Alteração na Absorção de Dose Celular Decorrente da Utilização de Nanopartículas de Ouro Associadas à Radionuclídeos de Aplicação Clínica: Estudo Simulado
DOI:
https://doi.org/10.29384/rbfm.2015.v9.n3.p24-27Keywords:
Nanopartícula de Ouro, Medicina Nuclear, Simulação Monte Carlo, PENELOPEAbstract
O presente trabalho é uma proposta para avaliar qual é a eficiência na utilização de radionuclídeos de aplicação clínica em medicina nuclear em um sistema conjugado com nanopartículas de ouro. Para obter os resultados necessários para a interpretação desta combinação foi utilizado o código de simulação Monte Carlo PENELOPE, onde foi simulando as estruturas principais de uma célula eucarionte. Para simular a irradiação nas estruturas celulares foi utilizado o espectro de emissão dos principais radionuclídeos de uso clínico em serviço de medicina nuclear. O material contendo as nanopartículas de ouro foi modelado de acordo com as proporções estequiométricas encontradas na literatura. Os resultados obtidos demonstraram que para as energias simuladas, dimensões inferiores a 2,0mm não apresentam resposta significativa para o uso de nanopartículas no reforço da dose absorvida localmente. É observado uma pequena diminuição na dose absorvida localmente devido a emissão de partículas carregadas, acredita-se que ocasione um aumento na emissão gama secundária que irá ser depositada fora do corpo analisado. Mas este efeito é pequeno ao comparar ao aumento da energia absorvida devido a interação gama com os corpos contendo as nanopartículas, demonstrando assim um reforço na dose absorvida localmente. Sendo observado a existência de um aumento na dose absorvida local devido a utilização de nanopartículas, Para protocolos de tratamento com base no princípio da teranóstica, o imageamento do local tratado será afetado em sua precisão estatística, uma vez que a radiação gama será atenuada pelas nanopartículas presentes no material. Sendo necessário conhecer se o aumento da dose absorvida localmente possui maior importância no protocolo de tratamento do que a imagem da absorção do material radioativo no órgão alvo.
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References
Callari M, Aldrich-Wright JR, de Souza PL, Stenzel MH. Polymers with platinum drugs and other macromolecular metal complexes for cancer treatment. Progress in Polymer Science 2014; 39(1):1614-1643.
Dreaden EC, Austin LA, Mackey MA, El-Sayed MA. Size matters: gold nanoparticles in targeted cancer drug delivery. Theraphy Deliver 2012; 3(4):457-478.
Da Silva LE, Nicolucci P. Reforço local de dose em Radioterapia utilizando nanopartículas: estudo por simulação Monte Carlo. Revista Brasileira de Física Médica 2014.
Khosravi H, Hashemi B, Mahdavi SR, Hejazi P. Effect of Gold Nanoparticles on Prostate Dose Distribution under Ir-192 Internal and 18 MV External Radiotherapy Procedures Using Gel Dosimetry and Monte Carlo Metthod J Biomed Phys Eng. 2015; 4;5(1):3-14.
Rahman WN, Bishara N, Ackerly T, He CF, Jackson P, Wong C, et al. Enhancement of radiation effects by gold nanoparticles for superficial radiation therapy. Nanomedicine 2009; 5(2):136-142.
Li WB, et al. Monte Carlo Simulations of dose enhancement around gold nanoparticles use as X-ray imaging contrast agents and radiosensitizers. Proceedings by SPIE 9033 Medical Imaging 2014, Physics of Medical Imaging 2014.
Lin Y, Müllner M, Greiter MB, Xie WZ, Schlattl H, et al. Comparing gold nano-particle enhanced radiotherapy with prótons, megavoltage photons and kilovoltage photons: a Monte Carlo simulation. Physics in Medicine and Biology 2014; 59(1):7675-7689.
Herskind C, Wenz F. Radiobiological aspects of intraoperative tumor-bed irradiation with low-energy X-rays (LEX-IORT). Transl Cancer Res 2014; 3(1):3-17.
Ngwa W, et al. Targeted radiotherapy with gold nanoparticles: current status and future perspectives. Nanomedicine 2014; 9(7):1063-1082.
Schwarcke M, Marques T, Nicolucci, Baffa O. Silver Nanoparticle Added to Nuclear Medicine: A Preliminary Evaluation of Dose Increase in Iodine Therapy Assessed by Monte Carlo. Medical Physics 2010; 37(1):3173.
Campos L, Carvalho AB, Lima FRA. Avaliação da dose absorvida usando Monte Carlo em folículos da tireóide considerando uma distribuição heterogênea de iodo radioativo. Scientia Plena 2011; 7(7):074801
Baró J, Sempau J, Fernández-Varea JM, Salvat F. PENELOPE: An algorithm for Monte Carlo simulation on the penetration and energy loss of electrons and pósitrons in matter. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 1995; 100(1):31-46.
Salvat F, Fernández-Varea JM, Sempau J. PENELOPE-2008: A Code System for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport. (Issy-les-Moulineaux: OECD Nuclear Energy Agency); 2009
Carney RP, Kim JY, Qian H, Jin R, Mehenni H, Stellacci F, Bakr OM. Determination of nanoparticle size distribution together with density or molecular weight by 2D analytical ultracentrifugation. Nature Communications 2011; 2(335):1-8.
National Nuclear Data Center [homepage on the Internet]. Brookhaven National Laboratory; [acesso em 15 de março de 2015]. Disponível em http://www.nndc.bnl.gov/chart/
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