Dosimetria das radiações e reforço de dose produzido por nanopartículas de ouro em materiais tecido-equivalentes: alanina, 2-metilalanina, asparagina e glutamato monossódico

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Lima, Iara Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Asparagine; Dose enhancement; Dosimetria; Dosimetry; Electronic paramagnetic resonance; Gold nanoparticles; Nanopartículas de ouro; Reforço de dose; Ressonância paramagnética eletrônica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-02092021-143225/

A interação da radiação ionizante com moléculas de alanina promove a quebra do grupo amina, formando radicais livres paramagnéticos estáveis. Nesse contexto, estudamos a asparagina, um aminoácido composto por dois grupos NH2, visto que a possível quebra dos dois grupos NH2, poderia formar radicais livres estáveis, possibilitando aumento da sensibilidade e estabilidade dosimétricas. A espectrosocopia por ressonância paramagnética eletrônica (EPR) revelou a natureza paramagnética dos radicais presentes na asparagina irradiada com raios-X, bem como o comportamento dependente da dose (intensidade EPR). Os radicais livres foram investigados por EPR, FTIR e simulação computacional. A modelagem computacional do espectro de EPR, utilizando parâmetros obtidos experimentalmente, revelou a existência de dois radicais induzidos por radiação em temperatura ambiente, relacionados à quebra da ligação entre os dois grupos NH2 formando assim os radicais I e II. O espectro simulado está em boa concordância com o espectro experimental de EPR. A otimização dos parâmetros espectroscópicos, relação sinal-ruído (S/N) e intensidade foram encontrados para fins dosimétricos com uma potência de micro-ondas de 2 mW, e amplitude de modulação de 1 mT. As propriedades dosimétricas da asparagina são caracterizadas por uma dose-resposta linear na faixa de doses terapêuticas, mínima dose detectável de 0,1 Gy, incluindo uma baixa dependência energética (80 KV-6MV) e independência com taxa de dose (100-600 cGy / min) em uma faixa de relevância para a radioterapia. A estabilidade do sinal de EPR também foi investigada e o sinal permanece muito estável em temperatura ambiente, com uma perda de 11% em um período de 6 meses. Mesmo possuindo qualidades dosimétricas apropriadas a asparagina é menos sensível que a alanina. Visto isso, a última parte do trabalho buscou o aumento da sensibilidade dosimétrica- pela inserção de nanopartículas de ouro em asparagina, glutamato monossódico, alanina e 2-metil-alanina. Os resultados mostraram que as nanopartículas de ouro interagem de maneira diferente com cada material devida à característica intrínseca dos aminoácidos, proporcionando estabilização ou agregação das nanopartículas de ouro. Agregação das nanopartículas foi observada para a asparagina e para o glutamato monossódico. O sinal dosimétrico mostrou-se dependente da concentração de AuNPs, tamanho e dose depositada. Para concentrações superiores à 0,5%, a ganho dosimétrico diminui, provavelmente devido a segregação e auto-absorção das nanopartículas vizinhas. E por fim, a dependência com a dose, que revelou, que o ganho dosimétrico é dependente da dose depositada, e que isso é influenciado pela capacidade de recombinação de cada material. Para materiais mais sensíveis à radiação, a formação de radicais livres é superior para uma mesma dose do que para materiais menos sensíveis.