PROTONTERAPIA NA ONCOLOGIA DE PRECISÃO: FUNDAMENTOS FÍSICOS, BENEFÍCIOS CLÍNICOS E PERSPECTIVAS PARA A IMPLEMENTAÇÃO NO BRASIL

Resumo

A protonterapia é uma modalidade avançada de radioterapia que utiliza feixes de prótons para tratamento oncológico, distinguindo-se da radioterapia convencional por apresentar deposição de dose altamente localizada, associada aos picos de Bragg. Essa característica física permite maior conformidade ao volume tumoral e redução significativa da dose em tecidos saudáveis adjacentes. O presente estudo tem como objetivo analisar os fundamentos físicos da interação próton-matéria, os aspectos tecnológicos envolvidos na geração e modulação do feixe e as evidências clínicas relacionadas à eficácia terapêutica e à redução de toxicidades. Trata-se de uma revisão sistemática da literatura com abordagem qualitativa, A análise integra conceitos como poder de freamento, eficácia biológica relativa (RBE) e sistemas aceleradores, incluindo ciclotrons e síncrotrons, correlacionando propriedades físicas da deposição de energia com desfechos clínicos descritos na literatura. Os resultados indicam que a protonterapia apresenta vantagens dosimétricas consistentes, especialmente em tumores pediátricos e do sistema nervoso central, embora sua implementação envolva elevados custos de infraestrutura e operação. Conclui-se que a modalidade se consolida como uma das abordagens mais promissoras da oncologia de precisão, demandando expansão estratégica e investimentos estruturais para ampliação do acesso.

Palavras-chave: radioterapia; física médica; dosimetria; aceleradores de partículas; implementação no Brasil.

Abstract

Proton therapy is an advanced modality of radiotherapy that uses proton beams for oncological treatment, distinguishing itself from conventional radiotherapy by exhibiting highly localized dose deposition associated with Bragg peaks. This physical characteristic allows for greater conformity to the tumor volume and a significant reduction in dose to adjacent healthy tissues. The present study aims to analyze the physical fundamentals of proton–matter interactions, the technological aspects involved in beam generation and modulation, and the clinical evidence related to therapeutic efficacy and toxicity reduction. This is a systematic literature review with a qualitative approach. The analysis integrates concepts such as stopping power, relative biological effectiveness (RBE), and accelerator systems, including cyclotrons and synchrotrons, correlating the physical properties of energy deposition with clinical outcomes reported in the literature. The results indicate that proton therapy presents consistent dosimetric advantages, especially in pediatric tumors and tumors of the central nervous system, although its implementation involves high infrastructure and operational costs. It is concluded that this modality is consolidating itself as one of the most promising approaches in precision oncology, requiring strategic expansion and structural investments to broaden access.

Keywords: radiotherapy; medical physics; dosimetry; particle accelerators; implementation in Brazil

Resumen

La protonterapia es una modalidad avanzada de radioterapia que utiliza haces de protones para el tratamiento oncológico, distinguiéndose de la radioterapia convencional por presentar una deposición de dosis altamente localizada, asociada a los picos de Bragg. Esta característica física permite una mayor conformidad al volumen tumoral y una reducción significativa de la dosis en los tejidos sanos adyacentes. El presente estudio tiene como objetivo analizar los fundamentos físicos de la interacción protón-materia, los aspectos tecnológicos involucrados en la generación y modulación del haz, así como las evidencias clínicas relacionadas con la eficacia terapéutica y la reducción de toxicidades. Se trata de una revisión sistemática de la literatura con enfoque cualitativo. El análisis integra conceptos como poder de frenado, eficacia biológica relativa (RBE) y sistemas aceleradores, incluidos ciclotrones y sincrotrones, correlacionando propiedades físicas de la deposición de energía con desenlaces clínicos descritos en la literatura. Los resultados indican que la protonterapia presenta ventajas dosimétricas consistentes, especialmente en tumores pediátricos y del sistema nervioso central, aunque su implementación implica elevados costos de infraestructura y operación. Se concluye que esta modalidad se consolida como uno de los enfoques más prometedores de la oncología de precisión, requiriendo expansión estratégica e inversiones estructurales para ampliar el acceso.

Palabras clave: radioterapia; física médica; dosimetría; aceleradores de partículas; implementación en Brasil.