La radioterapia es un tratamiento que se usa comúnmente en la medicina moderna para tratar las células tumorales de manera no invasiva. El reto consiste en lo siguiente: la dosis de radiación debe ser lo suficientemente alta como para destruir las células tumorales, pero sin dañar el tejido sano circundante.
El tratamiento con microhaces está destinado a evitar daños en el tejido sano. Se irradian al tejido tumoral haces en pulsos ultracortos de solo unos pocos milisegundos en áreas de un micrómetro de ancho y con dosis ultraaltas, es decir, 20 veces más altas que las habituales. El efecto antitumoral es comparable al de la radioterapia convencional en dosis altas. A su vez, hay menos peligro de destruir el tejido sano que rodea el tumor. Este efecto conocido como dosis-volumen se observó por primera vez en 1959, durante una radiación con neutrones, y ahora varios estudios la han confirmado. De esta forma, la terapia con microhaces se desarrolló como una alternativa prometedora a la terapia con haces convencional.
Sin embargo, hasta ahora este tipo de radiación solo ha sido posible en el marco de estudios preclínicos mediante aceleradores de partículas enormemente costosos (aceleradores lineales). Para que la terapia con microhaces sea accesible para una amplia gama de usos clínicos, es necesario reducir el esfuerzo y los costes de forma considerable. Esto será posible mediante el uso de una fuente de rayos X que disponga de un ánodo giratorio. Sin embargo, ningún ánodo giratorio de los que se conocen en la actualidad es capaz de generar los rayos X de energía ultraalta necesarios para los sistemas de terapia con microhaces.
La Cátedra de desarrollo de productos y construcción ligera de la Universidad Técnica de Múnich quiere cambiar este hecho y, en colaboración con socios investigadores, está desarrollando una fuente de rayos X con ánodos giratorios aplicable en sistemas de microterapia con radiación. Para comprobar su viabilidad, la Universidad Técnica de Múnich está trabajando en un sistema prototipo con altas cargas térmicas de ánodo giratorio de 90 kW en un pulso de 20 segundos que se repite cada 20 minutos.
Para ello, la Universidad Técnica de Múnich encargó a Plansee que produjera un ánodo giratorio de proporciones sin precedentes. La producción de un ánodo giratorio de tan alto rendimiento planteó al equipo una serie de retos a los que enfrentarse. Se creó un prototipo con un peso de la pieza terminada de casi 14 kg, un diámetro de 240 mm y una altura total de más de 50 mm a partir de una pieza en bruto que pesaba alrededor de 24 kg: se trata del ánodo más pesado y grande que Plansee ha hecho nunca.
Se utiliza además en el sistema de tubo de rayos X con ánodo giratorio más grande hasta la fecha, que dispone de un accionamiento basado en cojinetes lisos de metal líquido que permite que el ánodo gire a velocidades de hasta 15 000 rpm (250 Hz). Se dice que el sistema final de terapia con microhaces puede procesar una energía de 1 TW/m2 en el ánodo giratorio, lo que corresponde a una velocidad de rotación de 43 000 rpm mediante el diseño actual.
Estos son otros socios que se han involucrado en el proyecto:
Clínica Rechts der Isar, en Múnich
Cátedra de desarrollo de productos y construcción ligera (desarrollo del ánodo giratorio)
Universidad de Maguncia
Forschungszentrum Jülich
La información relativa al trabajo de investigación se puede encontrar en la publicación de TU Múnich:
