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APPLICAZIONI FISICHE
NELLA MEDICINA ONCOLOGICA
Fulvio Frisone
D. L’iniziativa proposta per le agevolazioni
•Sintesi e caratteristiche salienti dell’iniziativa
(descrivere sinteticamente l’iniziativa che si intende realizzare, indicando anche le date di avvio e di
ultimazione previste, nonché l’esercizio “a regime”)
L’iniziativa che il dott. Frisone intende realizzare è sinteticamente riassumibile nel seguente punto:
Più precisamente tale macchinario è in grado di curare infiammazioni e lenire i dolori provenienti da malattie pesanti come i tumori.
Le date d’avvio e d’ultimazione sono così riassumibili:
Attività | Data di avvio | Data di ultimazione |
Attività di sviluppo precompetitivo: Realizzazione della macchina a risonanza magnetica per la terapia del dolore | 01/02/2005 | 01/02/2007 |
•Presupposti e motivazioni che ne sono all’origine
(indicare le ragioni produttive, commerciali ed economiche)
Le motivazioni all’origine dell’iniziativa si basano su lavori sperimentali che il dott. Frisone ha compiuto su soggetti affetti da Sindrome di Williams (questo per quanto concerne la cura delle infiammazioni) e su suoi ulteriori studi di biofisica nell’ambito della formazione e crescita di tessuti tumorali. Di seguito illustriamo i punti che mettono in risalto la fattibilità e l’importanza di tale progetto.
Il problema della cura dei tumori è attualmente uno dei maggiori problemi che la medicina attuale non sa ancora affrontare. Mancano dei modelli di crescita e sviluppo dei tumori e pertanto le terapie proposte dalla medicina ufficiale non sempre sono risolutive. Attualmente circa il 50% dei tumori risulta curabile anche se con ripercussioni sui pazienti abbastanza pesanti. Infatti la tecnica oggigiorno più utilizzata è quella basata sulla chemioterapia. In pratica si bombarda il tumore con raggi nucleari (cioè con protoni, in tecniche più raffinate come quelle in corso di sperimentazione al CERN con adroni di vario tipo) al fine di disintegrarlo. Ovviamente questo significa sottoporre il paziente a radiazioni nucleari che ledono ovviamente anche i tessuti buoni non solo quelli danneggiati. Gli effetti collaterali di tali tecniche sono così pesanti che sono sorti ( ma poi spariti) forme di speranza e/o leggende su cure tumorali alternative a quelle basate sulla ‘chemio’ (vedi caso di Bella).
In questo contesto la proposta del dott. Frisone si inserisce un po’ a metà strada fra quella che è la tecnica a base di radiazioni nucleari e quella invece che è l’attesa del malato: con questa attrezzatura il dott. Frisone intende fornire una terapia per il lenimento del dolore nei pazienti affetti da tumori. Il fine è dunque quello di migliorare la qualità della vita di queste persone.
Infatti la tecnica proposta dal dott. Frisone si basa essenzialmente su di un bombardamento, mediante radiazione, della regione deformata dal tumore, solo che la radiazione utilizzata non è nucleare ma elettromagnetica e di una frequenza opportuna tale da colpire selettivamente solo la parte del corpo malata. Ribadiamo che questa tecnica non garantisce la regressione del tumore, ma solo il lenimento.
Il punto su cui poggia tale tecnica risiede sul fenomeno della risonanza magnetica nucleare, abbreviato con le iniziali RMN nella letteratura scientifica: i nuclei con numero quantico di spin e momento magnetico non nulli assorbono energia da un campo magnetico di radio-frequenza ad un'unica frequenza di risonanza proporzionale alla ampiezza del campo magnetico costante e dal valore dal rapporto giromagnetico g, che é unico per ogni tipo di nucleo. L'ampiezza del segnale che, con un opportuno apparato sperimentale, rivela la risonanza risulta proporzionale al numero di nuclei risonanti presenti nel campione; inoltre esso varia approssimativamente col quadrato del campo magnetico applicato. Bisogna creare campi magnetici enormi, utilizzando tecnologie costose come quella della “SUPERCONDUZIONE” alla temperatura di 3-4 K (- 270°C). Tali magneti utilizzati in N.M.R., vengono definiti, CRIOMAGNETI, cioè enormi spire di metalli superconduttori capaci di creare enormi campi magnetici, lavorando a circa una decina di °K, dove la resistenza va praticamente a zero ( legge di Ohm). La dissipazione del calore da loro prodotta (effetto Joule) viene attenuata dalla presenza di una camera esterna raffreddata ad elio liquido. La potenza di tali sistemi è nell’ordine dei Tesla ( 1 Tesla = 10.000 Gauss, campo magnetico terrestre = ½ Gauss). Tuttavia gli spettroscopisti, in merito al campo magnetico, invece di esprimere la sua grandezza in Tesla la esprimono in funzione della frequenza a cui risuona un determinato nucleo. Quindi dire che il nucleo dell’¹H risuona a frequenze di onde radio elevate, vuol dire che è grande il campo magnetico. Per fare una buona spettroscopia N.M.R. ci vogliono strumenti a 500-600 MHz; oggi lo strumento più avanzato lavora a circa 900 MHz. Lavorare a 600 MHz comunque significa avere una grossa sensibilità, un’ottima risoluzione ed un elevato range dinamico.
Avendo stabilito un’equivalenza logico-matematica tra frequenza e campo magnetico, entrambe potranno essere usate in modo intercambiabile. Tuttavia tale relazione è però sempre legata a g che è diversa per ogni atomo, quindi cambiando atomo cambiano anche la frequenza a cui il nucleo di questo nuovo atomo risuona e naturalmente anche il campo magnetico necessaria alla risonanza. L’atomo di ¹H è stato scelto in primis per l’analisi dagli spettroscopisti. Scegliendo uno strumento che lavora a 600 MHz, possiamo dire che gli atomi di ¹H risuonano a 600 MHz; ma non tutti indistintamente. Dire che gli ¹H risuonano a 600 MHz, non vuol dire che ogni singolo atomo di ¹H in qualunque composto organico si trovi risuoni esattamente a quella frequenza, altrimenti l’analisi stumentale non avrebbe significato. Infatti le variazioni delle frequenze rispetto a quella portante degli H pur se minima dipende dagli ELETTRONI. Questi generano, avendo anch’essi uno spin, piccoli campi magnetici muovendosi attorno al proprio asse. Ciò sta a significare che la densità elettronica, dipendente dal n° degli elettroni e generando un campo magnetico, varia da atomo a atomo e soprattutto varia in funzione dell’atomo legato a quello preso come riferimento (H).
Quindi la differenza dei gruppi funzionali nelle molecole comporta differenti densità elettroniche tali da poter essere osservate attraverso l’analisi degli spettri. L’effetto degli elettroni, piccolo ma presente, è quindi quello di fare da schermo o da deschermo rispetto al campo magnetico. Quindi è fondamentale conoscere il comportamento dell’H a seconda della sua presenza in determinati gruppi funzionali e delle diverse frequenze a cui risuonano ( TEORIA DEL CHEMICAL SHIFT ).
Un altro parametro importante nell’N.M.R., oltre alla frequenza di risonanza che si discosta sempre pochissimo da quella portante, è la forma del picco. Tali picchi possono avere delle strutture particolari e dettagliate, analizzabili solo con risoluzioni elevate (FENOMENO DELL’ACCOPPIAMENTO DI SPIN).
A questo punto l’idea del dott. Frisone è abbastanza semplice: una volta determinata la frequenza della parte tumorale interessata, basta colpirla con una radiazione che abbia la stessa frequenza di risonanza ma fase opposta. In questo caso, come egli dimostra in un recente articolo, il dolore dovuto alla presenza del tumore si affievolisce.
La realizzazione di un tale macchinario porrebbe il paese all’avanguardia nel mondo per quanto riguarda quello che possiamo definire come ‘la nuova frontiera della medicina’.
Infine dato che lo scopo di questo progetto è quello di mettere a punto un sistema terapeutico non basato su radiazioni nucleari, tale iniziativa risulta in pieno accordo con le direttive CEE tese a favorire tutti gli indirizzi di ricerca che offrano risposte medicali eco-compatibili.
