Ten dokument opisuje nowy protokół dozymetryczny dla napromieniania komórek za pomocą niskoenergetycznego sprzętu rentgenowskiego. Pomiary wykonywane są w warunkach w miarę możliwości symulujących rzeczywiste warunki napromieniowania komórek.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten dokument opisuje nowy protokół dozymetryczny dla napromieniania komórek za pomocą niskoenergetycznego sprzętu rentgenowskiego. Pomiary wykonywane są w warunkach w miarę możliwości symulujących rzeczywiste warunki napromieniowania komórek.
Znaczenie protokołów i standardów dozymetrycznych dla badań radiobiologicznych jest oczywiste. Zaproponowano kilka protokołów określania dawki przy użyciu niskoenergetycznych urządzeń rentgenowskich, ale w zależności od konfiguracji napromieniowania, próbek, materiałów lub jakości wiązki, czasami trudno jest określić, który protokół jest najbardziej odpowiedni do zastosowania. W związku z tym proponujemy protokół dozymetryczny do napromieniania komórek przy użyciu niskoenergetycznego aparatu rentgenowskiego. Celem tej metody jest oszacowanie dawki na poziomie monowarstwy komórki, tak aby była ona jak najbardziej zbliżona do rzeczywistych warunków napromieniania komórek. Poszczególne etapy protokołu są następujące: określenie parametrów napromieniowania (wysokie napięcie, intensywność, pojemnik ogniwa itp.), określenie wskaźnika jakości wiązki (para warstw wysokiego napięcia - połowa wartości), pomiar dawki za pomocą komory jonizacyjnej skalibrowanej w warunkach kermy powietrznej, kwantyfikacja tłumienia i rozpraszania pożywki do hodowli komórkowej za pomocą folii radiochromowych EBT3, i określenie wielkości dawki na poziomie komórkowym. Metodologię tę należy przeprowadzić dla każdej nowej konfiguracji napromieniania komórek, ponieważ modyfikacja tylko jednego parametru może mieć duży wpływ na rzeczywiste osadzanie dawki na poziomie monowarstwy ogniwa, szczególnie w przypadku promieniowania rentgenowskiego o niskiej energii.
Celem radiobiologii jest ustalenie powiązań między dostarczoną dawką a efektami biologicznymi; dozymetria jest kluczowym aspektem w projektowaniu eksperymentów radiobiologicznych. Od ponad 30 lat podkreśla się znaczenie standardów dozymetrycznych i harmonizację praktyk1,2,3,4,5. Aby ustalić odniesienie do dawki dawki, istnieje kilka protokołów6,7,8,9,10; jednakże, jak pokazują Peixoto i Andreo11 , mogą występować różnice do 7% w zależności od ilości dozymetrycznej użytej do określenia dawki dawki. Co więcej, nawet jeśli istnieją protokoły, czasami trudno jest określić, który protokół jest najbardziej odpowiedni dla konkretnego zastosowania, jeśli w ogóle, ponieważ szybkość dawki dla komórek zależy od takich parametrów, jak na przykład pojemnik na komórki, ilość pożywki do hodowli komórkowych lub jakość wiązki. Rozpraszanie i rozpraszanie wsteczne dla tego rodzaju napromieniowania jest również bardzo ważnym parametrem, który należy wziąć pod uwagę. Rzeczywiście, dla promieniowania rentgenowskiego o niskiej i średniej energii, w protokole referencyjnym AAPM TG-6110, dawka pochłonięta w wodzie jest mierzona na powierzchni fantomu wodnego. Biorąc pod uwagę bardzo specyficzne warunki napromieniania komórek, mała objętość pożywki do hodowli komórkowych otoczona powietrzem jest bliższa warunkom kerma niż te określone dla dawki pochłoniętej z dużym fantomem równoważnym z wodą, jak w protokole TG-61. W związku z tym zdecydowaliśmy się użyć kermy w wodzie jako ilości dozymetrycznej w celach informacyjnych, a nie dawki wchłoniętej w wodzie. W związku z tym proponujemy nowe podejście, aby zapewnić lepsze określenie rzeczywistej dawki dostarczanej do komórek.
Ponadto, kolejnym kluczowym aspektem dla badań radiobiologicznych jest pełne raportowanie metod i protokołów stosowanych do napromieniania, aby móc odtwarzać, interpretować i porównywać wyniki eksperymentalne. W 2016 roku Pedersen i wsp.12 zwrócili uwagę na niewystarczające raportowanie dozymetrii w przedklinicznych badaniach radiobiologicznych. Większe niedawne badanie przeprowadzone przez Draeger et al.13 podkreśliło, że chociaż niektóre parametry dozymetryczne, takie jak dawka, energia lub rodzaj źródła, są raportowane, brakuje dużej części parametrów fizycznych i dozymetrycznych, które są niezbędne do prawidłowego odtworzenia warunków napromieniowania. Ten obszerny przegląd, obejmujący ponad 1000 publikacji obejmujących ostatnie 20 lat, wykazuje znaczny brak raportowania warunków fizycznych i dozymetrycznych w badaniach radiobiologicznych. W związku z tym pełny opis protokołu i metody stosowanej w badaniach radiobiologicznych jest obowiązkowy w celu przeprowadzenia solidnych i powtarzalnych eksperymentów.
Biorąc pod uwagę te różne aspekty, dla eksperymentów radiobiologicznych przeprowadzanych w IRSN (Instytut Ochrony przed Promieniowaniem i Bezpieczeństwa Jądrowego), wdrożono rygorystyczny protokół napromieniania komórek w obiekcie ortonapięciowym. Ten protokół dozymetryczny został opracowany w celu jak największej symulacji rzeczywistych warunków napromieniania komórek, a tym samym określenia rzeczywistej dawki dostarczanej do komórek. W tym celu wymieniono wszystkie parametry napromieniowania, a wskaźnik jakości wiązki oceniono poprzez pomiar warstwy o połowie wartości (HVL), dla której dokonano pewnych adaptacji, ponieważ standardowe zalecenia z protokołu AAPM 10 nie mogą być przestrzegane. Pomiar bezwzględnej mocy dawki przeprowadzono następnie w komorze jonizacyjnej wewnątrz pojemnika komórkowego używanego do naświetlania komórek, a tłumienie i rozpraszanie pożywki do hodowli komórkowych również określono ilościowo za pomocą filmów radiochromowych EBT3. Ze względu na to, że modyfikacja tylko jednego parametru protokołu może mieć znaczący wpływ na oszacowanie dawki, dla każdej konfiguracji napromieniania komórek przeprowadza się dedykowaną dozymetrię. Ponadto wartość HVL musi być obliczona dla każdej kombinacji napięcie-filtr. W niniejszej pracy zastosowano napięcie 220 kV, natężenie 3 mA oraz filtrację wewnętrzną i dodatkową odpowiednio 0,8 mm i 0,15 mm berylu i miedzi. Wybraną konfigurację napromieniania komórek umieszcza się w kolbie T25, gdzie komórki napromieniowano 5 ml pożywki do hodowli komórkowych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Platforma do naświetlania i wyznaczanie parametrów naświetlania
2. Indeks jakości wiązki: oznaczenie warstwy połowicznej
UWAGA: HVL jest definiowane jako grubość attenuatora (zazwyczaj miedzi lub aluminium) niezbędna do zmniejszenia natężenia wiązki dwukrotnie w stosunku do wartości pierwotnej.

