Radiobiologia

BORON NEUTRON CAPTURE THERAPY | TERAPIA BOROWO-NEUTRONOWA

Pewne komplikacje związane są ze złożonością określenia dostarczonej dawki. Podczas reakcji 10 B (n, α) 7Li (1) powstaje kilka rodzajów cząsteczek jonizujących: fotony, cząstka alfa i jądro odrzutu, a podczas reakcji neutronów ze zdrowymi tkankami zachodzą reakcje 14 N (n, p) 14 C oraz 1 H (n, γ) 2D: 14 N + nth → 14 C + 1H+ + 0,626 MeV (3) 1 H + nth → 2D + γ γ(γ2,2 MeV) (4)
Wszystkie te cząsteczki mogą oddziaływać zarówno z komórkami nowotworowymi jak i zdrowymi. Powszechnie przyjmuje się, że istnieją cztery osobne składniki dawki w BNCT: – promieniowanie protonowe o wysokim LET powstające w reakcji 14 N (n, p) 14C- promieniowanie protonowe o wysokim LET powstające w wyniku rozpraszania szybkich neutronów- promieniowanie α o wysokim LET powstające w reakcji 10 B (n, α) 7Li oraz w wyniku rozpadu jądra4He- promieniowanie γ o niskim LET, powstające głównie w wyniku reakcji wychwytu 1 H (n, γ) 2D oraz wtórnie jako ’zanieczyszczenia’ pierwotnej wiązki neutronów
Im większa gęstość jonizacji wzdłuż toru cząstki (czyli im większe LET), tym większy efekt biologiczny w porównaniu z cząstką, która tę samą energię przekazuje na dłuższej drodze. Parametrem charakteryzującym tą zależność jest RBE (Relative Biological Effectiveness) definiowany jako stosunek dawki pochłoniętej od promieniowania referencyjnego do wartości dawki promieniowania badanego, wywołującej ten sam efekt biologiczny. Ponieważ zarówno komórki nowotworowe jak i zdrowe znajdują się w polu napromienienia, są narażone pewne promieniowanie dodatkowe o nieokreślonym składzie, zawierające komponenty zarówno o niskim i wysokim LET, nawet przy zapewnieniu idealnej wiązki neutronów epitermalnych. Zapewnienie wyższej koncentracji 10 B w komórkach nowotworowych zapewni wyższą dawkę deponowaną w ich obrębie, niż w sąsiadujących komórkach zdrowych. Jest to podstawowa zaleta terapii BNCT.

SKUTECZNOŚĆ BIOLOGICZNA

Zależność efektu biologicznego od mikrorozkładów ¹⁰B wymaga zdefiniowania wskaźnika nieco bardziej adekwatnego niż RBE. Wyznaczone wartości współczynników skuteczności biologicznej dla każdego ze składników dawki, zależne od stosowanych nośników ¹⁰B, zostały nazwane CBE (Compound biological effectiveness factors). Sposób i droga dostarczania leku, rozkład boru w tkankach oraz komórkach zdrowych i nowotworowych, a nawet rozmiary jąder kolonii komórek nowotworowych mają wpływ na wartość CBE.