Наноразмерные оксиды тантала, гафния и церия для монохроматических пучков фотонов и брахитерапии

Наночастицы элементов с высоким атомным номером способны увеличивать поглощенную дозу при их накоплении в опухолевых клетках. Количественной мерой эффекта радиосенсибилизации служит фактор увеличения дозы, отношение доз без наночастиц и в присутствии наночастиц. В настоящей работе были аналитически рассчитаны значения фактора увеличения дозы керамических наночастиц Ta$_{2}$O$_{5}$, HfO$_{2}$ и CeO$_{2}$ в комбинации с монохроматическим излучением рентгеновского диапазона энергий (1–180 keV) и низкоэнергетичными источниками для брахитерапии $^{103}$Pd (средняя энергия 20.6 keV), $^{125}$I (26.7 keV), $^{131}$Cs (30.4 keV). Все наночастицы продемонстрировали высокие значения фактора увеличения дозы при концентрации 5 mg/ml как для монохроматического излучения, так и для брахитерапевтических источников. Максимальные значения $\sim$ 1.7 получены для наночастиц оксида тантала. В случае брахитерапевтических источников наибольшие значения фактора увеличения дозы от 1.48 до 1.67 были получены для наночастиц Ta$_{2}$O$_{5}$ и HfO$_{2}$. Проведенные расчеты подтверждают перспективность использования керамических наночастиц в качестве модификаторов дозы для лучевой терапии.