利用硼酸锂进行质子束放射治疗肿瘤增敏技术研究

当今癌症发病率逐年升高,而放射治疗作为癌症治疗的三大主要手段之一得到迅速发展。质子治疗作为放疗中前沿手段之一,由于其剂量分布存在Bragg峰使得质子治疗发展尤为迅速。Bragg峰的存在使得质子治疗肿瘤时路径上正常组织受到的剂量小于传统的X射线和电子线。但是仍会对患者造成放射损伤,特别是在高能质子治疗过程中,会产生质子总剂量的百分之一的光子和中子,这些次级的光子和中子会对正常组织造成危害,并且提高二次癌症的发生概率。肿瘤治疗时肿瘤区域的剂量是一定的,通过提高肿瘤区域Bragg峰的利用率即可降低正常组织的selleckchem Telaglenastat剂量。目前已经有利用纳米颗粒或者质子与11B反应产生短射程的次级粒子增敏的研究。因此,为了提高质子治疗时肿瘤区域的能量沉积,同时降低质子治疗时产生的次级中子对人体造成的危害。本工作提出了一种新的增敏方式,利用7Li和10B的化合物硼酸锂(Li3BO3)与质子的核反应增强质子治疗肿瘤的效果,同时通过10B俘获中子降低中子对正常组织的危害。包括的核反应有7Li(p,n)7Be,7Li(p,α)4He和10B(p,α)7Be,以及硼中子俘获反应10B(n,α)7Li。这些核反应产生的重的次级粒子,一方面提升了肿瘤区域能量沉积,造成了更多的DNA双链损伤。另一方面7Be具有生物毒性,是GSK-3抑制剂,可抑制肿瘤生长。本工作使用蒙特卡洛软件Geant4研究,具体内容如下:1)构建符合需求的Geant4物理列表,验证新建物理列表的正确性,并讨论了不同物理列表的影响。2)确定单能质子束在水中Bragg峰的位置,用于匹配增敏剂吸收区的中心位置;模拟证实了Bragg峰区域的质子能量与质子发生核反应的最佳能量范围是重合的。3)为探究10B的有效性,对比了25 mg/g的增敏剂锂和硼酸锂,增敏剂吸收区厚度改变,能量沉积的增加情况。4)通过Bortfeld公EGFR抑制剂式对质子的Bragg峰进Refrigeration行扩展,并模拟了硼酸锂增敏剂对70 Me V质子Bragg峰扩展1 cm后能量沉积的增加情况。5)设置了头部模型结…