انجمن حفاظت در برابر اشعه ایران مجله سنجش و ایمنی پرتو 23225971 10 1 2022 02 20 Evaluation of the effect of gold nanoparticles and boron injection in the treatment of breast cancer proton therapy with the code Gate7 / Geant4 بررسی اثر نانوذرات طلا و تزریق بورن در درمان پروتون‌تراپی سرطان سینه با کد Gate7/Geant4 9 22 112427 10.22052/rsm.2022.112427 FA الهام آریابد گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور واحد تهران، تهران سیده نسرین حسینی مطلق گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، شیراز، فارس سعید محمدی گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور واحد تهران، تهران Journal Article 2022 08 21 <span lang="EN">Radiation therapy, the most common and successful treatment used after surgery, plays an important role in the treatment of cancer. In proton therapy, the tumor is irradiated by proton beam. To increase the treatment efficacy of breast tumors, gold nanoparticles (GNP) and boron-sodium boron (BSH) solution containing boron-11 can be injected separately into the tumor and then irradiated with proton beam. In this study, using Geant4 / Gate7 simulation, confirming the increase in the dose reached the breast tumor tissue in proton therapy was performed through two separate stages, so that in the first stage, in order to maximize the received dose by protons in the tumor, injection of sodium boron captate (BSH) containing boron-11 was used in the presence of proton beam irradiation. Also, based on the injection of different concentrations of sodium boron captate solution containing boron-11 into the breast phantom, using the Monte Carlo code Geant4</span> <span lang="EN">/ Gate7, the number of emitted alpha particles caused by the reaction </span><em> </em><em>11</em><em>B</em><em>p,α</em><em> </em><em>8</em><em>Be</em><em> </em> <span lang="EN">estimated. As a result of alpha-proton-alpha avalanche reaction, the amount of alpha particles produced by </span><em>p+</em><em> </em><em>16</em><em>O</em><em>→α+</em><em> </em><em>13</em><em>N</em>  <span lang="EN">more than the alpha particles produced by the reactio</span>n produced due to the <em> </em>11B+p→3α+8.7MeV <span lang="EN">. The findings of the simulations show that the location of the Bragg peak inside the tumor changes with increasing energy to higher depths. Also, by injecting gold nanoparticles in different amounts of 25, 50 and 75 mg / ml with simultaneous irradiation of proton beam, the absorbed dose is up to 1.75% compared to the absorbed dose due to the injection of sodium boron captate solution containing boron-11 with the same values increase. In other words, the results of this study confirm the ability of gold nanoparticles to increase the effectiveness of treatment by increasing the absorption dose in breast tumors using proton therapy.</span><br />  <span lang="FA">پس از جراحی، پرتودرمانی رایج‌ترین و موفق‌ترین روش درمانی مورد استفاده است که نقش مهمی در درمان سرطان دارد.</span> <span lang="FA">در پروتون‌درمانی، باریکه پروتون به تومور تابانده می‌شوند. برای افزایش </span><span lang="AR-SA">کارایی </span><span lang="FA">درمان تومورهای سینه، نانوذرات طلا </span><span dir="LTR">GNP) </span><span lang="FA">) و محلول بورن‌کپتات‌سدیم</span><span dir="LTR">(BSH) </span> <span lang="FA">حاوی بورن-۱۱ را می‌توان به‌طور جداگانه به تومور تزریق کرد و سپس آن را تحت تابش پرتوی پروتونی قرار داد. در این ت</span><span lang="AR-SA">حقیق</span><span lang="FA"> به‌کمک شبیه‌سازی</span> <span dir="LTR">Geant4/Gate7</span> با تأیید افزایش دز رسیده به بافت تومور سینه در پروتون‌درمانی از طریق دو مرحله مجزا مطالعه انجام داده شد، به‌طوری که در مرحله اول به‌منظور به‌حداکثر رساندن دز به‌جا گذاشته پروتون در تومور، از تزریق بورن‌کپتات‌سدیم <span dir="LTR">(BSH)</span> حاوی بورن -۱۱ در حضور تابش باریکه پروتونی استفاده شد و در مرحله دوم نسبت به مرحله قبل تزریق نانوذرات طلا به‌جای تزریق بورن با همان مقدار تزریق قبل، در کنار تابش باریکه پروتونی به فانتوم شبیه‌سازی شده تومور مورد بررسی قرار گرفت<span lang="FA">. هم‌چنین، براساس تزریق غلظت‌های مختلف محلول بورن کپتات سدیم حاوی بورن-۱۱</span> <span lang="FA">به فانتوم‌ سینه، با استفاده از </span><span lang="AR-SA">کد</span> <span lang="AR-SA">مونت</span><span lang="FA">‌کارلوی </span><span dir="LTR">Geant4/Gate7</span><span lang="FA">، تعداد</span> <span lang="FA">ذرات آلفای گسیلی ناشی از واکنش ‌</span> <span dir="LTR">11</span><span dir="LTR">B</span><span dir="LTR">p,α</span> <span dir="LTR">8</span><span dir="LTR">Be</span>  <span lang="FA">برآورد شد. در اثر انجام واکنش بهمنی آلفا </span><span lang="FA">–</span> <span lang="FA">پروتون - آلفا میزان ذرات آلفای تولیدی در اثر واکنش </span><span dir="LTR"> p+</span> <span dir="LTR">16</span><span dir="LTR">O</span><span dir="LTR">→α+</span> <span dir="LTR">13</span><span dir="LTR">N</span>  بیش از ذرات آلفای تولیدی ناشی از واکنش <span dir="LTR">11</span><span dir="LTR">B</span><span dir="LTR">+p→3α+8.7 MeV</span>  به‌دست آمد. یافته‌های شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که محل قله براگ در داخل تومور با افزایش انرژی به اعماق بالاتر تغییر می‌کند. هم‌چنین با تزریق نانوذرات طلا در مقادیر مختلف ۲۵، ۵۰ و ۷۵ میلی‌گرم در میلی‌لیتر با تابش همزمان پرتوی پروتونی، میزان دز جذبی تا ۷۵/۱ درصد نسبت به حالت دز جذبی ناشی از تزریق محلول بورن‌کپتات‌سدیم حاوی بورن-۱۱ با همان مقادیرافزایش می‌یابد. به‌عبارت دیگر نتایج این مطالعه، توانایی نانوذرات طلا در <span lang="AR-SA">افزایش</span> <span lang="AR-SA">اثربخشی</span> <span lang="FA">درمان با افزایش دز جذبی در تومورهای سینه با استفاده از پروتون‌درمانی را تأیید می‌کند</span>Gold Nano Particle<br />  https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112427_d85eb17376d632553199ae8646cd832c.pdf