利用納米顆粒的光核反應(yīng)實(shí)現(xiàn)原位活化治療的可行性研究

張國(guó)梁，胡逸民

武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北武漢430072

前言

對(duì)入射X射線激發(fā)人體內(nèi)的核素（如碳、氧等）和激發(fā)進(jìn)入到人體內(nèi)的核素（如金、硼等）的研究主要分為兩種形式：第一種主要是用高能X射線入射到人體內(nèi)引發(fā)碳、氧等核反應(yīng)，使其變成11C、15O，可以用于PET 的探測(cè)以及腫瘤放射治療照射中劑量分布的監(jiān)測(cè)；第二種則是用kV 級(jí)或MV 級(jí)的X 射線與輸入人體內(nèi)的納米級(jí)粒子，如納米金顆粒（GNP），發(fā)生光核反應(yīng)，并使其活化，最終達(dá)到劑量增敏的作用［1-4］。X 射線（kV 或MV 級(jí)）照射下的增敏作用已有相關(guān)的報(bào)道［5-12］，kV 級(jí)和MV 級(jí)照射下不同的增敏效果也已經(jīng)被證實(shí)。但GNP 活化后產(chǎn)生的劑量是否足夠用于類似植入體內(nèi)的放射性核素的內(nèi)照射同位素治療的研究鮮見報(bào)道。本文利用GNP 在人體內(nèi)（包括腫瘤組織內(nèi)）的沉積，利用高能X 射線照射GNP 發(fā)生光核反應(yīng)，采用蒙特卡羅的方法模擬其光核反應(yīng)截面，探討和評(píng)價(jià)將GNP 光核反應(yīng)放射性產(chǎn)物作為其替代近距離照射植入的放射源的可能性。

1 材料與方法

1.1 GNP光核反應(yīng)

GNP光核反應(yīng)主要形式是利用金屬197Au與伽瑪射線光核反應(yīng)后產(chǎn)生的中子和釋放出的伽瑪射線以及產(chǎn)生具有放射性的196Au，利用蒙特卡羅程序Geant4 來(lái)模擬GNP 光核反應(yīng)截面最大時(shí)能量的X 射線與GNP 反應(yīng)的粒子輸運(yùn)過程以及其反應(yīng)產(chǎn)物和對(duì)細(xì)胞的劑量貢獻(xiàn)，來(lái)分析評(píng)價(jià)光核反應(yīng)的作用和替代放射源的可能性。GNP 在光核反應(yīng)過程中產(chǎn)生了具有放射性的196Au和中子，反應(yīng)式如下所示：197Au 光核反……