Caratterizzazione di un legante innovativo per la dosimetria a gel di Fricke

Since the last decades the radiotherapy treatment of tumors has been characterized by a strong synergy between the development of innovative treatment techniques and the development of methodologies of control and reduction of errors in the distribution of the absorbed dose associated with treatment plans. In this context, gel dosimetry has been a useful support since it has several advantages, including the ability to use well-established analytical techniques for dosimetri reading, but also unique advantages such as the ability to make dosimetry in three-dimensional geometries. Among the most used gel dosimeters there are the Fricke gel dosimeters, prepared on the basis of the features of the traditional Fricke aqueous dosimeters, a gel matrix, and a ligand agent. This component plays a central role in the reduction of ions diffusive phenomena occurring in the gel matrix that is related to spatial information degradation of the absorbed dose. In the first part of this thesis work, a newly conceived ligand for Fricke gel dosimeters was characterized, both from the point of view of chemical and optical properties. Subsequently it was used in the preparation of fricke gel dosimeters. These dosimeters were irradiated and read by optical spectrometry and NMR analysis in order to evaluate the dose response and compare the results with the literature. The second part of the work was characterized by the experimental study by means of tests for the evaluation of the ferric ions diffusion coefficient, with the aim of investigating the ability of the new ligand to reduce or not this phenomenon with respect to known ligands in the literature and usually employed in the production of Fricke gel dosimeters.

A partire dagli ultimi decenni le linee guida della assicurazione di qualità in radioterapia (AQR) deliberate dai principali enti europei di riferimento sono state caratterizzate da una forte sinergia tra sviluppo di tecniche innovative di trattamento e sviluppo di metodologie di controllo e riduzione degli errori nella distribuzione della dose assorbita associata ai piani di trattamento. In questo ambito la dosimetria a gel ha costituito un utile supporto poiché presenta diversi vantaggi, tra cui la possibilità di impiego di tecniche analitiche ben consolidate per la lettura dei dosimetri, ma anche vantaggi unici, come la possibilità di effettuare dosimetria in geometrie tridimensionali. Tra i dosimetri a gel maggiormente impiegati ci sono i dosimetri a gel di Fricke, preparati sulla base delle caratteristiche del tradizionale dosimetro acquoso di Fricke, di una matrice di gel, e di un agente legante. Tale componente costituisce un ruolo centrale nella riduzione dei fenomeni diffusivi degli ioni, che avvengono nella matrice di gel causando la degradazione dell’informazione spaziale della dose assorbita. Nella prima parte di questo lavoro di tesi è stato caratterizzato un legante di nuova concezione per i dosimetri a gel di Fricke, sia dal punto di vista delle proprietà chimiche sia di quelle ottiche. Successivamente è stato impiegato nella preparazione di dosimetri a gel di Fricke. Tali dosimetri sono stati irraggiati e letti mediante spettrometria ottica e analisi NMR, al fine di valutare la risposta in Dose e confrontare i risultati con la letteratura. La seconda parte del lavoro è stata caratterizzata dallo studio sperimentale mediante prove per la valutazione del coefficiente di diffusione degli ioni ferrici, con l’obiettivo di investigare la capacità del nuovo legante di ridurre o meno questo fenomeno rispetto a leganti noti in letteratura ed usualmente impiegati nella produzione dei dosimetri a gel di Fricke.