{"id":5753,"date":"2026-09-10T13:44:16","date_gmt":"2026-09-10T11:44:16","guid":{"rendered":"https:\/\/web.infn.it\/TechTransfer\/?p=5753"},"modified":"2026-09-10T13:47:12","modified_gmt":"2026-09-10T11:47:12","slug":"acceleratori-per-medicina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/web.infn.it\/TechTransfer\/acceleratori-per-medicina\/","title":{"rendered":"Acceleratori di particelle al servizio della societ\u00e0"},"content":{"rendered":"\n

<\/p>\n\n\n\n

Le applicazioni mediche<\/h1>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Se si pensa a un acceleratore di particelle, vengono subito in mente grandi apparecchiature in laboratori dedicati alla ricerca scientifica. Il ruolo di queste macchine nello studio della scienza di base \u00e8 certamente importantissimo, tuttavia, sono usate anche per scopi pi\u00f9 vicini alla vita dei tutti i giorni. Tra le diverse applicazioni degli acceleratori, le pi\u00f9 significative sono probabilmente quelle legate alla medicina e alla cura dei tumori.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Fasci di ioni contro il cancro<\/h2>\n\n\n\n

Fasci di ioni accelerati sono utilizzati per curare tumori non trattabili con tecniche tradizionali. L\u2019INFN \u00e8 stato pioniere in questo campo attraverso il Centro di Adroterapia e Applicazioni Nucleari Avanzate (CATANA)<\/strong> attivo dal 2002 presso i Laboratori Nazionali del Sud e dedicato al trattamento con fasci di protoni dei melanomi oculari. La terapia con ioni accelerati (adroterapia), a differenza della radioterapia convenzionale con raggi X, agisce in modo molto pi\u00f9 localizzato, preservando i tessuti sani che circondano il tumore. Questo \u00e8 fondamentale quando si deve agire su aree sensibili, come appunto l\u2019occhio, dove la radioterapia non \u00e8 utilizzabile perch\u00e9 provocherebbe danni gravi anche ai tessuti del cervello. <\/p>\n\n\n\n

Il fascio di protoni di CATANA viene fornito dal ciclotrone superconduttivo dei Laboratori Nazionali del Sud e ha un\u2019energia di 60 MeV, ideale per curare i melanomi oculari. Questa terapia \u00e8 l\u2019unica alternativa alla chirurgia e, a differenza di quest\u2019ultima, permette di conservare la vista.<\/p>\n\n\n\n

Una struttura dedicata al trattamento dei pazienti<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019esperienza dell\u2019INFN nell\u2019utilizzo di fasci ionici per la cura dei tumori \u00e8 sfociata nel Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO)<\/strong> di Pavia, l\u2019unico centro in Italia e uno dei 6 al mondo in grado di erogare trattamenti di adroterapia con protoni e con ioni di carbonio. L\u2019INFN ha infatti disegnato e realizzato il sincrotrone di 80 metri di circonferenza capace di accelerare protoni fino a 250 MeV e ioni carbono fino a 4800 MeV. L\u2019impiego di due diversi tipi di particelle e le energie in gioco permettono di trattare diversi tipi di tumore.<\/p>\n\n\n\n

INFN e CNAO hanno siglato un importante accordo per svolgere ricerche congiunte volte sia all\u2019introduzione di trattamenti con ulteriori ioni, che a sviluppare sistemi di imaging e dosimetria innovativi.<\/p>\n\n\n\n

FLASH Therapy e oltre<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019utilizzo degli acceleratori in medicina per\u00f2 non si ferma all\u2019adroterapia. Nell\u2019ambito del progetto ANTHEM<\/strong>, \u00e8 stato installato e collaudato presso il Center for Advanced Preclinical in Vivo Research (CAPiR)<\/strong> dell\u2019Universit\u00e0 di Catania, un acceleratore per Electron FLASH Therapy. <\/p>\n\n\n\n

La FLASH Therapy utilizza fasci di elettroni che concentrano in frazioni di secondo dosi di radiazione fino a mille volte superiori alla radioterapia tradizionale. In tal modo \u00e8 possibile trattare efficacemente un tumore preservando per\u00f2 i tessuti circostanti dai danni da radiazione.Si tratta di una procedura ancora in fase di studio, e l\u2019installazione di questo acceleratore, frutto di una collaborazione tra l\u2019Universit\u00e0 di Catania, l\u2019Ospedale Cannizzaro, il CNR-IBSBC e i Laboratori Nazionali del sud dell\u2019INFN \u00e8 fondamentale per lo sviluppo e la validazione di nuovi protocolli terapeutici.<\/p>\n\n\n\n

\u00a0La ricerca sul tema coinvolge anche i Laboratori Nazionali del Sud dove sar\u00e0 presto disponibile I-Luce<\/strong>, un sistema di accelerazione degli elettroni basato su laser ad alta potenza che consentir\u00e0 di lavorare in modalit\u00e0 ultra-FLASH, usando cio\u00e8 fasci di elettroni di intensit\u00e0 ancora pi\u00f9 alta aprendo cos\u00ec la strada a nuovi strumenti per la lotta al cancro.<\/p>\n\n\n\n