•Titolo: ………………………………………………………………………………………………………………
•Tema generale del programma
(descrivere l’attuale tecnologia prima dell’introduzione della innovazione oggetto del programma, con
particolare riferimento ai problemi esistenti e a quelli che possono essere risolti con l’introduzione
dell’innovazione – evidenziare in una tabella gli aspetti innovativi rispetto alla tecnologia esistente.)
La tecnica di rilevamento della frequenza di risonanza dei tessuti affetti da lesioni (o dovute a iper-infiammazioni o alla presenza eventuale di tumori) è arte nota. Così come è arte nota anche la relazione fra punti del corpo e la possibilità di far produrre all’organismo sostanze che leniscano le infiammazioni. Tuttavia in questo progetto non mancano punti di incertezza che possono racchiudersi in:
Per questa ragione tale progetto di ricerca deve necessariamente passare subito alla fase di costruzione dell’apparecchiatura dal momento che solo tramite l’utilizzo di essa saremo in grado di quantificarne l’efficacia. Tuttavia ribadiamo che questa tecnica si inquadra all’interno di una teoria formulata esclusivamente dal dott. Frisone secondo la quale esiste una ben fissata correlazione fra radiazione e materia. Una conseguenza immediata di questa teoria è la cura di alcune patologie semplici, come le infiammazioni, mediante luce cromatica. Su questo aspetto il dott. Frisone ha compiuto già notevoli sperimentazioni come riportato al congresso sulla Sindrome di Williams. Per quanto concerne la cura del dolore di tessuti danneggiati da tumori, o da altre patologie, bisogna utilizzare frequenze diverse da quelle dello spettro del visibile. Questo comporta la costruzione di una macchina del tutto simile a quella usata nella RNM con il solo ‘upgrade’ di disporre di un dispositivo in grado di bombardare il tessuto e/o la regione sede del dolore con la frequenza di risonanza propria ma con fase opposta. Di seguito riportiamo lo schema
•Obiettivo finale del programma
(descrivere, evidenziandone le caratteristiche e le prestazioni, il prodotto, il processo o il servizio da sviluppare,
le principali problematiche tecnico-scientifiche e tecnologiche da risolvere per conseguire l’obiettivo e le
soluzioni previste)
L’obiettivo finale del programma è quindi sintetizzabile nell’offrire:
Le maggiori problematiche tecnico-scientifiche da affrontare risiedono nella standardizzazione di un metodo per la focalizzazione della radiazione a radiofrequenza e nella realizzazione di un generatore di radiofrequenze che possa arrivare fino al gigahertz.
fig
•Tempi e luoghi di realizzazione del programma
(indicare: durata (in mesi) del programma); data di inizio; data di ultimazione; ubicazione degli stabilimenti
presso i quali il programma sarà svolto; responsabile del programma – nome, cognome, incarico ricoperto
nell’azienda)
Durata programma --------------------------> 24 mesi
Data di inizio ---------------------------------> 10/01/2005
Data di ultimazione --------------------------> 10/01/ 2007
Responsabile del programma ---------------> Dott. Fulvio Frisone
•Attività del programma
(descrivere le attività per ciascuna fase di sviluppo e di ricerca, se prevista, del programma, articolate in
eventuali studi di fattibilità, sperimentazione, sviluppo e preindustrializzazione, attraverso le quali si prevede di
raggiungere l’obiettivo finale del programma, evidenziando i problemi progettuali da affrontare e le soluzioni
tecnologiche proposte nonché il previsto impiego di personale interno per ciascuna delle varie fasi di attività
previste, suddividendolo per categoria – dirigenti, impiegati, operai e categorie speciali – ed indicando per
ciascuna di esse il numero di unità ed il numero di ore previste. Qualora il programma di sviluppo
precompetitivo preveda anche attività relative ad un Centro di Ricerca, occorre dimostrare l’esistenza del
collegamento funzionale con la realizzazione del programma di sviluppo)
Quanto sopra espresso sarà anche oggetto dei singoli obiettivi e relative attività, il cui ottenimento porterà al successo dell’iniziativa. Di seguito si riportano gli obiettivi realizzativi e le attività previste nel programma.
