Em busca de maior eficiência para os detectores de radiação usados em máquinas de radioterapia, pesquisadores do Departamento de Física da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP desenvolveram novo material, a base de óxido de magnésio, com adição de Lítio, Cério e Samário e que adquire propriedades luminescentes e dosimétricas, capaz de registrar com precisão, e quantas vezes for necessário, a quantidade de radiação recebida. A ideia dos pesquisadores é que, no futuro, esse possa ser um importante instrumento no controle de qualidade das máquinas de radioterapia.

A radioterapia de intensidade modulada e a próton terapia são técnicas modernas utilizadas no tratamento de tumores. Essas técnicas permitem alcançar alvos específicos com altas doses de radiação, poupando o máximo possível os tecidos saudáveis. Esses tratamentos são sofisticados e exigem planejamento e programa de controle de qualidade complexos. Segundo especialistas, faltam detectores eficientes para isso, que consigam medir as doses de radiação emitidas pelas máquinas de radioterapia, capazes de reproduzir sozinhos a distribuição de dose planejada de radiação e que identifiquem e meçam alvos.

Segundo o físico Luiz Carlos Oliveira, esse é o resultado de pesquisa inédita e o material funciona como se fosse um dispositivo de memória. Quando submetido à radiação ionizante (radiação com altas concentrações de energia), o material sofre um processo de "gravação”, ou seja, informações são armazenadas no seu interior. Se desejamos saber a quanto de radiação o material foi exposto basta ‘ler’ a informação registrada. A leitura da informação armazenada no material é feita por meio da sua iluminação. "Quanto maior for a luz emitida de volta pelo material, maior terá sido a dose a que ele foi exposto”.

Para deixar mais claro o funcionamento do material, Oliveira faz uma analogia com uma fotografia. "Seria como produzir a imagem medindo a intensidade de luz de cada um dos seus milhões de pontos (pixels). ”

Dosimetria da radiação 

Com características únicas, diz o pesquisador, esse novo material é adequado para a dosimetria da radiação ionizante, como o RX, por exemplo, em duas dimensões, a chamada dosimetria bidimensional, que faz a leitura de uma extensa área a ser medida. Outro importante resultado apresentado pelo material desenvolvido no laboratório é a rapidez com que é possível fazer a leitura da quantidade dessa radiação. "Esse material é altamente sensível a radiação, pode medir desde doses muito pequenas até muito grandes, além de manter a estabilidade do sinal e também ser capaz de distinguir e medir alvos”.

Oliveira lembra que, atualmente, a determinação da distribuição de dose é uma dificuldade tecnológica. Outros laboratórios também trabalham para solucionar o problema e diversos tipos de materiais têm sido usados ou testados na dosimetria bidimensional em radioterapia. "É difícil medidas de precisão melhor que 5%, devido à combinação de fatores como, por exemplo, dependência com a energia de fóton, alcance dinâmico limitado, que é o trecho entre o valor mais escuro e o mais claro de uma imagem, instabilidade do sinal, condições de processamento”.

E o pesquisador comemora o feito do laboratório onde atua "o material que descobrimos supera esses fatores limitantes devido as suas propriedades intrínsecas. Trata-se de um material que reúne várias das características que os outros materiais apresentam separadamente, num único pacote”. Oliveira lembra, ainda, que o óxido de magnésio acrescido de Lítio, Cério e Samário não se encontra disponível para comercialização, pois ainda é fabricado em escala laboratorial. "No momento somente nosso laboratório é capaz de reproduzi-lo”, diz Oliveira.

A pesquisa deu origem ao trabalho MgO: Li, Ce, Sma as a high sensitive material for Optically Stimulated Luminescense dosimetry que foi publicado no dia 14 de abril, na revista Scientific Reports do Grupo Nature. O trabalho é resultado do pós-doutorado de Oliveira e foi supervisionado pelo professor Oswaldo Baffa Filho, da FFCLRP e contou com a colaboração do professor Eduardo Yukihara, da Universidade do Estado de Oklahoma, Estados Unidos.