e3o Paulo (Unifesp), quien coordinar\u00e1 los estudios cl\u00ednicos con la nueva sonda. Y otras aplicaciones del cristal de bromuro de talio est\u00e1n investig\u00e1ndose en el Ipen, para su utilizaci\u00f3n en la industria como controladores de espesor de hojas de papel o pl\u00e1stico, por ejemplo, y en la astrof\u00edsica, como rastreadores c\u00f3smicos de emisores de rayos X.<\/p>\n
Los grandes centros de medicina nuclear de Brasil disponen de sondas radioguiadas elaboradas con otros cristales, como el ioduro de cesio y el telururo de cadmio, pero son importadas, y cuestan entre 20 mil y 40 mil d\u00f3lares. Una estimaci\u00f3n indica que el precio de la sonda de bromuro de talio desarrollada en el Ipen costar\u00e1 alrededor 6 mil d\u00f3lares, con la misma calidad. “El alto precio de los equipos importados y la falta de asistencia t\u00e9cnica fueron los motivos que llevaron a algunos m\u00e9dicos a consultarnos, para desarrollar una sonda nacional”, dice la coordinadora de la investigaci\u00f3n, Margarida Mizue Hamada, del Laboratorio de Desarrollo de Sensores de Radiaci\u00f3n del Ipen. En el laboratorio trabajan varios grupos, en el \u00e1rea de crecimiento de cristales y en la preparaci\u00f3n y caracterizaci\u00f3n de estos materiales como detectores de radiaci\u00f3n para diversas aplicaciones.<\/p>\n
Cristales perfectos La radiaci\u00f3n contenida en el radiof\u00e1rmaco inyectado en el organismo excita el detector de radiaci\u00f3n y produce una peque\u00f1a se\u00f1al el\u00e9ctrica. Esta se\u00f1al se amplifica, se cuantifica y se transforma en una se\u00f1al sonora, para orientar al cirujano en la ubicaci\u00f3n del \u00e1rea afectada sin por ello tener que recurrir al monitoreo visual. La sonda es encapsulada en un montaje cil\u00edndrico de acero inoxidable, de modo de asegurar la asepsia. Una vez conectada a la unidad electr\u00f3nica de conteo \u2013 una caja met\u00e1lica \u2013 y acoplada a una computadora, muestra la medida de radiaci\u00f3n en cada foco del tumor. La t\u00e9cnica de utilizaci\u00f3n de la sonda quir\u00fargica radioguiada, difundida mundialmente durante la \u00faltima d\u00e9cada, ha sido empleada en varios hospitales brasile\u00f1os.<\/p>\n La evaluaci\u00f3n se lleva a cabo desde el linfonodo centinela, el primero que recibe el drenaje de la red linf\u00e1tica. “Este m\u00e9todo tiene una alta eficacia para identificar met\u00e1stasis ocultas en los tumores de diseminaci\u00f3n inicial preferentemente por la v\u00eda linf\u00e1tica, como en el melanoma cut\u00e1neo y en el c\u00e1ncer de mama”, dice Oliveira Filho. “La gran ventaja de esta t\u00e9cnica consiste en minimizar la intervenci\u00f3n quir\u00fargica, porque solamente se extirpar\u00e1 toda la cadena de linfonodos en caso de haber un efectivo comprometimiento”. Por ahora ha sido utilizada principalmente para melanomas y c\u00e1nceres de mama. Pero se est\u00e1n realizando estudios experimentales para extenderla a otros tipos de tumor.<\/p>\n En el proyecto financiado por la FAPESP se desarrollaron dos prototipos de sondas quir\u00fargicas. En uno de ellos se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda dos detectores semiconductores con bromuro de talio, y en el otro, la de los detectores centelladores con ioduro de cesio dopado con talio. Ambos prototipos arrojaron buenos resultados. La gran ventaja de utilizar el bromuro de talio radica en que no necesita un componente fotosensor (fotodiodo) para convertir la luz en una se\u00f1al electr\u00f3nica, mientras que el ioduro de cesio requiere de este material, catalogado en la lista de aplicaciones nucleares y, por lo tanto, con restricciones de obtenci\u00f3n. Y lo que vuelve m\u00e1s ventajoso el uso del bromuro de talio en comparaci\u00f3n con el telururo de cadmio es que el cristal posee un n\u00famero at\u00f3mico elevado y, por consiguiente, una alta densidad de electrones en la red cristalina. Esto hace posible una alta eficiencia en la producci\u00f3n de cargas en el interior del detector, debido al aumento de la probabilidad de interacci\u00f3n de la radiaci\u00f3n con el medio material del mism. As\u00ed, incluso cristales muy peque\u00f1os son suficientes para interactuar con el radiof\u00e1rmaco inyectado. Esto permite reducir las dimensiones de la sonda radioguiada, lo que a su vez hace m\u00e1s f\u00e1cil su manipuleo por parte de los cirujanos.