Calibrazione e taratura degli strumenti. In questa fase lo staff scientifico deve tarare le attrezzature e raggiungere la precisione necessaria al fine di discriminare i risultati sperimentali.
Le precisioni che si vogliono raggiungere sono quelle massime che la tecnologia RNM-like attualmente consente.
Fra le apparecchiature più importanti da installare riportiamo: il ‘coil’ a radiofrequenza, la camera principale ed il superconduttore.
Tali frequenze devono essere misurate partendo dalla tecnologia standard in uso nella RNM, ma migliorando la larghezza del picco ovvero il fattore di qualità almeno del 10 % rispetto a quello che si ottiene oggi. Questo punto è importante al fine di non avere fallimenti dovuti ad errori sistematici attorno alla frequenza principale.
La tempistica degli obiettivi di cui sopra è riportata nella seguente tabella:
TAB.1
Per motivi di sicurezza, non riportiamo con dettaglio i punti attraverso cui verrà espletato il lavoro di realizzazione del prototipo del macchinario dal momento che si basano su informazioni confidenziali sulle quali è possibile ed auspicabile porre il copyright.
Data l’importanza del primato del brevetto, qualsiasi fuoriuscita d’informazioni deve essere evitata.
•Elementi di validità del programma (solo per le grandi imprese)
(descrivere gli aspetti più significativi, sotto il profilo tecnologico e con particolare riferimento allo sviluppo del
settore in cui opera il soggetto, che caratterizzano la validità del programma)
•Ricaduta degli effetti del programma
(descrizione dei vantaggi ottenibili dall’industrializzazione dei risultati del programma in termini tecnici,
economici e commerciali, indicando, per questi ultimi, gli aspetti quantitativi e qualitativi e le loro ricadute sul
conto economico del soggetto proponente;
descrizione degli effetti del programma in termini occupazionali, di quota di mercato, di maggiori vendite e/o di
minori costi (solo per le grandi imprese
I vantaggi che questo progetto apporterà risiedono nel fatto questa attrezzatura potrebbe rivelarsi il migliore sostituto alle terapie del dolore attuali, quindi, in pratica, la ricaduta industriale sarebbe di grande valore.
Per quanto concerne il progetto in questione possiamo asserire che per il corretto espletamento della iniziativa occorrono 11 persone così distribuite:
40% Tecnici di laboratorio
20% Ricercatori specializzati in Ingegneria elettronica
20% Ricercatori specializzati in Biofisica
10% Ricercatori specializzati in Medicina.
Il costo dell’iniziativa è di circa 6 milioni di euro.
Ricordiamo nuovamente che data l’importanza del progetto, il personale è tenuto al segreto societario.
•Effetti di miglioramento ambientale
(descrizione degli eventuali miglioramenti ambientali, ivi compresi l’ambiente e le condizioni di lavoro,
nonché dei risparmi energetici indotti dal programma)
Ovviamente la eco-compatibilità di quest’iniziativa è più che scontata. Tutti gli esperimenti verranno eseguiti secondo le norme di sicurezza adottate dai laboratori che li ospiteranno e dato che tali esperimenti, nel peggior dei casi, produrranno radiofrequenze possiamo tranquillamente asserire che l’impatto ambientale di tale progetto è nullo. Peraltro sono da escludere effetti radiativi sul personale dal momento che le radiazioni prodotte (peraltro non nocive) saranno indirizzate verso l’interno della camera e pertanto nessun partecipante all’iniziativa ne sarà affetto.
Teniamo a sottolineare che il fine di questo progetto è quello di realizzare una macchina medicale in grado di migliorare la qualità della vita dei soggetti affetti da gravi patologie.
Gli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) costituiscono una serie di 17 obiettivi concordati dall'Organizzazione delle Nazioni Unite.
Buona salute: garantire una vita sana e promuovere il benessere di tutti a tutte le età.
Lotta contro il cambiamento climatico: adottare misure urgenti per combattere il cambiamento climatico e le sue conseguenze.
Utilizzo sostenibile della terra: proteggere, ristabilire e promuovere l'utilizzo sostenibile degli ecosistemi terrestri, gestire le foreste in modo sostenibile, combattere la desertificazione, bloccare e invertire il degrado del suolo e arrestare la perdita di biodiversità.
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