اثر آهنگ دُز در حساس سازی پرتوی نانوذرات اکسید بیسموت پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول: بیودُزیمتری در مقیاس نانو با استفاده از dna پلاسمید

زمینه. پرتودرمانی مبتنی بر نانوذرات با استفاده از نانوذرات فلزی، یک درمان کمکی است که سلول های تومور را در برابر تشعشع حساس تر می کند. پلاسمید dna یک dna کوچک مشابه dna موجود در میتوکندری انسان است و می تواند به عنوان ابزاری برای دُزیمتری در مقیاس نانو استفاده شود. در این مطالعه، ما با استفاده از پلاسمید به بررسی اثرآهنگ دُز در میزان حساس سازی پرتوی نانوذره اکسید بیسموت پرداخته ایم. روش کار. در این مطالعه از نانوذرات اکسید بیسموت پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول به عنوان حساس کننده پرتوی مگاولتاژ استفاده شد. بدین ترتیب، از dna پلاسمید 1022-pcep4 به عنوان یک پروب دُزیمتری در مقیاس نانو برای اندازه گیری اثر حساس سازی پرتوی نانوذرات فلزی در پرتودرمانی استفاده کردیم. نمونه های پلاسمید با و بدون نانوذرات، با پرتوهای ایکس 6 مگا ولتی با آهنگ دُز 50 mu/min و 833 mu/min تحت تابش قرار گرفتند. یافته ها. فاکتور افزایش دُز برای نمونه های پلاسمید حاوی نانوذرات bi2o3، برای نمونه های تابش یافته با پرتوهای ایکس 6 مگا ولتی 1/0±33/1 است. افزایش آهنگ دُز از 50 mu/min به 833 mu/min تغییر آشکاری در میزان آسیب پلاسمید برای نمونه های پلاسمید بدون نانوذره ایجاد نکرد. در حالی که برای نمونه های پلاسمید حاوی نانوذرات فلزی، مقادیر فاکتور افزایش دُز برای نمونه های تحت تابش پرتوهای ایکس 6 مگاولتی با آهنگ دُز 833 mu/min در مقایسه با گروه هایی که با پرتوهای ایکس 6 مگاولتی با آهنگ دُز 50 mu/min تابش شده بودند، به طور معنی داری افزایش یافت. نتیجه گیری. این مطالعه کارآمدی نانوذرات اکسید بیسموت را در افزایش اثربخشی پرتودرمانی تایید می کند. بر این اساس، می توان نتیجه گرفت که حضور نانوذرات اکسید بیسموت منجر به افزایش اثرات فیزیکی، شیمیایی و فیزیکوشیمیایی می شود و اثر حساس سازی پرتوی معنی داری دارد. برای فوتون های مگاولتی، به نظر می رسد که افزایش شیمیایی بیشترین تاثیر را در افزایش دُز نانوذرات فلزی دارد. در حضور نانوذرات، افزایش آهنگ دُز می تواند باعث آسیب بیشتر به پلاسمید از طریق افزایش شیمیایی و فیزیکوشیمیایی در پرتودرمانی با فوتون های مگاولتی شود. پیامدهای عملی. نتایج این مطالعه پتانسیل حساسیت پرتویی نانوذرات فلزی را تایید می کند و نشان می دهد که افزایش نرخ دُز منجر به افزایش اثر مخرب پرتودرمانی به کمک نانوذرات می شود.

the effect of radiation dose rate on radiosensitization potential of peg-coated bismuth oxide nanoparticles: a nanoscopic biodosimetry by dna plasmid

background. nanoparticle-based radiation therapy using metal nanoparticles is an adjuvant therapy that makes tumor cells more sensitive to radiation. in this study, we have used plasmid to study the effect of radiation dose rate on the amount of radiation sensitization of bismuth oxide nanoparticles. methods. in this study, bismuth oxide nanoparticles coated with polyethylene glycol were used as megavoltage radiation sensitizers. in this research, we used dna plasmid pcep4-102 as a nanoscopic dosimetry probe to measure the radiation sensitization effect of metal nanoparticles in radiation therapy. plasmid samples with and without coated nanoparticles were irradiated with 6 megavolt x-rays at dose rates of 50 mu/min and 833 mu/min. results. the dose enhancement factor for plasmid samples containing bi2o3 nanoparticles irradiated with 6 megavolt x-rays was 1.33 ± 0.1. increasing the dose rate from 50 mu/min to 833 mu/min did not cause any obvious change in the amount of plasmid damage in the plasmid samples without nanoparticles. considering the plasmid samples containing metal nanoparticles, the values of the dose enhancement factor for the samples exposed to 6mv x-ray irradiation at a dose rate of 833 mu/min were significantly increased compared to the samples irradiated with 6 mv x-rays at a dose rate of 50 mu/min. conclusion. this study confirms the efficiency of bismuth oxide nanoparticles in increasing the effectiveness of radiation therapy. in the presence of nanoparticles, increasing the dose rate can cause more damage to the plasmid by chemical and physicochemical enhancement in radiation therapy by megavolt photons. practical implications. the results of this study confirm the radiosensitization potential of metallic nanoparticles and show that increasing the dose rate leads to an increase in the damaging effect of nanoparticle-aided radiation therapy.