Language
Country/Area
No result found
Полимерные дозиметры: какие удивительные прорывы были достигнуты в их разработке?
Поскольку последствия радиации становятся все более серьезной проблемой, разработка полимерных дозиметров имеет славную историю технологического прогресса. Радиационно-чувствительные химические вещества, используемые в этих дозиметрах, при воздействии ионизирующего излучения демонстрируют кардинальные изменения своих физических свойств в зависимости от поглощенной дозы радиации. Исторически, начиная с 1950 года, дозы облучения в коллоидах изучались с использованием изменения цвета красителей, вызванного радиацией. В 1957 году методом спектрофотометрии была рассчитана глубинная доза фотонов и электронов в агарозном геле.
Однако большинство современных дозиметров клея основаны на революционном исследовании, предложенном Гором и др. в 1984 году, которые успешно продемонстрировали, как использовать технологию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для измерения изменений в растворах дозиметра Фрике, вызванных ионизирующим излучением.
«С развитием технологий полимерные дозиметры не только повысили точность измерения дозы, но и значительно расширили область своего применения в клинической сфере».
Полимерные дозиметры обычно делятся на дозиметры Фрике и полимерные. Дозиметры геля Фрике основаны на свойствах ядерного магнитного резонанса растворов Фрике или стального купороса, и эти устройства способны предоставлять трехмерную пространственную информацию о дозе. Однако эти устройства не могут поддерживать стабильный профиль дозы из-за проблем с диффузией ионов. В начале 1990-х годов эта проблема рассматривалась как существенное препятствие для дальнейшего прогресса в гелевой дозиметрии.
Исследования дозиметров на основе полимерного клея можно проследить до 1954 года, когда Александер и др. обсуждали влияние ионизирующего излучения на полиметакрилат. Во многих последующих исследованиях изучалось использование различных полимеров в радиационной дозиметрии. В 1992 году Марьянски и др. предложили формулу коллоидного дозиметра на основе акриламида и N,N'-диакриламида и назвали ее БАНАН. Эта система позволяет избежать проблемы диффузии клея Фрике и обеспечивает относительно стабильное распределение дозы после облучения.
«С развитием и совершенствованием технологии полимерного клея перспективы его клинического применения становятся все более радужными».
В 1994 году формула BANANA была дополнительно усовершенствована путем замены агара желатином и названа BANG, что ознаменовало начало серии дозиметров на основе полимерного геля. Впоследствии формула была запатентована и выведена на рынок компанией MGS Research Inc. как первый дозиметр на основе полимерного геля.
Однако существенным ограничением полимерных дозиметров является их чувствительность к окружающему кислороду. Это приводит к тому, что производственный процесс приходится осуществлять в бескислородной среде. Эта проблема влияет на точность дозиметров при использовании магнитно-резонансной томографии (МРТ) в клинических целях. Исследования, проведенные Де Дином и соавторами, показали, что это подавление кислорода также является одной из основных причин проблем с точностью измерения дозы.
В 2001 году Фонг и др. опубликовали новую формулу дозиметра полимерного геля, MAGIC gel. Этот новый дозиметр геля преодолевает проблему ингибирования кислорода, объединяя его с металлоорганическим комплексом, что позволяет производить его в лабораторных условиях. В состав клея MAGIC входят акриловая кислота, аскорбиновая кислота, желатин и медь, а свою функцию он выполняет за счет связывания кислорода в растворе посредством аскорбиновой кислоты. Этот прорыв положил начало новому классу бескислородных клеевых дозиметров, резко контрастирующих с предыдущими формулами PAG.
«Инновация клея MAGIC прокладывает путь будущему дозиметров на основе полимерного клея, переопределяя возможности клинического применения».
Начиная с 1999 года серии конференций DosGel и IC3DDose по всему миру предоставляют исследователям и врачам площадку для обмена новыми технологиями, способствуя быстрому развитию технологии дозиметров на основе полимерного геля. Хотя клиническое применение полимерного геля все еще находится на стадии изучения, значительный рост спроса на высокоточную технологию трехмерной радиотерапии свидетельствует о неограниченных будущих возможностях в этой области. В постоянно меняющейся медицинской среде достижения в области полимерных дозиметров повышают ожидания относительно их будущего развития с точки зрения безопасности и эффективности.
Могут ли достижения в области технологий, стоящие за этими прорывами, продолжать совершенствовать наши измерения и применение радиации, вселяя большую надежду на будущие методы лечения?
