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氫氣納米氣泡輻射增敏效應(yīng)

文章來源：admin發(fā)布日期：2023-07-29 17:51瀏覽次數(shù)：

眼部黑色素瘤可以在四種眼組織中發(fā)展：葡萄膜 （UV）、結(jié)膜、眼瞼和眼眶，其中葡萄膜最為普遍。起源于脈絡(luò)膜、睫狀體或虹膜的葡萄膜黑色素瘤是最常見的眼內(nèi)癌，全球每百萬人中約有 5 人受到影響，北美每年有2500-3000人。觀察、手術(shù)切除、放射治療和熱療（不作為單獨(dú)的初始治療選擇）是葡萄膜黑色素瘤的主要治療方法，完全切除眼部是 1980 年代之前最普遍的治療方法。葡萄膜黑色素瘤放射治療旨在為腫瘤提供足夠的輻射劑量，同時保留眼睛或其他有風(fēng)險的器官 （OAR） 附近的結(jié)構(gòu)。近距離放射治療現(xiàn)在是沒有眼外延伸的葡萄膜黑色素瘤的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)治療方法，1998 年協(xié)作眼黑色素瘤研究發(fā)現(xiàn)眼球摘除術(shù)和眼球保留術(shù)在生存率方面沒有差異125碘近距離放射治療。根據(jù)比較研究，放射性核素或氦離子的離子治療和近距離放射治療125碘或106Rh斑塊可有效進(jìn)行局部腫瘤管理和視力保護(hù)。質(zhì)子和氦離子治療比斑塊治療具有更大的腫瘤復(fù)發(fā)概率。幾十年來，眼近距離放射治療一直使用凸眼科涂藥器或斑塊來治療惡性葡萄膜黑色素瘤和其他眼內(nèi)惡性腫瘤。惡性黑色素瘤、鱗狀癌和延髓結(jié)膜癌的放射性斑塊90鍶106茹，或125碘。由于帶電粒子的范圍有限，最合適的放射性核素是釋放β-射線106Ru/106Rh 和90鍶/90Yr，用于治療淺表腫瘤。特別是脈絡(luò)膜黑色素瘤，可以使用以下方法有效治療106茹涂抹。貝塔譜106Ru放射性同位素的最大能量為39 keV，平均能量為10 keV。過渡到106Rh 并最終到106鈀，106茹變得穩(wěn)定。106Rh發(fā)射β粒子，平均和最大能量分別為1.55 MeV和3.54 MeV。
許多研究已經(jīng)研究了納米顆粒（主要是金NPs）在輻射存在下的細(xì)胞毒性。對高原子序數(shù)原子核的興趣可以通過當(dāng)這些NP受到光子輻射時光電速率的增加來解釋。光電效應(yīng)產(chǎn)生二次電子，如光電子和俄歇電子，能直接電離DNA并破壞它。然而，使用納米技術(shù)在粒子放射治療中與基于光子束的放射治療具有不同的場景。哈希米等證明使用金NPs與β輻射相結(jié)合時不能產(chǎn)生顯著的劑量增強(qiáng)。高能電子的碰撞停止能力隨著原子序數(shù)的增加而減小。此外，由于電子通過重原子核時發(fā)生的輻射，具有高原子序數(shù)的NPs（如金）不能用作電子輻射增強(qiáng)材料。在高Z材料存在的情況下，電子束能量會被周圍的健康組織吸收。
納米氣泡（NBs）或超細(xì)氣泡是直徑小于一微米的氣孔。近年來，基于自然的解決方案因其出色的穩(wěn)定性而引起了科學(xué)界的興趣。這種穩(wěn)定性可以持續(xù)幾周到幾個月。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NBs會影響其傳播環(huán)境的物理化學(xué)參數(shù)。當(dāng)均勻液體由于壓力快速降低到臨界點(diǎn)以下而改變相位時，就會形成NB，稱為氣蝕。