3. Ocena pola naświetlania (bez szacowania dawki)
4. Pomiar mocy dawki za pomocą komory jonizacyjnej

5. Pomiar tłumienia i rozpraszania ośrodków hodowli komórkowych
UWAGA: Przez cały czas trwania procedury należy obchodzić się z filmami EBT3 w rękawiczkach.
6. Odczyt radiochromicznych folii EBT3
7. Wyznaczenie mocy dawki na poziomie monowarstwy komórek

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W niniejszej pracy wykorzystano platformę przeznaczoną do napromieniowania małych zwierząt19; platforma ta może być jednak stosowana do napromieniowania innych rodzajów próbek, np. komórek. Źródłem promieniowania jest lampa rentgenowska Varian (NDI-225-22) z wbudowaną filtracją z berylu o grubości 0.8 mm, dużą wielkością plamki ogniskowej wynoszącą 3 mm, zakresem wysokiego napięcia od około 30 do 225 kV oraz maksymalną intensywnością 30 mA.
Parametry zastosowane w ninie...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W pracy przedstawiono protokół stosowany i wdrażany do napromieniania komórek za pomocą niskoenergetycznego aparatu rentgenowskiego. Obecnie wiele eksperymentów radiobiologicznych przeprowadza się przy użyciu tego typu promiennika, ponieważ są one łatwe w użyciu, opłacalne i mają bardzo niewiele ograniczeń w zakresie ochrony przed promieniowaniem, w porównaniu na przykład ze źródłem kobaltu. Chociaż te konfiguracje mają wiele zalet, ponieważ wykorzystują źródło energii o niskim poziomie promieniowania rentgenowskiego, mo...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 31010 komora jonizacyjna | PTW | jonizacja Promieniowanie, Detektory wraz z kodeksem postępowania, katalog 2019/2020, strona 14 | https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/DETECTORS_Cat_en_16522900_12/blaetterkatalog/index.html?startpage=1#page_14 |
| Folie radiochromowe EBT3 | Meditest | zapytanie ofertowe | https://www.meditest.fr/produit/ebt3-8x10/ |
| elektrometr UNIDOSEwebline | Katalog online PTW | , zapytanie ofertowe | https://www.ptwdosimetry.com/en/products/unidos-webline/?type=3451&downloadfile=1593& cHash= 6096ddc2949f8bafe5d556e931e6c865 |
| Materiał HVL (filtr, membrana)Katalog | PTW | , strona 70, zapytanie ofertowe | grubość folii: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5 i 10 mm miedzi, https://www.ptwdosimetry.com/fileadmin/user_upload/Online_Catalog/Radiation_Medicine_Cat_en_ 58721100_11/blaetterkatalog/index.html#page_70 |
| skaner do folii radiochromowych | Zapytanie | ofertowe | Epson Epson V700, seiko Epson corporation, Suwa, Japonia |
| pomiary temperatury i ciśnienia, Lufft OPUS20 | zapytanie ofertowe | https://www.lufft.com/products/in-room-measurements-291/opus-20-thip-1983/ |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.