Monte Carlo simulation of radiation transport and dose deposition from locally released gold nanoparticles labeled with<sup>111</sup>In,<sup>177</sup>Lu or<sup>90</sup>Y incorporated into tissue implantable depots
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Permanent seed implantation (PSI) brachytherapy is a highly conformal form of radiation therapy but is challenged with dose inhomogeneity due to its utilization of low energy radiation sources. Gold nanoparticles (AuNP) conjugated with electron emitting radionuclides have recently been developed as a novel form of brachytherapy and can aid in homogenizing dose through physical distribution of radiolabeled AuNP when injected intratumorally (IT) in suspension. However, the distribution is unpredictable and precise placement of many injections would be difficult. Previously, we reported the design of a nanoparticle depot (NPD) that can be implanted using PSI techniques and which facilitates controlled release of AuNP. We report here the 3D dose distribution resulting from a NPD incorporating AuNP labeled with electron emitters ( 90 Y, 177 Lu, 111 In) of different energies using Monte Carlo based voxel level dosimetry. The MCNP5 Monte Carlo radiation transport code was used to assess differences in dose distribution from simulated NPD and conventional brachytherapy sources, positioned in breast tissue simulating material. We further compare these dose distributions in mice bearing subcutaneous human breast cancer xenografts implanted with 177 Lu-AuNP NPD, or injected IT with 177 Lu-AuNP in suspension. The radioactivity distributions were derived from registered SPECT/CT images and time-dependent dose was estimated. Results demonstrated that the dose distribution from NPD reduced the maximum dose 3-fold when compared to conventional seeds. For simulated NPD, as well as NPD implanted in vivo , 90 Y delivered the most homogeneous dose distribution. The tumor radioactivity in mice IT injected with 177 Lu-AuNP redistributed while radioactivity in the NPD remained confined to the implant site. The dose distribution from radiolabeled AuNP NPD were predictable and concentric in contrast to IT injected radiolabeled AuNP, which provided irregular and temporally variant dose distributions. The use of NPD may serve as an intermediate between PSI and radiation delivered by radiolabeled AuNP by providing a controlled method to improve delivery of prescribed doses as well as homogenize dose from low penetrating electron sources.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».