Efecto de la incorporación de cobre en la respuesta a Rayos X en dos ́ımetros poliméricos en gel

A. WOLFEL; I. SCARINCI; P. PÉREZ; F. MATTEA; M. VALENTE

CORDOBA

Congreso; ISSSD 2021 - Int. Symposium of Solid State Dosimetry; 2021

AFA

La radiaci ́on ionizante cumple un papel muy importante en aplicaciones industriales y biom ́edicas. Enparticular, la radioterapia es ampliamente utilizada en el tratamiento del c ́ancer, gracias a su capaci-dad de entregar altas dosis de radiaci ́on en tejidos tumorales, controladas con mucha precisi ́on a nivelespacial. Junto con el avance en el control espacial de la deposici ́on de dosis en tejidos, se requiereque se implementen dispositivos dosim ́etricos que permitan caracterizar la cantidad y distribuci ́on de laradiaci ́on absorbida. Los dos ́ımetros de gel polim ́erico (PGDs), se presentan como materiales sensiblesy tejido-equivalentes frente a la radiaci ́on ionizante. Los PGDs permiten realizar la cuantificaci ́on de ladosis absorbida por el material y evaluar la distribuci ́on espacial de la misma. Sin embargo, es necesariooptimizar la sensibilidad de los PGDs a la radiaci ́on, como tambi ́en sus t ́ecnicas de caracterizaci ́on,para lograr mayor estabilidad y resoluci ́on espacial de la respuesta dosim ́etrica [1]. En este trabajo sepropone que la incorporaci ́on de agentes de cobre (Cu) podr ́ıa utilizarse como una herramienta paramejorar la respuesta a la dosis en PGDs. En un sentido hipot ́etico, por un lado, la presencia de ́atomosde cobre en la formulaci ́on podr ́ıa generar un refuerzo de la dosis local mediante la emisi ́on de electronessecundarios. Por lo tanto, podr ́ıa generarse un realce de dosis, que permita detectar la absorci ́on dedosis bajas. Por otro lado, la posible formaci ́on de ionesCu2+en el medio, como consecuencia de laabsorci ́on de la radiaci ́on ionizante, podr ́ıa ser aprovechada para generar uniones qu ́ımicas que incre-menten la respuesta ́optica de los dos ́ımetros. La formaci ́on de enlaces qu ́ımicos entre los ionesCu2+y determinados grupos funcionales org ́anicos (ligandos) puede generar complejos organo-met ́alicos al-tamente coloreados. El cambio de color puede ser caracterizado y asociado a la respuesta dosim ́etrica[2]. En este trabajo, se estudiaron los efectos a nivel radiol ́ogico provocados por la presencia de Cuen PGDs basados en el mon ́omeroN-isopropilacrilamida (NIPAm). El estudio se realiz ́o mediante sim-ulaciones de Monte Carlo utilizando el c ́odigo FLUKA [3]. Se utiliz ́o una composici ́on est ́andar dedos ́ımetros de NIPAm (89 % m/m agua; 3 % m/m NIPAm; 3 % m/mN,N?-metilenbisacrilamida; 5 %m/m gelatina) con un incremento gradual (0,1 % m/m) de Cu (0-1,5 % m/m); Los PGDs se irradiaronen condiciones equivalentes a las experimentales [2], empleando un espectro de fuente definido experi-mentalmente (W-44kVp). El incremento en la concentraci ́on de Cu provoc ́o un aumento proporcionalde la dosis de rayos-X depositada en la regi ́on irradiada, respecto de la observada en agua, en PGDscon concentraciones de Cu mayores a 0,2 % m/m. El aumento en la dosis depositada fue mayor al20 % en el centro de la celda dosim ́etrica en PGDs con Cu 1,5 % m/m. Los valores obtenidos re-fuerzan la hip ́otesis de que el Cu puede generar un realce de dosis significativo en los PGDs. Asimismo,se observ ́o que concentraciones bajas de Cu, menores a 0,4 % m/m, presentan una agua-equivalenciadel 4,8 % dentro del rango energ ́etico t ́ıpico de radiodiagn ́ostico, en t ́erminos a la respuesta dosim ́etrica.Referencias:[1] Baldock, C. and De Deene, Y. Phys Med Biol.55, 1 (2010). DOI[2] Wolfel, A.et al., Radiat. Phys. Chem.180(2021). DOI[3] Battistoni, G.et. al.Front. Oncol.6, 116 (2016). DOI1