Boron Neutron Capture Therapy<\/h2>\n\n\n\n

Ma il progetto ANTHEM non si limita alla FLASH Therapy. Lo spoke 4, nel quale l\u2019INFN \u00e8 coinvolto, ha infatti fra i suoi obiettivi la costruzione, presso l\u2019Universit\u00e0 della Campania Luigi Vanvitelli, di un centro per la ricerca clinica sulla Boron Neutron Capture Therapy (BNCT)<\/strong>, basato su una tecnologia INFN per la produzione di fasci ad alto flusso di neutroni.<\/p>\n\n\n\n

La BNCT avviene in due fasi: nella prima, il paziente assume un farmaco che si lega al tumore concentrando in esso grandi quantit\u00e0 di boro; nella seconda, il tumore viene irraggiato con un fascio di neutroni a bassa energia.<\/p>\n\n\n\n

I neutroni hanno un\u2019elevata probabilit\u00e0 di essere catturati da un isotopo del boro, il boro-10, che si trasforma in boro-11 e poi decade in un nucleo di elio e uno di litio. L\u2019energia prodotta da questa reazione viene assorbita in un volume molto piccolo, paragonabile alle dimensioni cellulari, perci\u00f2 \u00e8 possibile in questo modo utilizzarla per distruggere il tumore, in cui il farmaco ha concentrato il boro, lasciando intatti i tessuti sani circostanti. questo tipo di terapia \u00e8 estremamente selettivo e permette quindi di trattare tumori resistenti alle terapie oppure vicini a tessuti molto sensibili alle radiazioni, e anche metastasi.<\/p>\n\n\n\n

In passato, le uniche sorgenti di neutroni sufficientemente intense disponibili per la BNCT erano reattori nucleari modificati per l\u2019irraggiamento di pazienti, mentre oggi sono disponibili sorgenti di neutroni generate con acceleratori di particelle. Il centro in costruzione in Campania vede coinvolti la Sezione di Pavia, i Laboratori Nazionali di Legnaro, i Laboratori Nazionali del Sud, la Sezione di Napoli, la Sezione di Torino dell\u2019INFN.<\/p>\n\n\n\n

Non solo trattamenti<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019utilizzo degli acceleratori in medicina non si limita al trattamento diretto dei pazienti, ma \u00e8 anche fondamentale per la produzione di radiofarmaci.<\/p>\n\n\n\n

Il primo passo per la creazione di un radiofarmaco \u00e8 la produzione del radioisotopo, cio\u00e8 dell\u2019elemento che emette radiazioni e proprio in questo step rientra il contributo dell\u2019INFN, grazie al progetto SPES (Selective Production of Exotic Species<\/strong>), che mira a realizzare presso i Laboratori Nazionali di Legnaro una struttura unica sia per la ricerca di base nella scienza nucleare che per la ricerca sui radioisotopi per scopi medicali.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Il ciclotrone di SPES accelera protoni fino a 70 MeV con intensit\u00e0 molto elevate, raggiungendo i 700 \u00b5A, e fornisce il fascio per due linee di ricerca sui radionuclidi medici attive presso i Laboratori di Legnaro, l\u2019attivazione diretta e la tecnica ISOL.<\/p>\n\n\n\n

Il metodo di attivazione diretta<\/strong> consiste nell\u2019irraggiare con fasci di protoni un bersaglio dedicato, la cui realizzazione \u00e8 specificamente ottimizzata per produrre il radionuclide medico di interesse, che dopo il bombardamento deve essere sottoposto a un processo radiochimico per estrarre e purificare il radioisotopo medicalmente rilevante da tutto il materiale irraggiato.<\/p>\n\n\n\n

Nella tecnica ISOL<\/strong>, invece, il fascio di protoni incide su un bersaglio spesso di carburo di uranio (UCx), generando un insieme di frammenti di fissione, la maggior parte dei quali viene poi rilasciato dal target grazie alle elevate temperature di lavoro, generalmente superiori a 2000 \u00b0C. I nuclei rilasciati, vengono trasformati in ioni positivi e vengono estratti in un fascio di particelle. Un separatore di massa permette di selezionare e raccogliere l\u2019isotopo desiderato.<\/p>\n\n\n\n

Due esempi sono solo il rame-67<\/a> e lo scandio-47<\/a>, i cui metodi di produzione da target irraggiati con un ciclotrone sono oggetto di altrettanti brevetti INFN.<\/p>\n\n\n\n

La ricerca di base al servizio della societ\u00e0<\/h2>\n\n\n\n

Le applicazioni degli acceleratori di particelle nelle scienze della vita rappresentano i frutti, spesso inaspettati della ricerca di base. Investire nella scienza fondamentale \u00e8 necessario per creare il substrato di conoscenze che portano alla creazione di tecnologie che poi generano impatto positivo sulla societ\u00e0. L\u2019INFN conduce ricerche di frontiera in campo fisico e, attraverso le sue strutture di trasferimento tecnologico, lavora attivamente affinch\u00e9 i risultati della ricerca abbiano effetti positivi sulle persone, sulla societ\u00e0 e sull\u2019economia.<\/p>\n\n\n\n

per saperne di pi\u00f9<\/h2>\n\n\n\n

contatta il Servizio Trasferimento Tecnologico<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Se si pensa a un acceleratore di particelle, vengono subito in mente grandi apparecchiature in laboratori dedicati alla ricerca scientifica. Il ruolo di queste macchine nello studio della scienza di base \u00e8 certamente importantissimo, tuttavia, sono usate anche per scopi pi\u00f9 vicini alla vita dei tutti i giorni. 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