Tez neytron terapiyasi

Tezlashtirilgan neytron terapiyasida odatda 50 dan 70 gacha boʻlgan yuqori energiyali neytronlardan foydalaniladi MeV saraton kasalligini davolash uchun. Koʻpgina tez neytron terapiyasi nurlari reaktorlar, siklotronlar (d+Be) va chiziqli tezlatgichlar tomonidan ishlab chiqariladi. Neytron terapiyasi hozirda Germaniya, Rossiya, Janubiy Afrika va AQShda mavjud. Qoʻshma Shtatlarda bitta davolash markazi faoliyat koʻrsatmoqda, Sietl, Vashington shahrida. Sietl markazida berilliy nishoniga tegib turgan proton nurini ishlab chiqaradigan siklotron ishlatiladi.

 Afzalliklari 
Radiatsion terapiyasi radiatsiya manbasining samarali energiyasiga qarab saraton hujayralarini ikki yoʻl bilan oʻldiradi. Zarrachalar toʻqimalarning bir qismini kesib oʻtganda toʻplangan energiya miqdori chiziqli energiya uzatish (LET) deb ataladi. X-nurlari past LET nurlanishini, proton va neytronlar esa yuqori LET nurlanishini hosil qiladi. Kam LET nurlanishi asosan reaktiv kislorod turlarini hosil qilish orqali hujayralarga zarar etkazadi, erkin radikallarga qarang. Neytron zaryadsizdir va yadro tuzilmalariga bevosita taʼsir qilish orqali hujayralarga zarar etkazadi. Xatarli oʻsmalar odatda past kislorod darajasiga ega va shuning uchun past LET nurlanishiga chidamli boʻlishi mumkin. Bu muayyan vaziyatlarda neytronlarga afzallik beradi. Afzalliklardan biri odatda qisqaroq davolanish davridir. Bir xil miqdordagi saraton hujayralarini oʻldirish uchun neytronlar protonlar kabi samarali dozaning uchdan bir qismini talab qiladi.Keyhandokht Shahri, Laleh Motavalli, and Hashem Hakimabad."Neutron Applications in Cancer Treatment" Hellenic Journal of Nuclear Medicine 14:2 (May–August 2011) Yana bir afzallik shundaki, neytronlarning baʼzi saraton turlarini, masalan, tuprik bezlari, adenoid mukovistsidozi karsinomalari va miya oʻsmalarining ayrim turlarini, ayniqsa yuqori darajadagi gliomalarni yaxshiroq davolash qobiliyatidirFeng-Yi Yang, Wen-Yuan Chang, Jia-Je Li, Hsin-Ell Wang, Jyh-Cheng Chen, and Chi-Wei Chang."Pharmacokinetic Analysis and Uptake of 18F-FBPA-Fr After Ultrasound-Induced Blood–Brain Barrier Disruption for Potential Enhancement of Boron Delivery for Neutron Capture Therapy" Journal of Nuclear Medicine 55:616–621 (2014)

 LET 
Qachon terapevtik energiya rentgen nurlari (1 dan 25 MeV) inson toʻqimalaridagi hujayralar bilan oʻzaro taʼsir qiladi, ular buni asosan Kompton oʻzaro taʼsirlari orqali amalga oshiradilar va nisbatan yuqori energiyali ikkilamchi elektronlarni ishlab chiqaradilar. 

BNCT printsipi oʻsimta hujayralarida yadro reaksiyasini qoʻllash orqali saraton hujayralarini yoʻq qilishdir. Neytron manbai va B bir vaqtning oʻzida kerak boʻlgani sababli, BNCT ikkilik shishlarni davolashning yangi usuli hisoblanadi. BNKTning asosiy jarayoni ikki qismga boʻlinadi: birinchidan, oʻsimta hujayralarida etarli darajada barqaror B nuklid B toʻplanadi, yaʼni bemorlarga B oʻz ichiga olgan birikma kiritiladi. Bu birikma oʻsimta hujayralari bilan kuchli yaqinlikka ega.  Ushbu yuqori energiyali elektronlar oʻz energiyasini taxminan 1  keV / mkm dan beradi.Johns HE and Cunningham JR. The Physics of Radiology. Charles C Thomas 3rd edition 1978 Taqqoslash uchun, neytronlarning oʻzaro taʼsiri joyida hosil boʻlgan zaryadlangan zarralar oʻz energiyasini 30-80keV/mkm tezlikda etkazib berishi mumkin.Zarrachalar toʻqimalarning bir qismini kesib oʻtganda toʻplangan energiya miqdori chiziqli energiya uzatish (LET) deb ataladi. Rentgen nurlari past LET nurlanishini, neytronlar esa yuqori LET nurlanishini hosil qiladi.

