Una flecha que dispara a través de una manzana, crea una espectacular vista explosiva en cámara lenta. Del mismo modo, los iones energéticos que pasan a través de gotas líquidas inducen ondas de choque, que pueden fragmentar las gotas. En un estudio publicado en EPJ D, Eugene Surdutovich de la Universidad de Oakland, Rochester, Michigan, EE. UU., Junto con sus colegas del Centro de Investigación MBN, Frankfurt, Alemania, propusieron una solución para observar las ondas de choque inducidas por iones pronosticadas. Creen que pueden identificarse observando la forma en que los iones entrantes fragmentan las gotas de líquido en múltiples pequeñasEl descubrimiento de tales ondas de choque cambiaría nuestra comprensión de la naturaleza del daño por radiación con iones al tumor canceroso. Esto es importante para la optimización de la terapia del cáncer de haz de iones, que requiere un conocimiento profundo de la relación entre las características físicas dehaz de iones entrantes y sus efectos en los tejidos biológicos.
En medicina nuclear, los haces de iones, que utilizan protones e iones de carbono, se han utilizado clínicamente en el tratamiento de radioterapia de tumores cancerosos desde la década de 1990. A diferencia de los rayos X, su capacidad para penetrar en el cuerpo y liberar un pico de energía acordecon la energía de los iones entrantes en un lugar deseado los hace ideales para atacar tumores profundamente asentados.
Las ondas de choque predichas contribuyen significativamente al daño termomecánico infligido deliberadamente en el tejido tumoral. Específicamente, el flujo colectivo intrínseco a las ondas de choque ayuda a propagar especies reactivas biológicamente dañinas, como los radicales libres, derivados de los iones. Este mecanismo aumenta lavolumen de células tumorales expuestas a especies reactivas.
En presencia de ondas de choque, los autores muestran que, dentro de 100 picosegundos, una gota golpeada por un ion se fragmenta en gotas mucho más pequeñas si su radio está en algún lugar entre 30 y 1000 nanómetros. Este trabajo sugiere una forma de observar directamente estosondas de choque experimentalmente.
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