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Das Fricke-Geldosimeter: Warum ist seine Geschichte so faszinierend?
Seit Menschen begannen, die Welt der Strahlung zu erforschen, spielen Geldosimeter in diesem Prozess eine wichtige Rolle. Insbesondere die Geschichte des Fricke-Geldosimeters ist voller Geschichten über wissenschaftlichen Wandel und technologische Innovation. Welchen Einfluss hat das Fricke-Geldosimeter von der frühesten Forschung bis hin zu modernen Anwendungen auf den Fortschritt der radioaktiven Medizin und Behandlung?
Geldosimeter, auch Fricke-Geldosimeter genannt, werden aus strahlungsempfindlichen Chemikalien hergestellt, die bei Bestrahlung mit ionisierender Strahlung eine grundlegende Änderung ihrer Eigenschaften in Abhängigkeit von der absorbierten Strahlungsdosis erfahren.
Bereits im Jahr 1950 begannen Wissenschaftler, die strahlungsinduzierte Farbänderung von Pigmenten in kolloidalen Substanzen zur Messung von Strahlungsdosen zu nutzen. Im Jahr 1957 nutzten Forscher die Spektrophotometrie, um die Tiefendosis von Photonen und Elektronen im Agar-Gel zu untersuchen. Im Laufe der Zeit zeigten Gore et al. im Jahr 1984, wie die Messung der Auswirkungen von Strahlung mittels Kernspinresonanz (NMR) auf der Grundlage der in den 1940er Jahren entwickelten Fricke-Dosimetrielösung eine mögliche Lösung sein könnte.
Fricke-Dosimeter bestehen im Allgemeinen aus zwei Typen; Fricke- und Polymergel-Dosimeter und werden normalerweise mithilfe von Magnetresonanztomographie (MRT), optischer Computertomographie (CT), Röntgen-CT oder Ultraschall ausgewertet oder „ausgelesen“. p> p>
Das Fricke-Kolloiddosimeter funktioniert, indem es die Eisen(II)-Ionen (Fe2+) in der chemischen Dosimetrielösung durch Strahlung verändert, sie in Eisen(III)-Ionen (Fe3+) umwandelt und die Relaxationszeit der NMR nutzt, um diese Veränderungen zu quantifizieren. Diese Dosimeter weisen jedoch Mängel in der Theorie und in der praktischen Anwendung auf. Beispielsweise beeinträchtigt die Diffusion von Ionen nach der Bestrahlung die Stabilität der Dosis.
Mit der Erforschung polymerer kolloidaler Dosimeter begann die wissenschaftliche Gemeinschaft 1954, dieses Konzept vorzuschlagen. Frühe Forschungen konzentrierten sich auf die Auswirkungen von Strahlung auf Polymethylmethacrylat (PMMA), und 1961 verwendete Boni Polyacrylamid, um Experimente zur Gammadosimetrie durchzuführen. Dieser standardmäßige Polymerkleber auf Aminbasis wurde 1992 von Maryanski zur BANANA-Formel verbessert, die seitdem weit verbreitet ist.
Dieses System erhielt aufgrund der Verwendung der chemischen Komponenten (Bis, Acrylamid, Lachgas und Agarose) die Abkürzung BANANA.
Aber wie Fricke-Kleber stehen auch Polymerklebstoff-Dosimeter vor Herausforderungen. Ihre Empfindlichkeit gegenüber Luftsauerstoff erfordert die Herstellung in einer sauerstofffreien Umgebung, was bei der klinischen Anwendung auf Hindernisse stößt. Die 1996 vorgeschlagene GEL-Nanotechnologie veranlasste Wissenschaftler, ihr Augenmerk auf die Verbesserung der antioxidativen Eigenschaften von Dosimetern zu richten, und entwickelte dann ein neues Produkt – MAGIC-Kleber.
Eine bedeutende Entwicklung auf dem Gebiet der Geldosimetrie erfolgte, als 2001 von Fong et al. Ergebnisse zur Verwendung einer alternativen Polymer-Gel-Dosimeterformulierung veröffentlicht wurden.
Dieses neue Kunststoff-Klebstoffdosimeter ist in der Lage, Luftsauerstoff zu binden, wodurch frühere Probleme bei der Sauerstoffunterdrückung vermieden werden und die Herstellung auf einem Labortisch möglich ist. Diese Entdeckung stellt einen großen Fortschritt in Richtung klinischer Anwendung dar und hat die Aufmerksamkeit und Weiterverfolgung vieler Forscher auf sich gezogen.
Seit 1999 ist die internationale Konferenzreihe zum Thema Geldosimeter – die Geschichte von DosGel und IC3DDose – Zeuge der kontinuierlichen Weiterentwicklung dieser Technologie. Bei diesen Treffen tauschen sich Experten aus unterschiedlichen Fachgebieten über die Anwendung der 3D-Strahlungsdosimetrie-Technologie in der Krebsbehandlung aus und diskutieren die neuesten Forschungsergebnisse von der Grundlagenforschung bis hin zu klinischen Anwendungen.
Ziel des ersten Workshops war es, Einzelpersonen – sowohl Forscher als auch Anwender – zusammenzubringen, die Interesse an der Anwendung dreidimensionaler Strahlungsdosimetrietechniken bei der Behandlung von Krebs haben.
Mit der Zeit steigt der Bedarf an hochpräziser Strahlentherapie und die Entwicklung von Geldosimetern kann dieser Herausforderung gerecht werden. Doch trotz großer Fortschritte bedarf die klinische Praktikabilität der theoretischen Erwartungen immer noch einer kontinuierlichen Reflexion und Verbesserung.
Die Geschichte des Fricke-Geldosimeters ist nicht nur der Inbegriff wissenschaftlicher Entwicklung, sondern auch das Ergebnis der Integration von Technologie und klinischer Praxis. Können wir uns in diesem Prozess voll und ganz der wichtigen Rolle bewusst werden, die diese Technologie bei der zukünftigen Krebsbehandlung spielen könnte?