X-nurlaridan hosil boʻlgan elektronlar yuqori energiyaga va past LETga ega boʻlgani sababli, ular hujayra bilan oʻzaro taʼsirlashganda, odatda, bir nechta ionlanishlar sodir boʻladi.Bor tarkibida neytronni ushlab turish uchun mos boʻlgan birikmalar toʻrtta muhim xususiyatga ega boʻlishi kerak: inson tanasi uchun past toksiklik, oddiy hujayralarga yaqinlik, saraton hujayralariga yuqori yaqinlik (tercihen normal hujayralarning 3 barobaridan koʻprogʻi va 20 mikrogramdan ortiq bor) gramm saraton hujayralari) va inson tanasi tomonidan oddiy hujayralar va qondan tezda chiqarilishi mumkin.  Ehtimol, past LET nurlanishi DNK spiralining faqat bitta zanjir uzilishiga olib keladi. DNK molekulalarining bir zanjirli uzilishlari osongina tuzatilishi mumkin va shuning uchun maqsadli hujayraga taʼsiri oʻlimga olib kelishi shart emas. Aksincha, neytron nurlanishi natijasida hosil boʻlgan yuqori LET zaryadlangan zarralar hujayradan oʻtayotganda koʻplab ionlanishlarga olib keladi va shuning uchun DNK molekulasining ikki zanjirli uzilishi mumkin. Ikki zanjirli uzilishlarning DNK taʼmirlanishi hujayraning tiklanishi ancha qiyin va hujayra oʻlimiga olib keladi.

DNKni taʼmirlash mexanizmlari ancha samaraliGoodsell DS. Fundamentals of Cancer Medicine The Molecular Perspective: Double-Stranded DNA Breaks
 The Oncologist, Vol. 10, No. 5, 361–362, May 2005 va hujayra hayoti davomida minglab bir zanjirli DNK uzilishlari tiklanadi. Hozirgi vaqtda klinik tadkikotlarda bor o'z ichiga olgan faqat ikkita birikma bor: natriy borokapstat (BSH) va borofenilalanin (BPA). Biroq, ionlashtiruvchi nurlanishning etarli dozasi DNKning shunchalik ko'p parchalanishiga olib keladiki, u hujayra mexanizmlarini engish qobiliyatini yo'qotadi.

 Vashington universiteti 
Radiatsion onkologiya boʻlimi  siklotron  protoninni boshqaradi, u 50,5MeV protonlarni berilliy nishoniga yoʻnaltirish orqali tez neytronlarni ishlab chiqaradi. UW Cyclotron shaklli maydonlarni ishlab chiqarish uchun portalga oʻrnatilgan MLC etkazib berish tizimi bilan jihozlangan. UW neytron tizimi Klinik neytron terapiyasi tizimi (CNTS) deb ataladi.  CNTS koʻpgina neytron terapiya tizimlariga xosdir. Keng aholiga radiatsiya taʼsirini kamaytirish va zarur jihozlarni joylashtirish uchun katta, yaxshi himoyalangan bino talab qilinadi.

Nur chizigʻi proton nurini siklotrondan gantry tizimiga oʻtkazadi. Gantry tizimi proton nurini berilliy nishoniga yoʻnaltirish va yoʻnaltirish uchun magnitlarni oʻz ichiga oladi. Gantry tizimining oxiri bosh deb ataladi va dozani oʻlchash uchun dozimetriya tizimlarini, MLC va boshqa nurni shakllantirish asboblarini oʻz ichiga oladi. Neytron terapiyasi - bu bor neytron tutish terapiyasi (BNCT). Bor neytronni ushlab turish terapiyasi saraton hujayralarini oʻsimta hujayralarida yadro reaksiyasi bilan yoʻq qiladi. Uning printsipi quyidagicha: avval bemorga bor oʻz ichiga olgan maxsus birikma yuboriladi. Bu birikma saraton hujayralari bilan kuchli yaqinlikka ega. Inson tanasiga kirgandan soʻng, u tezda saraton hujayralarida toʻplanadi, kamdan -kam hollarda boshqa toʻqimalarda tarqaladi. Bor oʻz ichiga olgan bu birikma toksik emas va inson tanasi uchun zararsizdir va saratonga davolovchi taʼsir koʻrsatmaydi. Bu vaqtda nurlanish uchun neytron nur ishlatiladi. Bunday nur inson tanasiga ozgina zarar etkazadi, lekin neytron bor bilan saraton hujayrasiga kirganda kuchli yadroviy reaksiyaga ega boʻlib, oʻlik nurni chiqaradi. Bu nurning diapazoni juda qisqa, faqat bitta saraton hujayrasi. Shunday qilib, atrofdagi toʻqimalarga zarar bermasdan, faqat saraton hujayralarini oʻldiring. Oddiy toʻqimalarga zarar bermasdan, faqat murakkab saraton hujayralarini oʻldirishning bu tanlangan usuli bor neytronni ushlab turish terapiyasi deb ataladi. Nurni tashish va gantriga ega boʻlishning afzalligi shundaki, siklotron harakatsiz qolishi mumkin va nurlanish manbai bemor atrofida aylanishi mumkin. Bemor joylashgan davolash divanining yoʻnalishini oʻzgartirish bilan bir qatorda, gantri holatining oʻzgarishi nurlanishni deyarli har qanday burchakdan yoʻnaltirishga imkon beradi, bu normal toʻqimalarni saqlaydi va oʻsimtaga maksimal nurlanish dozasini beradi.

