بررسی افزایش دز تابشی به سلول های اندوتلیال مویرگ در اثر وجود نانوذرات فلزات سنگین در دو مقیاس سلولی و تومور به روش مونت کارلو

اخیرا، استفاده از حساس کننده های مختلف، برای افزایش دز ناشی از فوتون در براکی تراپی، مرسوم شده است. یکی از این موارد، اضافه نمودن نانوذرات عناصر سنگین مانند طلا، در ناحیه هدف است که به دلیل افزایش احتمال اثر فوتوالکتریک، تولید الکترون های یونیزه کننده محیط، افزایش یافته و بازدهی درمان را بالا می برد. در این پژوهش، شبیه سازی تابش فوتون به سلول های اندوتلیال در دیواره مویرگ های خونی واقع در بافت داخل تومور، انجام می گیرد که در صورت تخریب آن ها، خون رسانی به سلول های تومور، دچاراختلال شده و مرگ سلول تومور را در پی خواهد داشت.

اثر استفاده از نانو ذرات طلا، نقره، بیسموت و مس، با محاسبه نسبت افزایش دز، به کمک ابزار Geant4 ارزیابی گردیده است که بر اساس روش محاسباتی مونت کارلو انجام می گیرد. این محاسبات، در دو مقیاس میکروسکوپی (ابعاد سلولی) و مقیاس ماکروسکوپی (ابعاد تومور) انجام گرفته است و اثر این نانوذرات، با یکدیگر مقایسه شده است. هم چنین، نسبت افزایش دز، برای تعیین مناسب ترین بازه انرژی فوتونی ارزیابی گردیده است.

با افزایش غلظت نانوذرات، مقدار نسبت افزایش دز برحسب انرژی فوتون، افزایش می یابد. هم چنین برای انرژی های کمتر از keV70، با افزایش انرژی، نسبت افزایش دز بیشتر می شود و برای انرژی های بالاتر از keV80، این کمیت، با افزایش انرژی کاهش می یابد.

 از نظر مقدار دز، طلا بهترین گزینه، و از نظر نسبت افزایش دز برحسب انرژی فوتون، نقره و بیسموت گزینه مناسب تری از بین چهار عنصر مورد بررسی می باشند. هم چنین، مناسب ترین بازه انرژی فوتونی، keV70 تا keV80 می باشد.