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放射線治療では、治療ワークフロー全体に導入される不確実性を考慮するために必要な安全マージンを減らすために、その場での線量測定と範囲検証を可能にする方法が不可欠です。 この研究は、相変化超音波造影剤に基づいた炭素イオン放射線療法の非侵襲的線量概念を提案しています。 架橋ポリビニルアルコールシェルで安定化された準安定パーフルオロブタン（PFB）コアから作られた注入可能なナノ液滴は、炭素イオン放射線（Cイオン）にさらされると生理的温度で蒸発し、エコーマイクロバブルに変化します。 組織シミュレーションモデルに埋め込まれたナノ液滴を、線量0.1〜4Gy、照射温度37℃で312MeV/Uの臨床Cイオンビームに曝露した。 バルクモードの超音波イメージングと照射前後のコントラスト強調を評価することにより、Cイオンブラッグピークにおける放射線誘発性のナノ液滴の顕著な蒸発はサブミリメートル変位で再現性があり、線量依存性であることが判明した。 モデルの位置、ビーム範囲、散乱ブラッグ ピークを変更することにより、C イオンに対するナノ液滴の特異的な応答がさらに確認されました。 C イオンに対するナノ液滴の応答は濃度の影響を受け、線量率には依存しません。 これらの初期の発見は、生体内炭素イオン線量測定とポリマーシェル PFB ナノ液滴の範囲検証における画期的な可能性を示しています。
陽子や炭素イオン（Cイオン）などの重荷電粒子のビームを使用する高度な放射線療法（ハドロン療法として知られる）は、最近臨床で利用可能になり、薬剤耐性腫瘍の治療を増やすことを目的として世界的に開発されています。 さらに、ハドロン療法は、心臓近くの左側の乳がんなど、重要な臓器近くのがんの治療において、従来の放射線療法よりも有益であると考えられています。 X 線光子とは異なり、荷電粒子は組織を貫通するにつれて拡散が少なく、数ミリメートル幅の間隔で最大エネルギーを蓄え、その後停止し、ブラッグ ピークとして知られる高度に局所的な鋭い遠位線量低下でエネルギーのほとんどを放出します 3,4,5 。 したがって、ハドロンを使用することによって得られる線量分布は、体内でのハドロンの堆積範囲が限られて狭い（つまり、側方拡散が制限されている）ため、光子によって得られる線量分布よりも優れています。 C イオンと陽子は X 線に比べて同様の物理的利点を持っていますが、C イオンは放射線生物学的特性において陽子とは異なり、一般に予後不良と治療死亡率の高さに関連しています。 コーネリアス・A・トビアスは、放射線治療における炭素イオンの使用を最初に提案し、陽子よりも重いイオンの方が効果的である可能性があると主張した。 2 種類の放射線間の線量分布の主な違いは、C イオンがその遠位崩壊の外側に小さな断片化テールを持っていることです。 さらに、横方向では、C – イオンは陽子ビームよりも急峻な減衰を特徴とし、ブラッグピークが大幅に狭いためターゲットにより等角になり、より効果的に腫瘍塊に衝突し、腫瘍の損傷前に健康な組織を最大限に保存することができます。腫瘍の後。 さらに、線形エネルギー移動 (LET) は、単位長さあたりの一次陽子、7、8、9.C イオンが通過する材料内に堆積した荷電粒子のエネルギー密度であり、ブラッグ ピークで最大相対バイオアベイラビリティ (RBE) を誘導します。 、 LET 値 150 ～ 200 keV/μm で薬剤耐性腫瘍に対して最適な有効性を示します 10 および 11。 さらに、最近の進歩により、高密度イオン化炭素の放射線生物学的特性ががん治療において追加の治療効果を持ち、免疫応答を強化し、血管新生と転移の可能性を低下させる7. C イオンの臨床的可能性に対する関心は、過去 20 年間に治療を受けた患者数の増加に反映されています。 日本における第 I 相および第 II 相試験では、局所進行膵臓がん患者において有望な結果が示されています。 最近、これらの所見を確認するために追加の第 II 相臨床試験がドイツで実施されました 12。しかし、粒子線治療共同グループ (PTCOG) によると、世界中で活動しているセンターの数は依然として 12 に限られています。 主にヨーロッパ (イタリア、ドイツ、オーストリア) とアジア (中国、日本) にあり、米国とフランスでは 13 のセンターが建設中です。
これまでのところ、C イオン放射線治療を含むすべての粒子線治療オプションの最も重要な課題の 1 つは次のとおりです。
投稿日時: 2022 年 5 月 23 日
