مقایسۀ آسیب مستقیم dna ناشی از پروتون ‌ها و یون‌ های اکسیژن، کربن و هلیوم با استفاده از کد geant4-dna

تابش‌ های یونیزان می‌توانند با القای شکست dna به‌صورت مستقیم بر سلول‌ها تاثیر بگذارند. این اثرگذاری شامل شکست‌های تک رشته‌‌ای و دو رشته‌‌ای است که ممکن است باعث مرگ سلولی و نارسایی میتوزی شود. در مطالعۀ حاضر، به کمک یک مدل اتمیdna ساخته شده در کد geant4 dna و اعتبارسنجی اولیۀ آن، آسیب مستقیمِ dna به واسطۀ برهمکنش با یون‌های کربن  mev /u114.2، اکسیژن mev /u 134.21، هلیوم mev /u 62.83 و پرتو­های پروتون mev 62 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، پس از اعتبارسنجی اولیه، نتایج حاصل از شکست‌های تک رشته‌‌ای، دو رشته‌‌ای (بر واحد رخداد) و بازده شکست دو رشته‌‌ای در اعماق5 تا 30.7میلی­متر برای یون‌های یاد شده ارزیابی شد. نسبت شکست­های تک رشته‌‌ای (بر واحد رخداد) برای یون­های اکسیژن در 5 میلی‌متر (و محل رخداد قلۀ براگ؛ 30.7میلی­متر) به ترتیب 1.85 (1.55)، 4.19 (9.42) و 10.6 (22.24) برابر بیشتر از یون­های کربن، هلیوم و پرتوهای پروتون است. از سوی دیگر، شکست دو رشته‌‌ای (بر واحد رخداد) در عمق 5 میلی­متر برای یون‌های اکسیژن، کربن، هلیوم و پروتون به ترتیب برابر با 0.09، 0.05، 0.01 و 0.005 است. این مقادیر در محل رخداد قلۀ براگ (با افزایش محسوس)، به ترتیب برابر با2.09، 1.34،  0.22 و 0.03 محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد یون‌های سنگین از دید اثرات زیستی (به شکل شکست‌های تک رشته‌‌ای و دو رشته‌‌ای) بسیار موثرتر از یون‌های سبک و پروتون‌ها رفتار می‌کنند، بنابراین احتمال اثرگذاری آنها در مهار یا کنترل سلول­های سرطانی بیشتر است.