اندازه‌گیری دز جذبی در ژل پلیمر نوع نورموکسیک و بررسی اثر چیدمان نانوذرات طلا

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

پرتودرمانی در برگیرنده همه روش‌هایی است که بتواند اندازه‌ی ویژه‌ای از تابش‌های یونیزان را به بافت‌های بدخیم برساند، با این فرض که حداقل آسیب به بافت‌های سالم رسانده شود و ارائه یک روش ارزشمند و قابل اعتماد در اندازه‌گیری دز جذبی می‌تواند مفید باشد. امروزه امکان اندازه‌گیری توزیع دز جذبی در سه بعد وجود دارد که یکی از روش‌های دزیمتری سه‌بعدی نیز به کارگیری ژل‌های پلیمری حساس به پرتو است. هدف از مطالعه حاضر، محاسبه مقدار افزایش دز جذبی با حضور نانوذرات طلا و بررسی نوع چیدمان نانوذرات طلا (به طور یکنواخت و پوسته‌ای) در ژل پلیمر نوع نورموکسیک می‌باشد. در این پژوهش از هر دو رهیافت تجربی و شبیه‌سازی، از دزیمتر ژل پلیمر نوع نورموکسیک برای اندازه‌گیری مقدار تغییرات دز جذبی پرتوهای گاما با حضور نانوذرات طلا که تحت تابش پرتوهای چشمه ایریدیم-192 قرار گرفتند، استفاده شد. مراحل خوانش مقدار دز با کمک دستگاه قرائت‌گر دزیمتر ترمولومینسانس انجام گرفت و سپس با استفاده از روش مونت‌کارلو کد محاسباتی MCNPX شبیه‌سازی انجام شد و نتایج آن با آزمایش تجربی مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. با حضور یکنواخت نانوذرات طلا در ژل پلیمر، بیشینه دز جذبی به ازای غلظت mM 1/0 تا mM 5/1، %24/0 و در حالت پوسته ای %20 به‌دست آمد. نتایج و بررسی‌های هر دو مطالعه که به‌صورت تجربی و شبیه سازی به‌دست آمد، نشان می‌دهد که بهینه غلظت نانوذرات طلا در ژل پلیمر نوع نورموکسیکmM  5/1 می‌باشد، که برای انجام مطالعات کلینیکی می‌توان از آن استفاده کرد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Measurement of absorbed dose in normoxic polymer gel and study of gold nanoparticles configuration effects

نویسندگان [English]

  • abolfazl mahmoodi
  • hossein Tavakoli-Anbaran
چکیده [English]

Radiotherapy includes all methods that can deliver a particular amount of ionizing radiation to malignant tissues, assuming that minimal damage hurts healthy tissues. We are looking for a valuable and reliable method to measure absorbed dose and the ability to measure the distribution of absorbed dose in three dimensions which nowadays is one of the three-dimensional dosimetry methods in using radiation-sensitive polymer gels. The purpose of the present study was to calculate the amount of increase of absorbed dose in the presence of gold nanoparticles and to investigate the type of gold nanoparticles arrangement (uniformly and shells) in the polymer gel of normoxic.
In this study from both experimental and simulation approaches, a dosimeter of a normoxic polymer type gel was used to measure the amount of absorbed dose changes of Gamma rays in the presence of gold nanoparticles irradiated with   Iridium-192 source beams. Thermolominans dosimetry reading system was used to read steps of dose value and then    MCNPX computational code was simulated by using Monte Carlo method. The results were compared and investigated by experimental experiments. In the presence of gold nanoparticles uniformly distributed in polymer gel, with 0.1mM to 1.5mM, the maximum absorbed dose was 0.24% and in shell state it was 20%. The result and investigation of both experimental and simulation studies showed that the optimum density of gold nanoparticles in the normoxic polymer gel is 1.5mM, which can be used for clinical trials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dosimetry
  • Gold Nano Particles
  • Polymer Gel Normoxic
  • Phantom
  • Monte Carlo
[1] H. Tavakoli-Anbaran, A. Mahmoodi. Increased Absorption Dose with the Presence of Gold Nano Particles in a Normoxic Polymer Gel Method Monte Carlo: Iranian Journal Physics. 15 (2018) 86–86. [2] H. Tavakoli-Anbaran, OL. Ahmadi. Study of Dose distribution 103Pd Source Brachytherapy in Treatment of cancer Adjacent to Fat and Muscle Tissues by the Monte Carlo method using MCNP4C code: ssu- journals. 24 (2016) 618–629. [3] F. Rahmani, S. Seife, H. Tavakoli-Anbaran, F. ghasemi. Design of photon converter and photoneutron target for High power electron accelerator based BNCT: Applied Radiation and isotopes. 106 (2015) 45–48 [5] M. Alqathami, A. Blencowe Qiao, J. Adamovics, M. Geso. Optimizing the sensitivity and radiological properties of the PRESAGEs dosimeter using metal compounds. Rad Phys and Chem; 81 (2012) 1688–1695. [7] C. Baldock, Y. De Deene, S. Doran, G. Ibbott, A. Jirasek, M. Lepage, KB. McAuley, M. Oldham, LJ. Schreiner. polymer gel dosimetry. Phys Med Boil. 55 (2010) R1–R63. [8] P.M. Fong, D.Z. Kiel, M.D. Does, J.C. Core. polymer gels for magnetic resonance imaging of radiation does distributions at normal room atmosphere. Phys med boil. 46 (2001) 3105–3113. [9] WWW Table of Radioactive Isotopes. NuclearData. nuclear. lu. Se /toi/ radSearh. asp . [10]https://physics.nist.gov/physRefData/Xcom/html/xcom1.html