В этом документе описывается новый протокол дозиметрии для облучения клеток с использованием низкой энергии рентгеновского оборудования. Измерения проводятся в условиях, имитирующих реальные условия облучения клеток как можно больше.
Важность протоколов и стандартов дозиметрии для радиобиологических исследований очевидна. Было предложено несколько протоколов для определения дозы с использованием низкой энергии рентгеновских объектов, но в зависимости от конфигурации облучения, образцы, материалы или качество пучка, иногда трудно знать, какой протокол является наиболее подходящим для использования. Поэтому мы предлагаем протокол дозиметрии для облучения клеток с использованием низкой энергии рентгеновского объекта. Цель этого метода состоит в том, чтобы выполнить оценку дозы на уровне монослой клетки, чтобы сделать его как можно ближе к реальным условиям облучения клеток. Различные этапы протокола следующие: определение параметров облучения (высокое напряжение, интенсивность, сотовый контейнер и т.д.), определение индекса качества пучка (высоковольтно-половина значения слоя пара), измерение скорости дозы с ионизацией камеры, откалиброванной в условиях воздушной кермы, количественная оценка атенуации и рассеяния среды клеточной культуры с EBT3 радиохромных пленок, и определение скорости дозы на клеточном уровне. Эта методология должна быть выполнена для каждой новой конфигурации облучения клеток, поскольку изменение только одного параметра может сильно повлиять на реальное осаждение дозы на уровне монослой клетки, особенно с участием рентгеновских лучей с низкой энергией.
Целью радиобиологии является установление связи между доставленной дозой и биологическим воздействием; дозиметрия является важнейшим аспектом в разработке радиобиологических экспериментов. На протяжении более 30 лет, важность стандартов дозиметрии и гармонизации практикибыли выделены 1,2,3,4,5. Для установления дозы ссылки, несколько протоколовсуществуют 6,7,8,9,10; однако, как показали Peixoto и Andreo11 , могут быть различия до 7% в зависимости от дозиметрического количества, используемого для определения скорости дозы. Кроме того, даже если протоколы существуют, иногда трудно знать, какой протокол является наиболее подходящим для конкретного применения, если таковые имеются, потому что скорость дозы для клеток зависит от параметров, таких как контейнер клетки, количество средств массовой информации культуры клеток или качество пучка, например. Рассеяние и откат для этого типа облучения также является очень важным параметром, чтобы принять во внимание. Действительно, для рентгеновских лучей низкой и средней энергии, в справочном протоколе AAPMTG-61 10,поглощенная доза в воде измеряется на поверхности водяного фантома. Принимая во внимание очень специфические условия облучения клеток, небольшой объем среды клеточной культуры, окруженной воздухом, ближе к условиям кермы, чем те, которые определены для поглощенной дозы с большим фантомом эквивалента воды, как в протоколе TG-61. Таким образом, мы решили использовать керму в воде в качестве дозиметрического количества для справки, а не поглощенной дозы в воде. Таким образом, мы предлагаем новый подход, чтобы обеспечить лучшее определение фактической дозы, поставляемой в клетки.
Кроме того, еще одним важным аспектом радиобиологических исследований является полная отчетность о методах и протоколах, используемых для облучения, с тем чтобы иметь возможность воспроизводить, интерпретировать и сравнивать экспериментальные результаты. В 2016 году Pedersen et al.12 обратили внимание на неадекватную отчетность о дозиметрии в доклинкологических радиобиологических исследованиях. Более крупное недавнее исследование, проведенное Draeger et al.13, показало, что, хотя некоторые параметры дозиметрии, такие как доза, энергия или тип источника, сообщаются, большая часть параметров физики и дозиметрии, которые необходимы для правильного воспроизведения условий облучения, отсутствуют. Этот крупномасштабный обзор из более чем 1000 публикаций, охватывающих последние 20 лет, свидетельствует о значительном отсутствии отчетности о физике и условиях дозиметрии в радиобиологических исследованиях. Таким образом, полное описание протокола и метода, используемого в радиобиологических исследованиях, является обязательным для того, чтобы провести надежные и воспроизводимые эксперименты.
С учетом этих различных аспектов для радиобиологических экспериментов, проведенных в IRSN (Институт радиационной защиты и ядерной безопасности), был введен строгий протокол об облучении клеток на объекте ортопедии. Этот протокол дозиметрии был разработан для того, чтобы имитировать реальные условия облучения клеток как можно больше и, таким образом, чтобы определить фактическую дозу доставлены в клетки. С этой целью перечислены все параметры облучения, а индекс качества пучка был оценен путем измерения половины слоя значения (HVL), для которого были сделаны некоторые изменения, поскольку стандартные рекомендации протокола10 AAPM не могут быть соблюдены. Затем было проведено абсолютное измерение скорости дозы с помощью камеры ионизации внутри клеточного контейнера, используемого для облучения клеток, а аттенуация и рассеяние средств массовой информации клеточной культуры также были количественно определены с помощью радиохромных пленок EBT3. Поскольку изменение только одного параметра протокола может существенно повлиять на оценку дозы, для каждой конфигурации облучения клеток выполняется специальная дозиметрия. Кроме того, значение HVL должно быть рассчитано для каждой комбинации напряжения-фильтра. В этой нынешней работе используется напряжение 220 кВ, интенсивность 3 мА, присущая и дополнительная фильтрация 0,8 мм и 0,15 мм бериллия и меди соответственно. Выбранная конфигурация облучения клеток находится на колбе T25, где клетки были облучены 5 мл средств массовой информации клеточной культуры.
В этой работе представлен протокол, используемый и реализованный для облучения клеток с использованием низкой энергии рентгеновского объекта. В настоящее время многие радиобиологические эксперименты проводятся с этим типом облучения, поскольку они просты в использовании, экономиче?…
The authors have nothing to disclose.
никакой
31010 ionization chamber | PTW | ionization Radiation, Detectors including code of practice, catalog 2019/2020, page 14 | https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/DETECTORS_Cat_en_16522900_12/blaetterkatalog/index.html?startpage=1#page_14 |
EBT3 radiochromic films | Meditest | quote request | https://www.meditest.fr/produit/ebt3-8×10/ |
electrometer UNIDOSEwebline | PTW | online catalog, quote request | https://www.ptwdosimetry.com/en/products/unidos-webline/?type=3451&downloadfile=1593& cHash= 6096ddc2949f8bafe5d556e931e6c865 |
HVL material (filter, diaphragm) | PTW | online catalog, page 70, quote request | thickness foils: 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5 and 10 mm of copper, https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/Online_Catalog/Radiation_Medicine_Cat_en_ 58721100_11/blaetterkatalog/index.html#page_70 |
scanner for radiochromic films | Epson | quote request | Epson V700, seiko Epson corporation, Suwa, Japan |
temperature and pressure measurements, Lufft OPUS20 | lufft | quote request | https://www.lufft.com/products/in-room-measurements-291/opus-20-thip-1983/ |