Conventional high-energy (15MV- 25MV) linear accelerators (LINACs) for radiotherapy produce fast secondary neutrons in the gantry with a mean energy of about 1MeV due to (γ, n) reaction. This neutron flux is isotropically distributed and it is considered as an unavoidable undesired dose during the treatment. Considering the moderating effect of human body, a consistent thermal neutron fluence rate (of about 1.55E07 nth cm-2 per Gy) is localized in the tumour area. This study analyses the possibility to employ this thermal neutron background for BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) by previously administering 10B-Phenyl-Alanyne (10BPA) to the patient. This additional BNCT equivalent dose could enhance radiotherapy treatment effectiveness, acting as a localized radio-sensitizer.
La tecnica pi?u utilizzata per la cura di tumori ?e, attualmente, la radioterapia convenzionale con acceleratori lineari di elettroni e raggi X. Nuovi metodi, quali la terapia con adroni in cui si impiegano protoni e ioni carbonio, sono molto promettenti ma praticati in pochi centri; in Italia ne sono attivi solamente due, il CNAO a Pavia, che ?e il primo Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, e quello situato a Catania presso i laboratori nazionali del Sud dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dedicato solo ed esclusivamente alla cura di alcuni tumori dell'occhio come il melanoma coroidale. Nei trattamenti radioterapici a raggi X risulta fondamentale il controllo della dose rilasciata nell'area tumorale, in modo da ridurre l'insorgere di tumori secondari radio-indotti. Per limitare così?? le conseguenze dell'esposizione alle radiazioni ionizzanti occorre localizzare adeguatamente le cellule da trattare. Le ricerche in questo campo sono orientate sulla possibilit?a di somministrare al paziente, per le diverse patologie tumorali, dei radio-sensibilizzanti (Oxaliplatino, Mithomicine, 5-Fluorouracile, Gemcitabina), atti ad aumentare la necrosi delle cellule neoplastiche e a minimizzare gli e?etti nel tessuto sano, migliorando l'e?cacia della radioterapia. Una delle tecniche di radioterapia ad alta selettivit?a ?e la BNCT, Boron Neutron Capture Therapy. La terapia ?e basata sulla cattura neutronica da parte del boro, e risulta altamente selettiva in quanto il veicolante che trasporta il Boro-10 ?è preferibilmente accumulato nelle cellule tumorali. La BNCT ?e una terapia binaria: in primo luogo ?è somministrato al paziente un composto borato, solitamente la Boro-Phenil-Alanina (BPA); questo veicolante viene principalmente assorbito dalle cellule neoplastiche, a causa del loro veloce metabolismo. In secondo luogo il paziente ?e irraggiato con un intenso flusso di neutroni termici, per la loro alta sezione d'urto con il boro-10 (3840 barns a 0.025 eV), ed avviene cos??ì la reazione nucleare che produce particelle ?e ioni litio-7, che, essendo particelle ad alto LET, depositano la loro energia in un raggio di pochi ?micrometri, compatibile con le dimensioni cellulari. Sottoponendo un paziente ad una seduta di radioterapia a raggi X si ha una produzione di dose indesiderata e inevitabile di neutroni se l'acceleratore lineare ha energie maggiori di 15 MV. L'energia di soglia affichè avvenga la reazione di Risonanza Gigante di Dipolo (GDR) ?è tra 6 MeV e 20 MeV. I neutroni sono prodotti dall'interazione dei fotoni da radiazione di frenamento con i nuclidi presenti nella testata isocentrica rotante dell'acceleratore (gantry) in maniera isotropa e con un'energia media di circa 1 MeV. Il flusso di neutroni indesiderato ?è termalizzato dal corpo umano; come conseguenza, nella zona di trattamento ?è presente un intenso flusso di neutroni termici, di intensit?à variabile a seconda delle tecniche di collimazione usate e del tipo di trattamento eff?ettuato. Il lavoro di tesi analizza la possibilit?à di sfruttare tale componente neutronica, indesiderata e concentrata nella zona tumorale, per combinare un "eff?etto BNCT" al tradizionale trattamento radioterapico, previa somministrazione al paziente della BPA. La dose equivalente aggiuntiva nel tessuto tumorale dovuta a BNCT pu?ò migliorare e incrementare l'e?fficacia del trattamento radioterapico, agendo così?? come un radiosensibilizzante localizzato.