由于其廣泛的可能應(yīng)用，納米技術(shù)和NBs在許多領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注，例如無表面活性劑清潔，礦物加工，細(xì)胞內(nèi)藥物遞送和癌細(xì)胞藥物超敏反應(yīng)。Prabhakar等人探索了響應(yīng)超聲脈沖的增強(qiáng)細(xì)胞膜通透性和增加靶向細(xì)胞內(nèi)藥物遞送。在這項研究中，含納米氣泡的脂質(zhì)體（NB-PTXLp）用于癌細(xì)胞的超聲成像和靶向藥物遞送。他們得出結(jié)論，在MiaPaCa-2細(xì)胞中，NBs和超聲波將脂質(zhì)體吸收提高了2.5倍。Owen及其同事研究了氧氣NBs的口服溶液如何減少腫瘤缺氧。與將氧氣溶解在水中相比，將其封裝在NB中可提供基于其發(fā)現(xiàn)的更高的穩(wěn)定性和氧氣濃度。Iijima等人的另一項研究探討了富含氧氣NBs的水與輻射的影響，其中NBs用于培養(yǎng)MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞和EBC-1肺癌細(xì)胞。兩種細(xì)胞樣品在缺氧情況下都顯示出耐輻射性，在不同輻射劑量下使用氧氣NB會大大降低輻射阻力。（氧氣的輻射曾敏效應(yīng)是傳統(tǒng)認(rèn)識，通過氧氣納米泡只是在技術(shù)上增加了氧氣溶解，沒有理論上的沖突）。
長期以來，納米顆粒一直被探索用于治療眼部疾病，因為它們能夠穿透禁止外來化合物進(jìn)入眼部環(huán)境的生物屏障。因此，在這項研究中引入與人體生物環(huán)境，特別是眼睛相容的電子輻射敏感納米顆粒，將為在更短的時間內(nèi)用放射材料治療眼部腫瘤打開一個新的窗口，并具有更有效的劑量分布。作者搜索沒有關(guān)于使用納米技術(shù)的眼睛電子束近距離放射治療的研究。這項研究試圖解決H2-NBs在106Ru beta 射線眼近距離斑塊放射治療期間的使用價值。
目的： 研究氫納米氣泡（H2-NBs）在眼內(nèi)黑色素瘤近距離治療期間使用使用106Ru電子發(fā)射極斑塊。
方法： 采用蒙特卡洛（MC）模擬和實驗研究，使用3D設(shè)計的模型和熱發(fā)光劑量學(xué)（TLD）。各種濃度的H2-在腫瘤組織內(nèi)模擬直徑為100nm的NB。結(jié)果以沉積能量和劑量增強(qiáng)因子（DEF）表示。使用AutoCAD和3D打印機(jī)技術(shù)制作了人眼球的等效樹脂模型。使用玻璃珠TLD劑量計并將其放置在幻影內(nèi)。
結(jié)果： 使用 1% 濃度的 H2-NBs，在實驗設(shè)置和MC模擬的腫瘤頂點(diǎn)93mm處分別達(dá)到98%和10%的DEF。對于 0.1%、0.3%、0.5%、1% 和 4% H2-NBs的模擬濃度，最大劑量增強(qiáng)分別為154%、174%、188%、200%和300%，距離斑塊表面約3mm處可見劑量減少。
結(jié)論：因其獨(dú)特的身體特性，H2-NBs可用作106茹眼近距離放射治療吸收劑量增強(qiáng)劑。據(jù)報道，減少患者眼睛上的放射斑塊植入時間、減少鞏膜吸收劑量和降低患者健康器官照射的風(fēng)險是使用 H2-NB 的一些潛在益處。
提示：該研究是證明氫氣納米氣泡具有輻射增強(qiáng)效應(yīng)，這和過去發(fā)現(xiàn)氫氣具有抗輻射損傷的作用完全相反?；蛘f和我們一貫宣傳的氫氣有利于身體的效應(yīng)存在不同的特點(diǎn)。但由于本研究沒有使用氧氣、氮?dú)狻⒑饣蚩諝獾瘸煞值募{米氣泡進(jìn)行對比，因此無法確定這種效應(yīng)是氣體成分的貢獻(xiàn)。