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Development of less toxic polymer gel dosimeter for radiation therapy of cancer

がんの放射線治療のための低毒性ポリマーゲル線量計の開発

山下 真一; 廣木 章博; 長澤 尚胤; 田口 光正

Yamashita, Shinichi; Hiroki, Akihiro; Nagasawa, Naotsugu; Taguchi, Mitsumasa

セルロース誘導体のヒドロキシプロピルセルロースを電子線照射で橋かけして母材とし、非毒劇物の放射線検出剤を用いることで、従来のアクリルアミド系又はアクリル酸系のものよりも毒性が低く形状保持性に優れた取扱いやすいポリマーゲル線量計を開発した。放射線検出剤にはメタクリル酸2-ヒドロキシエチルを、架橋剤にはポリエチレングリコールジメタクリレートを用いた。このポリマーゲル線量計に$$^{60}$$Co $${gamma}$$線を毎時3-8Gyの線量率で照射し、がん治療での実用的な線量範囲(0-30Gy程度)において照射に伴う白濁化を確認した。検出剤組成により白濁しやすさが変わり、これにより感度を制御できる可能性が示された。この白濁化を定量的に評価・把握するために、濁度及び紫外可視域での吸収スペクトルを測定した。濁度は5Gyまでの間は組成にあまり依存せず40%まで増加するものの、それ以上の線量では組成により濁度が倍増するものとほとんど変化しないものがあった。具体的には放射線検出剤の割合が高いものは高線量でも濁度が増加し、放射線重合の進展によるミクロゲルサイズの増加が30Gyまで継続して起こっていると考えられた。また、これと対応する形で、10Gy以上の線量域で吸収スペクトルの400nm付近に新たなピークが出現することも確認された。

We developed a polymer gel dosimeter with low toxicity by employing a cellulose derivative, hydroxypropyl cellulose, as a base matrix, 2-hydroxyethyl-methacrylate as a polymerizing monomer, polyethylene glycol ester dimethacrylate as a crosslinker, and tetrakis (hydroxymethyl)phosphonium chloride as an oxygen scavenger. The gel dosimeter was irradiated with $$^{60}$$Co $${gamma}$$-rays at dose rate of 3-8 Gy/h, resulting in visual change from transparent to white cloud-like state. The irradiated dosimeters were analyzed by UV-vis spectrometry and measurement of haze, which is defined as the ratio of diffractive transmission to sum of diffractive and parallel transmissions. There is no obvious difference in UV-vis spectra among the dosimeters with different compositions. No peak but a broad and downward curve was observed in wavelength from 300 to 800 nm. This would be attributed to scattering by microgel of polymerized solutes or to chemical bonds produced during the polymerization. Haze almost monotonically increases with increasing $${gamma}$$-dose although difference at low dose region (smaller than 1 Gy) was difficult to be quantitatively identified.

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