BNCT come radiosensibilizzante in trattamenti radioterapici con e-LinAc ospedalieri di alta energia
ALIKANIOTIS, KATIA
2012/2013
Abstract
La tecnica pi?u utilizzata per la cura di tumori ?e, attualmente, la radioterapia convenzionale con acceleratori lineari di elettroni e raggi X. Nuovi metodi, quali la terapia con adroni in cui si impiegano protoni e ioni carbonio, sono molto promettenti ma praticati in pochi centri; in Italia ne sono attivi solamente due, il CNAO a Pavia, che ?e il primo Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, e quello situato a Catania presso i laboratori nazionali del Sud dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dedicato solo ed esclusivamente alla cura di alcuni tumori dell'occhio come il melanoma coroidale. Nei trattamenti radioterapici a raggi X risulta fondamentale il controllo della dose rilasciata nell'area tumorale, in modo da ridurre l'insorgere di tumori secondari radio-indotti. Per limitare così?? le conseguenze dell'esposizione alle radiazioni ionizzanti occorre localizzare adeguatamente le cellule da trattare. Le ricerche in questo campo sono orientate sulla possibilit?a di somministrare al paziente, per le diverse patologie tumorali, dei radio-sensibilizzanti (Oxaliplatino, Mithomicine, 5-Fluorouracile, Gemcitabina), atti ad aumentare la necrosi delle cellule neoplastiche e a minimizzare gli e?etti nel tessuto sano, migliorando l'e?cacia della radioterapia. Una delle tecniche di radioterapia ad alta selettivit?a ?e la BNCT, Boron Neutron Capture Therapy. La terapia ?e basata sulla cattura neutronica da parte del boro, e risulta altamente selettiva in quanto il veicolante che trasporta il Boro-10 ?è preferibilmente accumulato nelle cellule tumorali. La BNCT ?e una terapia binaria: in primo luogo ?è somministrato al paziente un composto borato, solitamente la Boro-Phenil-Alanina (BPA); questo veicolante viene principalmente assorbito dalle cellule neoplastiche, a causa del loro veloce metabolismo. In secondo luogo il paziente ?e irraggiato con un intenso flusso di neutroni termici, per la loro alta sezione d'urto con il boro-10 (3840 barns a 0.025 eV), ed avviene cos??ì la reazione nucleare che produce particelle ?e ioni litio-7, che, essendo particelle ad alto LET, depositano la loro energia in un raggio di pochi ?micrometri, compatibile con le dimensioni cellulari. Sottoponendo un paziente ad una seduta di radioterapia a raggi X si ha una produzione di dose indesiderata e inevitabile di neutroni se l'acceleratore lineare ha energie maggiori di 15 MV. L'energia di soglia affichè avvenga la reazione di Risonanza Gigante di Dipolo (GDR) ?è tra 6 MeV e 20 MeV. I neutroni sono prodotti dall'interazione dei fotoni da radiazione di frenamento con i nuclidi presenti nella testata isocentrica rotante dell'acceleratore (gantry) in maniera isotropa e con un'energia media di circa 1 MeV. Il flusso di neutroni indesiderato ?è termalizzato dal corpo umano; come conseguenza, nella zona di trattamento ?è presente un intenso flusso di neutroni termici, di intensit?à variabile a seconda delle tecniche di collimazione usate e del tipo di trattamento eff?ettuato. Il lavoro di tesi analizza la possibilit?à di sfruttare tale componente neutronica, indesiderata e concentrata nella zona tumorale, per combinare un "eff?etto BNCT" al tradizionale trattamento radioterapico, previa somministrazione al paziente della BPA. La dose equivalente aggiuntiva nel tessuto tumorale dovuta a BNCT pu?ò migliorare e incrementare l'e?fficacia del trattamento radioterapico, agendo così?? come un radiosensibilizzante localizzato.| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
305392_alikaniotis.pdf
non disponibili
Tipologia:
Altro materiale allegato
Dimensione
4.04 MB
Formato
Adobe PDF
|
4.04 MB | Adobe PDF |
I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/59913