Fisica medica
La fisica medica è un settore di ricerca altamente interdisciplinare che attraversa i confini di medicina, biologia, farmacologia, chimica, fisica e ingegneria. La principale attività di ricerca del gruppo riguarda la produzione e l'applicazione di radionuclidi innovativi per la terapia e la medicina nucleare diagnostica, in particolare i radionuclidi teranostici, utilizzabili sia a scopo terapeutico che diagnostico (ad esempio, 47Sc), o le cosiddette coppie teranostiche, coppie di radioisotopi dello stesso elemento chimico con diverse proprietà di decadimento fisico, adatti rispettivamente all'imaging e alla terapia (ad esempio, 64Cu e 67Cu). Questa strategia migliora l'accuratezza diagnostica, riduce al minimo la tossicità e migliora i risultati terapeutici attraverso il monitoraggio in tempo reale e gli aggiustamenti adattivi del trattamento, soddisfacendo un approccio medico personalizzato. L'attività di ricerca è svolta in collaborazione con ricercatori di numerose istituzioni, in particolare i Laboratori INFN di Legnaro (INFN-LNL), dove hanno sede i laboratori LARAMED (Laboratorio di Radioisotopi per la Medicina) e LARIM (Laboratorio di radionuclidi e imaging molecolare), l'Istituto Oncologico Veneto (IOV), il CNR-ICMATE (Istituto di Chimica della Materia Condensata e Tecnologie per l'Energia) e l'Università di Ferrara (UNIFE).
Staff
Ricercatrici e Ricercatori: Laura De Nardo
Personale tecnico: Michele Bello
Assegniste/i e Borsiste/i
Lucia De Dominicis
Collaboratrici e collaboratori esterni
Cristina Bolzati (CNR-ICMATE), Luciano Canton (INFN-PD), Juan Esposito (INFN-LNL), Petra Martini (UNIFE), Laura Melendez (IOV), Liliana Mou (INFN-LNL), Marta Paiusco (IOV), Gaia Pupillo (INFN-LNL), Alessandra Zorz (IOV)
Attività di ricerca
Misure di sezioni d'urto nucleari
La produzione di radionuclidi per applicazioni mediche mediante il metodo di attivazione diretta sfrutta l'irradiazione di un bersaglio idoneo mediante un fascio di particelle accelerate (ad esempio protoni), seguita da un trattamento chimico del bersaglio irradiato per estrarre i prodotti di interesse dal materiale bersaglio e separare il radionuclide di interesse dai contaminanti non isotopici. Poiché questa procedura non consente di rimuovere i contaminanti isotopici, la loro presenza deve essere ridotta al minimo possibile attraverso l'individuazione di condizioni di irraggiamento ottimizzate (intervallo di energia e tempo di irraggiamento). Le sezioni d'urto contribuiscono ad individuare l'intervallo di energia potenzialmente migliore sfruttabile per la produzione di radionuclidi medicali, ottimizzando sia la resa che la purezza radioisotopica.
Contatti: Lucia De Dominicis, Laura De Nardo
Sito web: LARAMED
Modellizzazione di reazioni nucleari
La fisica teorica, attraverso l'utilizzo di sofisticati codici di reazione nucleare, fornisce un importante contributo allo studio delle reazioni nucleari a bassa energia, con l'obiettivo di identificare radionuclidi innovativi per applicazioni mediche e di ottimizzarne la via di produzione.
I codici nucleari consentono di calcolare le sezioni d'urto (probabilità di reazione) e le rese (attività prodotta) delle reazioni nucleari per specifici radionuclidi, consentendo di selezionare rapidamente diversi percorsi di produzione, risparmiando tempo e denaro in esperimenti complessi. I dati predittivi per reazioni non misurate o intervalli di energia inesplorati, cruciali per radionuclidi nuovi/emergenti, consentono di identificare i parametri di produzione ideali (bersaglio, energia) per la massima resa e purezza, che andranno in seguito verificati sperimentalmente. Inoltre la modellizzazione nucleare è un aspetto importante dell'analisi e dell'interpretazione dei dati e integra i dati sperimentali con informazioni aggiuntive provenienti da modelli teorici.
Contatti: Laura De Nardo
Studi in vitro e in vivo sui radiofarmaci
Radiocomplessi e bioconiugati innovativi per la produzione di radiofarmaci, sviluppati presso il laboratorio LARIM, vengono qui completamente caratterizzati mediante studi in vitro e in vivo. L'assorbimento, l'internalizzazione e la localizzazione cellulare dei radiofarmaci vengono valutati su diverse linee cellulari e studi di sopravvivenza cellulare consentono di valutarne gli effetti terapeutici. Un sistema PET/SPECT/CT per piccoli animali viene utilizzato per studiare la biodistribuzione dei radiofarmaci attraverso l'analisi quantitativa delle immagini acquisite.
Contatti: Laura De Nardo
Dosimetria
L'attività di ricerca mira a studiare la dose assorbita risultante dalla somministrazione di radiofarmaci innovativi, sia a livello cellulare che d'organo, sfruttando i dati sperimentali acquisiti mediante studi in vitro e in vivo e strumenti di calcolo dosimetrico. Di particolare rilevanza dal punto di vista della determinazione della via ottimale di produzione di nuovi radionuclidi è la valutazione dell’impatto dosimetrico e sulla qualità delle immagini medicali di eventuali contaminanti radioisotopici prodotti.
Contatti: Laura De Nardo
