B N C T UMA RADIOTERAPIA ALTERNATIVA

B N C TUMA RADIOTERAPIA ALTERNATIVA

Gilberto OrengoCurso de Física Médica

Centro Universitário Franciscano - UNIFRA

Santa Maria - RS - Brasil

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IX SIMPÓSIO DE ENSINO PESQUISA E EXTENSÃO – SEPE 20051O SALÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

RADIOTERAPIA

Emprego terapêutico de raios ionizantes (eletromagnéticos, como os raios X e gama, ou de partículas elementares, como elétrons, prótons e nêutrons) no tratamento de certas doenças, especialmente o câncer.

Fonte: Dicionário Houaiss da Língua Portuguesa, pág. 2376. Rio de Janeiro: Objetiva, 2001.

IONIZAÇÃO

UNIFRA • CENTRO UNIVERSITÁRIO FRANCISCANO SEPE 2005 • 09-11/NOVEMBRO/2005


BNCT

Boron Neutron Capture Therapy(Terapia por Captura de Nêutrons pelo Boro)

É uma modalidade de radioterapia, e o seu sucesso depende da deposição de 10B (boro-10) nas células do tumor seguido pela irradiação de nêutrons térmicos (0,025 eV), resultando na produção de partículas ionizantes, altamente tóxicas à célula, de curto alcance localizando-se no interior da célula tumoral.

Essa terapia é usada, principalmente, para tumores de:cérebro (Glioblastoma multiforme); pele; pescoço; …

O BORO

O boro é encontrado na natureza em uma mistura de isótopos: 10B (20%) e 11B (80%). O 11B tem uma seção de choque, para nêutrons térmicos, 106 vezes menor do que o 10B.

Portanto, somente compostos enriquecidos de 10B são considerados em situações terapêuticas.

No mínimo 10-30 g de 10B são necessários entregrar por grama de tecido tumoral, correspondendo a 10-30 ppm.

A seção de choque do 10B: 3837 barn (1 barn = 10-28 m2)


A ENTREGA DO BORO À CÉLULAOs efeitos terapêuticos da micro-invasão nas células tumorais não são claros. Uma possível estratégia poderá ser o uso de lipossomos que se ligam aos receptores-alvo, com ou sem ligantes.

Figura 1: Princípios de entrega de liposomos ligantes nas células tumorais quando os receptores são marcados (os alvos). Os quadradinhos representam os boros e os pequenos círculos hachurados representam os ligantes (1).

Fonte: Jörgen Carlsson, Erika Bohl Kullberg, Jacek Capala, Stefan Sjöberg, Katarina Edwards and Lars Gedda. Ligand Liposomes and boron neutron capture therapy. Journal of Neuro-Oncology, 62: 47-59, 2003.


10B + 1n [11B]

4He2+ (1,78 MeV) R = 9,7 m7Li3+ (1,01 MeV) R = 4,8 m

(6,3%)

4He2+ (1,47 MeV) R = 8,0 m7Li3+ (0,84 MeV) R = 4,2 m (0,44 MeV)

(93,7%)

REAÇÕES NUCLEARES do 10B

A captura de nêutrons pelo 10B pode ocorrer por dois tipos de reações:

em que, R é o alcance da partícula.


EQUIPAMENTOS PARA USO EM BNCT

Gerador de Nêutrons(Cuba)

Reator Nuclear(Helsinki, Finlandia)

Fonte: Heikki Joensuu1 et al. Boron neutron capture therapy of brain tumors: clinical trials at the Finnish facility using boronophenylalanine. Journal of Neuro-Oncology 62: 123–134, 2003.

Fonte: Guido Martín and Arian Abrahantes. A conceptual design of a beam-shaping assembly for boron neutron capture therapy based on deuterium–tritium neutron generators. Med. Phys. Vol. 31, No.50: 1116-1122, May 2004.


RESULTADOS (extraídos da literatura)

Efeitos da BNCT. Ocorreu uma redução de 70% da área tumoral (realçada) e em apenas 48 h.

Fonte: Toshihiko Kuroiwa et al. Experience of modified boron neutron capture therapy to a glioblastoma patient. International Congress Series 1259 (2004) 39– 44.


