Sviluppo ed applicazione di nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti

Progetto: Research project

Description

La ricerca si propone di sviluppare nuove formulazioni per matrici a struttura idrogelica da impiegare come dosimetri per radiazioni ionizzanti. Gli obiettivi principalidel progetto riguardano la realizzazione di sistemi dosimetrici capaci di fornire una mappatura tridimensionale della distribuzione della dose assorbita, ilmiglioramento e l'ottimizzazione delle caratteristiche di stabilità, sensibilità e risoluzione spaziale rispetto a quelle dei sistemi attualmente noti, la semplificazionedelle procedure di preparazione che ne faciliti il trasferimento tecnologico dalla scala di laboratorio a quella di produzione. In particolare, la ricerca si propone diinvestigare la possibilità di migliorare la sensibilità, la stabilità post-irraggiamento e la risoluzione spaziale dei gel dosimetrici attraverso l'ottimizzazione dellecaratteristiche fisico-chimiche di matrici idrogeliche da impiegare sia nei gel-Fricke che nei gel a polimerizzazione, che rappresentano le due tipologie di geldosimetrico correntemente studiate.Le matrici, la cui componente polimerica è prevalentemente un polisaccaride solubile a temperatura ambiente, saranno studiate al fine di caratterizzare le specieradiolitiche formatesi in seguito all'irraggiamento, di valutare i processi diffusivi, di individuare i fattori di instabilità, di ricercare possibili agenti stabilizzanti e diindividuare eventuali amplificatori del segnale dosimetrico.Elementi di novità peculiari della ricerca, oltre all'impiego di matrici polimeriche mai utilizzate in precedenza per questo scopo, riguardano il superamento delleproblematiche di stabilità, legate alla diffusione nei gel-Fricke, e di sensibilità legata a basse intensità del segnale radiometrico, nei gel a polimerizzazione.A questo scopo si intendono condurre le seguenti principali attività: preparazione e sviluppo di sistemi dosimetrici a gel tipo Fricke e Polimerici (normoxy gel);caratterizzazione radiometrica dei dosimetri con metodi ottici e di risonanza magnetica (NMRI); ottimizzazione di formulazioni e metodi per applicazioni inRadioterapia e Dosimetria industriale.L'Imaging di risonanza magnetica nucleare (MRI) sarà utilizzato come metodo di misura non distruttivo di un dosimetro gel. Le modifiche indotte dalle radiazioni, incui vengono convertiti ioni ferrosi (Fe2+) in ioni ferrici (Fe3+), possono essere quantificate tramite MRI e le soluzioni dosimetriche Fricke disperse nella matrice gelpossono essere utilizzate per ottenere informazioni spaziali tridimensionale (3D) di dose utilizzando MRI. Nel caso dei sistemi polimerici, studi di rilassamento NMRcondotti su soluzioni polimeriche hanno dimostrato che le velocità di rilassamento aumentano con la dose assorbita. I gel dosimetrici polimerici sono basati sullaconversione di monomeri ad aggregati polimerici in seguito ad irradiazione. Si è dimostrato in studi successivi, che non solo la velocità di rilassamento può essereutilizzata come parametro di imaging ma anche altri contrasti MR come il chemical shift analizzabile tramite la spettroscopia di risonanza magnetica protonica (1H-MRS). L'obiettivo è definire le condizioni di formulazione dei gel ottimali per massimizzare il segnale dosimetrico, e migliorarne la stabilità spaziale e temporale.Infine, la valutazione delle caratteristiche e le applicazioni metrologiche della risposta segnale-dose dei sistemi dosimetrici a gel sarà effettuata con la ricostruzione disezioni tomografiche da scansioni ottiche lineari. Partendo da scansioni effettuate con un fascio laser che attraversa la matrice di gel e misurando la attenuazione chesubis

Layman's description

Il progetto di ricerca si propone i seguenti obiettivi finali attraverso una serie di studi e indagini strumentali svolte in parallelo e tra loro complementari:sviluppare nuovi sistemi dosimetrici a gel tipo Fricke e polimerici e migliorare la loro formulazione rispetto a quanto attualmente noto in letteratura e giàsperimentato risolvendone gli aspetti critici;indagare la dipendenza della risposta in dose al variare del LETrazionalizzare le conoscenze utili ad attuare le azioni migliorative delle caratteristiche dei dosimetri. sviluppare nuove tecniche di sintesi e/o funzionalizzazione dellecomponenti polimeriche dei gelvalutare caratteristiche e applicazioni metrologiche della risposta segnale-dose dei sistemi dosimetrici a geldefinire le caratteristiche metrologiche del sistema di misura in riferimento alla sua applicazione in dosimetria.sviluppare nuove tecniche di imaging per le applicazioni dosimetriche in campo clinico.costruire un sistema di scansione e sviluppare un software di imaging dedicato.

Key findings

Salute
StatoFinito
Data di inizio/fine effettiva2/1/131/31/16