Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

A metodologia nova permite o seguimento do tempo real da química de radiação induzida do protão na água

A terapia de Proton é um formulário prometedor do tratamento de radiação usado para matar pilhas cancerígenos e para parar eficazmente sua reprodução rápida. Quando este tratamento puder igualmente ser entregado em modalidades diferentes (isto é elétrons e raios X), a terapia do protão limita dano ao tecido saudável pela energia de depósito em um volume altamente localizado da dose.

A compreensão fundamental para a terapia do protão é contida na química de água induzida radiação que ocorre imediatamente depois da interacção. Isto é porque tanto quanto 66 por cento da radiação depositada em um volume do tumor é absorvido inicialmente por moléculas de água nas células cancerosas. Os processos de seguimento são conseqüentemente um assunto do interesse científico considerável.  

“É a aqueles níveis fundamentais que as sementes para a química de radiação subseqüente estão semeadas,” explicou Brendan Dromey, pesquisador do chumbo neste projecto e um leitor no centro para a física dos plasmas na universidade de rainha Belfast. “E é lá daquele que nós podemos começar a construir modelos dos primeiros princípios que permitirão que nós ganhem uma compreensão completa de como estes processos adiantados afectam finalmente a morte celular do tumor.”

Quando os protão energéticos entram na água, podem ionizar as moléculas de água que geram elétrons livres. Na resposta, as moléculas de água próximas podem deslocar-se de modo que seus lados positivos oriente para estes elétrons livrados e protegem sua carga negativa. Até agora, a metodologia para monitorar as fases as mais adiantadas deste processo confiou “em técnicas indirectas da limpeza.” Isto, contudo, exige o uso dos aditivos químicos que aumentam simultaneamente a complexidade da observação. A aproximação nova substitui SCAVENGER químicos para uma instalação experimental com definição temporal aumentada.

Dromey e seus colegas na Suécia, na Alemanha e na Irlanda do Norte descrevem seu trabalho esta semana nas letras da física aplicada do jornal, da publicação do AIP.

“Para usar uma analogia da fotografia, a metodologia existente teve uma definição de tempo que funcionasse como uma câmera com velocidade de obturador lenta. Se os processos, tais como estas mudanças químicas iniciais, estavam progredindo rapidamente, a velocidade de obturador lenta significou que uma não capturaria os detalhes do movimento e a imagem gerada estaria borrada. A instalação e a metodologia novas que nós esboçamos em nosso artigo operam-se como uma câmera com uma velocidade de obturador rápida. Permite que nós capturem a evolução química rápida no detalhe alto,” Dromey disse.

“Desde que nossa metodologia não usa produtos químicos da limpeza, nós podemos trabalhar com moléculas de água em um ambiente pristine, controlado. Além disso, nossa técnica caracteriza uma definição de tempo fundamental que seja menos que um picosegundo ou um trilhonésimo de um segundo. Mesmo quando nós fatoramos nos diagnósticos, a definição de tempo é menos de cinco picosegundos. Nós podemos agora seguir a química de radiação que segue a ionização inicial de moléculas de água como se desdobram no tempo real,” Dromey disse, cuja a pesquisa é financiada igualmente pela engenharia e pelo Conselho de Pesquisa das ciências físicas no Reino Unido.

“Duas inovações principais esclarecem esta melhoria. Primeiramente, nós usamos explosões dos protão acelerados pela facilidade do laser do poder superior TARANIS na universidade de rainha Belfast. A aceleração de secundário-picosegundo de uma população inicialmente fria do protão permite a geração de um pulso ultrafast com baixa propagação inerente do thermal. Em segundo, nós usamos o mesmo laser para gerar o pulso dos protão e a ponta de prova que permite que nós sigam o progresso da química de radiação. Isto elimina o tremor elétrico que se encontra em mais tradicional, sistemas baseados cavidade da radiofrequência,” Dromey disse. “Que disse, é importante notar que em termos da estabilidade da energia e da qualidade do feixe há uma revelação ainda significativa exigida para que os aceleradores baseados no laser combinem o desempenho destas máquinas.”

Lovisa Senje, um estudante doutoral do departamento de física na universidade e no autor principal de Lund no papel, adicionado, “os pulsos ultrashort do protão produzidos em nossa instalação experimental, em combinação com o número alto de protão pelo pulso, conduz a uma possibilidade original de estudar como a água reage à irradiação extrema por protão. Nós podemos realmente ver que sob estas condições os processos que seguem o depósito da energia dos protão na mudança da água.”

“Uma das coisas as mais interessantes que nós descobrimos com o benefício da melhor definição temporal somos que parece estar um atraso na formação da faixa de absorção de elétrons solvated após a exposição aos protão,” Dromey disse. “Isto era surpreendente porque a pesquisa passada sugere que você não visse tipicamente este atraso quando você expor moléculas de água aos raios X ou aos elétrons. Nosso trabalho futuro centrar-se-á sobre sistematicamente a exploração deste atraso mais.”