RESULTADO 2:Resultados de uma irradiação em um homem de 39 anos, com um glioblastoma multiforme confirmado histologicamente.

Fonte: Heikki Joensuu1 et al. Boron neutron capture therapy of brain tumors: clinical trials at the Finnish facility using boronophenylalanine. Journal of Neuro-Oncology 62: 123–134, 2003.


RESULTADO 3:Aparência clínica: antes da BNCT (quadro da esquerda) e 22 meses depois da primeira BNCT (quadro da direita). Eficiência da BNCT com uma considerávle redução de um grande tumor, desaparecendo a ulceração seguida de uma cobertura de pele.

Fonte: Itsuro Kato et al. Effectiveness of BNCT for recurrent head and neck malignancies. Applied Radiation and Isotopes 61 (2004) 1069–1073.


BREVE HISTÓRICO1936 Locher (propósitos médicos).

1951 No BNL-Brookhaven National Laboratory com Farr e Sweet foi realizado o primeiro teste clínico com BNCT.

1959-1961 uma série de pacientes receberam BNCT em BNL. O tipo de câncer escolhido para estudo foi o glioblastoma multiforme (GBM), um câncer localizado no cérebro, com baixa taxa de sobrevida. Outro grupo de pacientes foi tratado no Massachusetts Institute of Technology-MIT. Os resultados clínicos foram desapontadores.

1968 Dr. Hatanaka, no Japão, usando sulfidrila borada (sulfhydryl borane, Na2B12H11SH (BSH)), obteve bons resultados.

1980-today Vários avanços no estudo da BNCT. Uso do composto borophenylalaline (BPA).

Página na Internet http://www.bnct.org


O PROGRAMA BNCT UNIFRA-UFSMNo Laboratório do Gerador de Nêutrons da UFSM (LABEGN), há um acelerador linear para produção de nêutrons de 14 MeV. Está em desenvolvimento um projeto de parceria UFSM/UNIFRA para utilizar o gerador de nêutrons em BNCT. O responsável pelo LABGEN/UFSM é o prof. Dr. Graça.


Alvo

Bomba de vácuo

Lentes

0-10kV,neg

Base da fonte de íons

Canal

Eletrodos aceleradoresNível de referência

Bobina

Extrator 0-5kV

Fonte deEnergia R-F

+150kV

Fonte de íons

ESQUEMA DO GERADOR DE NÊUTRONS

Fonte: TEXAS NUCLEAR. Operational Manual of Texas Nuclear Neutron Generator. Austin, Texas.


FASES DO PROJETO:(2004) FASE I: estudos de implementação do projeto. Abstract

aprovado no IX Congresso Física Médica-Rio 2004 partida oficial projeto. A primeira TFG-UNIFRA (em andamento): uma revisão sobre BNCT no mundo e no Brasil e; um levantamento de casos de câncer de cérebro e de pele na região de Santa Maria, pelo Elizandro do Carmo.

(2005-2006) estudos sobre o Gerador de Nêutrons Eficiência de dose – Alvo de Trítio, feixe de Deutério, detectores de nêutrons (cálculo de fluxo neutrônico). Primeiras simulações e primeiro artigo. Estudos a respeito da bioquímica do processo, na entrega do Boro. Estudo de protocolos. Interação com pesquisadores do IRD/Rio de Janeiro/Lab. Nêutrons e do IPEN/SP (primeiro Grupo de Pesquisa/CNPq-2004). Acordo UNIFRA-UFSM. IX Congresso Física Médica-Rio 2004 primeiros resultados sobre termalização neutrônica (simulação usando o código ANISN e biblioteca de seções de choque UKCTR.


FASES DO PROJETO: continuação …

(2006-2008) FASE II: primeiros testes em ratos.

(2009-2012 ?) FASE III: dependendo dos resultados, propor uma pós-graduação (Lato Sensu ou Strictu Sensu).

(2009-2012 ?) FASE IV: após fase III testes em humanos.

ESTUDOS ATUAIS SOBRE BNCT PELO GRUPO:

- Estudo sobre neutrônica;- Cálculo de doses (microdosimetria);- Cálculo de termalização de nêutrons.


GRAZIE MILLE


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