Evaluación de dosis tumoral usando nanopartículas de oro con fotones de rayos X en radioterapia de ortovoltaje mediante el código penelope

Abstract

Existen limitaciones importantes en la radioterapia (RT) de ortovoltaje para tratamiento de cáncer a la piel, debido a las altas dosis impartidas en la superficie de la piel y al tejido óseo. Por lo tanto si se suministra nano-partículas de oro (NPsAu) dentro del volumen tumoral obtendremos altas dosis localizadas solo en el tejido tumoral y además se reducirán las complicaciones en órganos o tejidos sanos adyacentes, durante la irradiación. El objetivo de este trabajo fue evaluar el factor de aumento de dosis (FAD) tumoral en presencia de diferentes concentraciones NPsAu adheridas a un tumor superficial al ser irradiado por diferentes potenciales aplicados de una fuente de rayos X de ortovoltaje mediante simulación con el código PENELOPE v.2014. Usando el código MCNPX se modelo el cabezal de una unidad de rayos X de ortovoltaje y se obtuvo espectros de rayos X de 40, 60, 80, 100, 120, 180, 220, 300 kVp, luego se utilizó el código PENELOPE v. 2014 para calcular la FAD, creando una geometría cúbica con material de tejido blando (maniquí) de dimensiones de 5x5x5 cm3, además se implantó un tumor superficial cúbico de 1x1x0,5 cm3 dentro del maniquí y se aplicó concentraciones homogéneamente distribuidas de 10, 25, 50, 75 mg Au/ml, para un campo de irradiación del tamaño del tumor y a una distancia fuente-superficie (DFS) de 20 cm. Los resultados muestran que según la aplicación de 10 mg Au/ml se encontró una FAD promedio máxima de 2,50 en un potencial aplicado de 60 kVp, mientras que para las concentraciones de 25 y 50 mg Au/ml se encuentra una FAD promedio máxima de 4,29 y 5,83 en un potencial aplicado de 80 kVp y por ultimo para la concentración de 75 mg Au/ml se obtiene una FAD promedio máxima de 8,65 en un potencial aplicado de 100 kVp dentro de la región tumoral (0 – 0,5 cm), además se realizó un aplicación de un tumor superficial cerebral encontrando concentraciones optimas de 50 y 75 mg Au/ml para el tratamiento. La aplicación de fotones de rayos X de baja energía, en especial con NPsAu es una buena alternativa para los tratamientos en áreas superficiales sensibles, debido a que la NPsAu no solo incrementa la dosis en la región tumoral sino también disminuyen la absorción de dosis en tejidos u órganos sanos adyacentes.