Acquisire immagini del paziente di alta qualità in poco tempo e con strumenti più semplici, migliorando così la prevenzione oncologica. Questo sarà possibile grazie al nuovo materiale scintillatore realizzato dai ricercatori Bicocca, illustrato nello studio “Composite fast scintillators based on high-Z fluorescent metal–organic framework nanocrystals” appena pubblicato su Nature Photonics. A realizzare questo materiale, un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Scienza dei Materiali guidato dai professori Angelo Monguzzi, Anna Vedda e Angiolina Comotti, in collaborazione con Luca Gironi, ricercatore del Dipartimento di Fisica.
La tecnologia Time-of-Flight Positron Emission Tomography (TOF-PET) permette di ricostruire l’immagine di un tessuto opportunamente marcato con un radiofarmaco sfruttando l’interazione della radiazione emessa con un materiale scintillatore, in grado cioè di emettere un impulso di luce in seguito a questa interazione.
I rivelatori TOF-PET sono oggi utilizzati negli ospedali come metodo diagnostico d’elezione basato su immagini affidabili per le malattie tumorali. Attualmente, permettono di individuare con accuratezza i tessuti malati della dimensione di alcuni centimetri; per questo motivo, il loro impiego come mezzo investigativo di prevenzione, in grado cioè di individuare l’insorgere di masse tumorali allo stadio embrionale della grandezza qualche millimetro, è per ora impossibile.
Per poter utilizzare a questo scopo questa tecnologia diagnostica è necessario migliorare la risposta temporale di questi strumenti, determinata dalle proprietà dei materiali scintillatori impiegati come rivelatori.
«Il nuovo materiale sviluppato – spiega Angiolina Comotti – è un materiale composito che consiste in una matrice polimerica lavorabile che incorpora dei nanocristalli scintillanti ibridi Metal-Organic Frameworks».
«La particolare struttura e composizione di questi cristalli ibridi – continua Anna Vedda – è in grado migliorare l’efficacia del processo di scintillazione nel materiale permettendo quindi di realizzare dei rivelatori di radiazione più sensibile e con una risposta temporale migliore rispetto allo stato dell’arte».
«Il risultato ottenuto – conclude Angelo Monguzzi – è un primo importante passo per la costruzione di nuovi dispositivi scintillatori che potranno essere impiegati negli scanner TOF-PET comunemente utilizzati in ospedale. Grazie alle migliori performance, alla conseguente riduzione della dose di radiofarmaco necessaria e alla semplificazione della strumentazione richiesta per elaborare le immagini del paziente, sarà possibile diffondere in maniera più ampia l’utilizzo di questa tecnica».
L’impatto di questa nuova tecnologia è potenzialmente enorme, dato che consentirebbe di intervenire efficacemente in maniera preventiva contro molte patologie oncologiche e, nel caso più ottimistico, di seguire in tempo reale l’evoluzione dei tessuti malati con un controllo assoluto, rendendo possibile uno sviluppo personalizzato e ottimizzato delle terapie.
