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Xstrahl in Aktion: Erhöhung der Strahlendosis in der Hauttherapie durch Zugabe von Nanopartikeln

20. März 2018

Die Strahlentherapie ist eine bewährte Methode zur Behandlung von Hautkrebs, deren Heilungsraten mit denen einer Operation vergleichbar sind. Um seine Wirksamkeit zu gewährleisten und gleichzeitig sicher zu sein, ist es notwendig, eine konforme Dosisabdeckung am Ziel (Tumor) zu gewährleisten und gleichzeitig das umgebende normale Gewebe zu schonen. Daher ist eine Eskalation der Zieldosis erforderlich, um die Wahrscheinlichkeit einer Tumorkontrolle zu erhöhen, gleichzeitig aber die Wahrscheinlichkeit normaler Gewebekomplikationen für gefährdete Organe (Organs-at-Risk, OARs) zu verringern. Unter solchen Umständen wird eine nanopartikelverstärkte Strahlentherapie empfohlen, um eine Dosiserhöhung im Ziel zu erreichen.

Xiao J Zheng und James CL Chow in ihrer Studie „Erhöhung der Strahlendosis in der Hauttherapie durch Zugabe von Nanopartikeln: Eine Monte-Carlo-Studie zu Kilovolt-Photonen- und Megavolt-Elektronenstrahlen” untersuchte die Dosissteigerung durch den Einbau von Nanopartikeln in die Hauttherapie unter Verwendung der von einem erzeugten Kilovolt-(kV)-Photonen- und Megavolt-(MV)-Elektronenstrahlen Xstrahl 200-Orthovolt-Einheit bzw. ein Varian 21 EX-Linearbeschleuniger. Monte-Carlo-Simulationen wurden verwendet, um die Dosissteigerung vorherzusagen, wenn unterschiedliche Arten und Konzentrationen von Nanopartikeln unterschiedlich dicken Hautzielschichten hinzugefügt wurden.

Es wurde festgestellt, dass Au von allen Nanopartikeln den höchsten DER (5.2–6.3) aufwies, wenn es mit kV-Photonenstrahlen bestrahlt wurde. Die Abhängigkeit des DER von der Zielschichtdicke war für den 220-kVp-Photonenstrahl nicht signifikant, wohl aber für den 105-kVp-Strahl für Au-Nanopartikelkonzentrationen über 18 mg/ml. Bei anderen Nanopartikeln war der DER von der Ordnungszahl des Nanopartikels und dem Energiespektrum der Photonenstrahlen abhängig. Alle Nanopartikel zeigten einen Anstieg der DER mit der Nanopartikelkonzentration während der Photonenbestrahlung, unabhängig von der Dicke. Für Elektronenstrahlen wurde festgestellt, dass die Au-Nanopartikel den höchsten DER (1.01–1.08) aufwiesen, wenn die Strahlenergie 4 MeV betrug, dieser Wert war jedoch drastisch niedriger als die DER-Werte, die bei Verwendung von Photonenstrahlen ermittelt wurden. Es wurde auch festgestellt, dass der DER von der Tiefe der maximalen Dosis des Elektronenstrahls und der Targetdicke beeinflusst wird. Für andere Nanopartikel mit niedrigerer Ordnungszahl wurden DERs im Bereich von 0.99–1.02 unter Verwendung der 4- und 6-MeV-Elektronenstrahlen gefunden.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass bei der nanopartikelverstärkten Hauttherapie durch die Zugabe von Au-Nanopartikeln die höchste Dosissteigerung mit 105-kVp-Photonenstrahlen erreicht werden kann. Obwohl Elektronenstrahlen in der Hauttherapie beliebt sind, führten sie nicht zu so hohen Dosissteigerungen.

Dieser Xstrahl In Action wurde einem Artikel entnommen, der auf der Website der National Library of Medicine gefunden wurde.

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