 Karmanos saraton markazi / Ueyn shtat universiteti 
Detroytdagi Karmanos saraton markazi/Ueyn shtat universiteti (KCC/WSU) qoshidagi Gershenson radiatsion onkologiya markazidagi neytron terapiyasi markazi Vashington universitetidagi CNTS bilan bir qator oʻxshashliklarga ega, lekin ayni paytda juda koʻp oʻziga xos xususiyatlarga ega. Ushbu blok 2011-yilda tugatilgan.

CNTS protonlarni tezlashtirganda, KCC qurilmasi 48,5 tezlashtirish orqali oʻzining neytron nurlarini ishlab chiqaradi. MeV deytronlari berilliy nishoniga. Ushbu usul chuqurlik dozasi xususiyatlariga taxminan 4 ga oʻxshash neytron nurlarini ishlab chiqaradi MV foton nurlari. Deytronlar gantry oʻrnatilgan superoʻtkazuvchi siklotron (GMSCC) yordamida tezlashtiriladi, bu qoʻshimcha nurli boshqaruv magnitlariga ehtiyojni yoʻq qiladi va neytron manbasini bemor divanida toʻliq 360 ° aylantirish imkonini beradi.

KCC muassasasi, shuningdek, MLC nurlarini shakllantirish qurilmasi bilan jihozlangan,Farr, J. B., R. L. Maughan, et al. (2007). "Radiologic validation of a fast neutron multileaf collimator." Med Phys 34 (9): 3475–3484. CNTSdan tashqari AQShdagi yagona neytron terapiya markazi. KCC muassasasidagi MLC davolashni rejalashtirish dasturi bilan toʻldirildi, bu intensivlikni modulyatsiyalangan neytron radioterapiyasini (IMNRT) amalga oshirishga imkon beradi, bu neytron nurlari terapiyasining soʻnggi yutuqlari boʻlib, oʻsimtaning maqsadli joyiga 3-D neytronga qaraganda koʻproq nurlanish dozasini beradi.Santanam, L., T. He, et al. (2007). "Intensity modulated neutron radiotherapy for the treatment of adenocarcinoma of the prostate." Int J Radiat Oncol Biol Phys 68 (5): 1546–1556.

KCC/WSU prostata saratoni uchun neytron terapiyasini qoʻllash boʻyicha dunyodagi har kimdan koʻra koʻproq tajribaga ega boʻlib, soʻnggi 10 yil ichida 1000 ga yaqin bemorni davolagan.

 Fermilab / Shimoliy Illinoys universiteti 
Fermilab neytron terapiya markazi birinchi marta 1976-yilda bemorlarni davolaganCohen L and Lennox A. Midwest Institute for Neutron Therapy at Fermilab. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics, Volume 34, Issue 1, 1 January 1996, Page 269 va shu vaqtdan beri 3000 dan ortiq bemorlarni davolagan. 2004-yilda Shimoliy Illinoys universiteti markazni boshqara boshladi. Fermilabdagi chiziqli tezlatgich tomonidan ishlab chiqarilgan neytronlar AQShda mavjud boʻlgan eng yuqori energiyaga ega va dunyodagi eng yuqori energiyaga egaRevival of a unique and proven cancer treatment, neutron therapy

 Yana qarang 

 Bor neytronlarini ushlash terapiyasi.

 Manbalar 

 Havolalar 

 FermiLab neytron terapiyasiga umumiy nuqtasi
 Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekiston Milliy universitieti Fizika fakulteti talabasi Abbos Jonishev tomonidan Wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.

Turkum:Neutron