Cancro: GaToroid rivoluzionerà il futuro della cura

Nel 2017, Enrico Felcini ha iniziato il suo dottorato di ricerca in Superconduttività Applicata sotto la supervisione di Bertrand Dutoit, a capo dell’Applied Superconductivity Group dell’EPFL. Il suo lavoro era su un rivoluzionario concetto di gantry adronterapia inventato da Luca Bottura, che guida il gruppo di magneti del CERN. Tre anni dopo, è l’orgoglioso co-creatore di un nuovo design del gantry, basato su magneti superconduttori, che ha il potenziale per cambiare il futuro del modo in cui trattiamo il cancro.

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La terapia con adroni è di grande interesse per la comunità medica in quanto pionieristica radioterapia che utilizza particelle cariche per fornire una dose altamente localizzata a un tumore. A differenza della radioterapia tradizionale, poiché riduce al minimo le radiazioni a qualsiasi tessuto adiacente, può causare meno effetti collaterali ed evitare la generazione di tumori secondari.

Tuttavia, poiché un adrone è costituito da particelle cariche, è necessario un campo magnetico per garantire che vada esattamente nel posto giusto nel paziente. Ciò richiede un complesso assemblaggio di magneti in macchine giganti. Deve anche ruotare intorno al paziente con una precisione di 0,5 mm (5 capelli umani!), Rendendolo un pezzo di ingegneria incredibilmente complesso. Attualmente, ci sono solo due strutture al mondo, a Heidelberg in Germania dove la macchina è alta circa 13 metri, lunga 25 metri e pesa più di 600 tonnellate, e Chiba in Giappone, dove è alta 11 metri, 13 metri in lunghezza e 250 tonnellate di peso, perché è superconduttore.

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“GaToroid”, che, come dice Felcini, mira non solo a ridurre le dimensioni delle macchine per adronoterapia, ma anche la loro complessità, “utilizzando magneti superconduttori toroidali, l’idea di GaToroid è quella di avere una macchina che assomigli a una risonanza magnetica, quindi invece di una gigantesco braccio magnetico rotante che si muove intorno al paziente, abbiamo qualcosa di circolare che è in uno stato stabile con il paziente dentro. Questo ci ha permesso di rendere la macchina molto più piccola. Tuttavia, a differenza di una risonanza magnetica, il paziente non è immerso nel campo magnetico, ma è confinato dalle bobine che lo circondano “. L’idea è che questa tecnologia renderà la terapia adronica molto più accessibile in quanto non richiederà macchine delle dimensioni di un edificio di quattro piani.

Riflettendo sulla sua ricerca di dottorato, Felcini sente che è stato un onore lavorare a un progetto così visionario: “Il mio mentore del CERN, Luca Bottura è lo ‘yoda-master’ dei magneti ed è stato fantastico lavorare con lui. Sono davvero orgoglioso del mio contributo a GaToroid che richiede l’integrazione di diversi aspetti della fisica e dell’ingegneria, come la superconduttività, l’ottica del fascio, la meccanica, la criogenia, il vuoto e la qualificazione per la terapia. Mi sono concentrato in particolare sulla progettazione delle bobine superconduttrici e sull’integrazione dell’ingegneria dei magneti con la dinamica del fascio attraverso il tracciamento delle particelle. Con tutti questi diversi aspetti che si uniscono, ho avuto un’incredibile possibilità di non concentrarmi su una singola cosa, ma l’opportunità di pensare in modo molto ampio”.  Enrico è stato sfidato da molti aspetti diversi del progetto GaToroid, ognuno dei quali ha dettato i propri vincoli, ma ha comunque gestito un ottimo dottorato, diventando uno scienziato molto attraente per istituti di ricerca e aziende nel settore della cura del cancro.

È attualmente in corso il lavoro per costruire il primo modello dimostrativo, ridimensionato di un fattore 3 con l’obiettivo di fare il passo successivo e costruire una macchina su vasta scala nel prossimo decennio.

(Video: (c) CERN)

Fonte:EPFL