<\/p>\n La metodolog\u00eda para la purificaci\u00f3n y el crecimiento de los cristales de bromuro de talio es el tema de una tesis doctoral de Icimone Braga de Oliveira, bajo la direcci\u00f3n de la profesora Margarida y tambi\u00e9n subvencionada por la FAPESP. Toda la tecnolog\u00eda destinada a crear la parte electr\u00f3nica del cristal, el m\u00f3dulo de procesamiento, de conteo de la radiaci\u00f3n, de exhibici\u00f3n y el sistema de alarma sonora forma parte de la tesis doctoral de F\u00e1bio Eduardo da Costa. “Los ensayos t\u00e9cnicos, que preceden a los estudios cl\u00ednicos, mostraron que la sonda de bromuro de talio re\u00fane las mismas caracter\u00edsticas f\u00edsicas de las otras que existen en el mercado”, dice Oliveira Filho.<\/p>\n La implementaci\u00f3n en el Ipen de la tecnolog\u00eda de crecimiento de cristales centelladores y su caracterizaci\u00f3n como detectores de radiaci\u00f3n empez\u00f3 en 1992, con el arribo en calidad de profesor visitante de Shinzou Kubota, de la Universidad de Rikkyo, Jap\u00f3n, durante cuatro meses, con el auxilio de la Fundaci\u00f3n. En la actualidad el instituto suministra cristales para diversas aplicaciones, tales como detectores para medidas de trazadores de mercurio en organismos acu\u00e1ticos marinos y de radiaci\u00f3n de origen c\u00f3smico. Con el desarrollo de la sonda de bromuro de talio, el Ipen atiende una demanda profesional y espera contribuir con la nueva tecnolog\u00eda tambi\u00e9n para propagar el uso de la sonda radioguiada en las cirug\u00edas oncol\u00f3gicas. El prototipo que se utilizar\u00e1 en la Unifesp se fabric\u00f3 en el instituto, pero tan pronto como se lleven a cabo los ensayos cl\u00ednicos, la tecnolog\u00eda ser\u00e1 transferida a empresas que manifiesten inter\u00e9s en producir la sonda.<\/p>\n El Proyecto
\n<\/strong>Los cristales de silicio y germanio son reconocidos como excelentes detectores semiconductores de radiaci\u00f3n, pero requieren bajas temperaturas para funcionar. Por eso, los investigadores implicados en el proyecto decidieron trabajar con el cristal semiconductor de bromuro de talio, que funciona a temperatura ambiente. El desaf\u00edo consisti\u00f3 en que los cristales crecieran con perfecci\u00f3n; reto que se transpuso con el desarrollo de una nueva metodolog\u00eda para la purificaci\u00f3n de la sal de bromuro de talio. La primera etapa de este proceso consiste en poner la sal en un tubo de cuarzo sellado, que va al horno a una temperatura de 500 a 555\u00b0C, para la purificaci\u00f3n del material mediante un proceso denominado refinaci\u00f3n zonal. “La pureza constituye un factor determinante en la calidad del cristal para actuar como detector de radiaci\u00f3n con alta resoluci\u00f3n energ\u00e9tica”, dice Margarida. Posteriormente, el material pasa por otro horno, para el crecimiento de los cristales. Luego se corta el cristal en rodajas de diferentes espesores con una sierra de diamante y se lo pule. Se ponen contactos el\u00e9ctricos en estas rebanadas para que funcionen como detectores de radiaci\u00f3n.<\/p>\n
\n<\/strong>Desarrollo del cristal semiconductor de bromuro de talio para distintas aplicaciones como detector de radiaci\u00f3n y espectr\u00f3metro de centelleo
\nModalidad
\n<\/strong><\/em>L\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n
\nCoordinadora
\n<\/strong><\/em>Margarida Mizue Hamada \u2013 Ipen
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>R$ 93.783,75 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una sonda detecta tumores y ayuda a hacer cirug\u00edas","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[115],"class_list":["post-80396","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80396","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=80396"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/80396\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=80396"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=80396"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=80396"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=80396"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}