La radioterapia utilizada en el tratamiento del cáncer es un método de tratamiento prometedor, aunque bastante indiscriminado. En efecto, afecta tanto a los tejidos sanos vecinos como a los tumores. Por tanto, los investigadores han estado explorando las posibilidades de utilizar varios radio-sensibilizadores; estas entidades a nanoescala enfocan los efectos destructivos de la radioterapia más específicamente en las células tumorales.
En un estudio publicado en EPJ D , los físicos han demostrado ahora que la producción de electrones de baja energía por radio-sensibilizadores hechos de nanoestructuras de carbono depende de un mecanismo físico clave denominado plasmones:excitaciones colectivas de los llamados electrones de valencia; un fenómeno ya documentado en sensibilizadores de metales raros. Esta investigación fue realizada por Alexey Verkhovtsev, afiliado al MBN Research Center en Frankfurt, Alemania y el Instituto Físico-Técnico A.F. Ioffe en San Petersburgo, Rusia y un equipo internacional.
Los radio-sensibilizadores de nanopartículas son compuestos a nanoescala, típicamente compuesto de metales raros como oro recubierto, platino, o gadolinio. Se podrían fabricar sensibilizadores alternativos a partir de nanoestructuras a base de carbono, como fullerenos o nanotubos, siempre que sean biocompatibles y no tóxicos. Estudios anteriores han revelado que las nanopartículas de oro y platino producen una gran cantidad de electrones a través del mecanismo de excitación del plasmón. En el caso de una nanopartícula de carbono, este fenómeno produce electrones con mayor energía que los metales puros, induciendo así un mayor daño biológico.
En este estudio, los autores analizaron los espectros de electrones secundarios emitidos por una nanopartícula de carbono compuesta de fullerita, una forma cristalina de fullereno C60, irradiado por un haz de iones que consta de protones rápidos. Cuantificaron el rendimiento de electrones en un amplio rango de energía cinética, utilizando varios enfoques teóricos y numéricos diferentes. Descubrieron que un medio con una nanopartícula de carbono incrustada da como resultado una cantidad de electrones de baja energía varias veces mayor que la emitida por el agua pura. Esto puede conducir al desarrollo de nuevos tipos de sensibilizadores compuestos de partes metálicas y basadas en carbono.
