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Le fantastique voyage des dosimètres à gel : comment la technologie a-t-elle évolué de 1950 à aujourd'hui ?
Les dosimètres à gel ont toujours été un élément clé de la technologie de radiothérapie et de mesure de sécurité. Depuis les années 1950, les scientifiques étudient comment mesurer la dose de rayonnement absorbée à travers des systèmes colloïdaux, un processus rempli de développements et de changements technologiques étonnants. Cet article vous ramènera à l’historique du développement des dosimètres à gel depuis leur naissance et discutera de la technologie la plus avancée actuellement disponible.
Première exploration
Les dosimètres à gel étaient à l'origine fabriqués à partir de produits chimiques sensibles aux rayonnements qui subissent des changements fondamentaux lorsqu'ils sont exposés à des rayonnements ionisants. Dès les années 1950, les chercheurs ont utilisé les changements de couleur des colorants pour explorer les doses de rayonnement dans les systèmes colloïdaux. Plus tard, en 1957, des chercheurs ont utilisé des mesures spectroscopiques pour étudier la dose en profondeur des photons et des électrons dans le gel d'agar.
Lorsque le rayonnement frappe, la structure moléculaire du système colloïdal change. Ce changement est la base sur laquelle nous pouvons mesurer la dose absorbée.
Développement du dosimètre à gel Fricke
En 1984, Gore et d'autres chercheurs ont démontré comment mesurer les changements induits par les rayonnements dans les solutions du dosimètre Fricke par résonance magnétique nucléaire (RMN). Leur étude a confirmé que les ions fer (Fe2+) sont convertis en ions fer (Fe3+), et cette conversion peut être quantifiée par les mesures du taux de relaxation RMN. En 1986, Appleby et al. ont signalé que les solutions du dosimètre Fricke pouvaient être dispersées dans une matrice colloïdale pour obtenir des informations spatiales tridimensionnelles en utilisant l'imagerie par résonance magnétique (IRM).
Au fur et à mesure que les recherches s'approfondissaient, les chercheurs ont découvert que le dosimètre sur gel Fricke ne pouvait pas maintenir une distribution de dose stable car les ions se diffuseraient dans le gel après la radiation.
Innovation dans le dosimètre à gel polymère
Le concept de dosimètre à gel polymère a été proposé pour la première fois en 1954. En 1961, Boni a utilisé le polyacrylamide comme dosimètre gamma, et en 1992, Kenan et al. ont rapporté la dose absorbée révélée par les tests de relaxation longitudinale RMN. En 1992, Maryanski et al. ont proposé une nouvelle formule de dosimètre en gel appelée BANANA, basée sur la polymérisation de l'acrylamide et du N,N'-diméthylacrylamide. La stabilité de ce système était nettement supérieure à celle du dosimètre en forme de gel.
La réaction de polymérisation du dosimètre colloïdal BANANA est initiée par les radicaux libres générés par la radiodissociation de l'eau, améliorant significativement la stabilité de la distribution de dose.
L'émergence du dosimètre à gel polymère sans oxygène
En 2001, Fong et al. ont publié un nouveau dosimètre à gel polymère appelé MAGIC, qui a amélioré la maniabilité du dosimètre à gel. Ce nouveau dosimètre de type gel résout efficacement le problème de l’inhibition de l’oxygène et peut être produit en laboratoire sans environnement anaérobie strict. Les principaux composants de la colle polymère MAGIC sont l'acide méthacrylique, l'acide ascorbique et le cuivre. L'émergence de cette nouvelle formule représente une avancée révolutionnaire dans le domaine des dosimètres à gel.
L'émergence de MAGIC rend la production de dosimètres à gel plus flexible et élargit considérablement les possibilités des applications cliniques.
Les conférences internationales et leur impact
Depuis 1996, la communauté internationale a commencé à s'intéresser à la recherche et à l'application des dosimètres colloïdaux. Clive Baldock et L. John Schreiner ont discuté de l'opportunité d'organiser une conférence spéciale sur les dosimètres colloïdaux lors de la conférence. En 1999, la première conférence DosGel s'est tenue dans le Kentucky, aux États-Unis, dans le but de rassembler des chercheurs et des utilisateurs intéressés par la technologie de mesure de dose de rayonnement 3D.
Cette série de réunions a non seulement favorisé les échanges universitaires, mais a également favorisé la pratique clinique de la technologie des dosimètres sur gel.
Perspectives de la technologie actuelle
Avec les progrès de la technologie de radiothérapie, la demande de méthodes de mesure de dose tridimensionnelle de haute précision augmente également. La recherche et le développement de divers nouveaux dosimètres à gel progressent constamment pour répondre aux exigences cliniques. Cependant, des discussions et des recherches plus approfondies sont encore nécessaires pour l'application clinique généralisée des dosimètres sur gel à l'avenir.
Nous assistons à des progrès technologiques rapides. Comment les dosimètres à gel continueront-ils d'évoluer en radiothérapie, et à quels nouveaux défis et opportunités seront-ils confrontés ?
