3.3 Dosimetria com Gel Polimérico3.3.1 HistóricoOs sistemas poliméricos começaram a ser estudados em relação àcapacidade dosimétrica na década de 50 por Alexander et al (1954), que avaliouos efeitos em polimetilmetacrilato, causados pela radiação. Hoecker & Watkins(1958) estudaram a polimerização radioinduzida em líquidos. Com o passar dotempo, foram realizados estudos que combinavam estas propriedades, como oprimeiro gel polimérico, desenvolvido por Maryanski et al (1992, 1993), cujaformulação era composta por monômeros de acrilamida e N,N’-metileno-bisacrilamida(bis) diluídos em uma matriz aquosa de agarose (gelatina de algas).Este dosímetro recebeu o acrônimo de BA<strong>NA</strong><strong>NA</strong> devido a seus componentesquímicos (bis, acrilamida, óxido nitroso e agarose). Verificou-se que o gelapresentava uma distribuição de dose pós-irradiação relativamente estável.A reação de polimerização neste gel ocorria devido ao processo dereticulação dos monômeros induzida pelos produtos de radical livre da radióliseda água. Maryanski et al (1994a) refinaram a formulação, substituindo a agarosepor gelatina, surgindo o BANG (bis, acrilamida, óxido nitroso e gelatina aquosa),que foi patenteado em 1994 (Maryanski et al, 1994b). Devido à patente, asformulações desenvolvidas subsequentemente passaram a ser chamadas dePAG (poliacrilamida gel) por diversos pesquisadores (Baldock et al, 1998).Embora os dosímetros de gel polimérico apresentassem umadistribuição de dose relativamente estável, havia uma limitação significativa parasua utilização. Por se basearem em química de radicais livres, os dosímetros degel polimérico eram suscetíveis à inibição do processo de polimerização devidoao oxigênio atmosférico. Então, a produção deles precisava ser realizada emambiente livre de oxigênio, como em caixas de luvas (gloveboxes) bombeadascom gás nitrogênio. Além da sensibilidade ao oxigênio, a presença decomponentes altamente tóxicos trouxe limitações para a utilização dentro daclínica (Baldock, 2006).Fong e colaboradores (2001) desenvolveram um dosímetro de gelpolimérico, conhecido como MAGIC gel, que delimita o oxigênio atmosférico emum complexo metalorgânico, portanto removendo o problema da inibição pelooxigênio e permitindo a produção de dosímetros de gel polimério em atmosfera27
comum. Este tipo de gel ficou conhecido como gel normóxico; por outro lado, asformulações anteriores de PAG ficaram conhecidas como géis hipóxicos. Aformulação do MAGIC gel consiste de ácido metacrílico, ácido ascórbico, gelatinae cobre. O ácido ascórbico é o responsável pela ‘captura’ do oxigênio (envolvendoo oxigênio livre na matriz gelatinosa e aprisionando-o nos complexosmetalorgânicos), cujo processo é iniciado pelo sulfato de cobre. Outros agentesantioxidantes também foram apresentados como possibilidade de uso naprodução de géis normóxicos, como cloreto de tetrakis (hidroximethil) fosfônio(THPC) (De Deene et al, 2002; Bayreder et al, 2006).A formulação do gel polimérico utilizada neste trabalho foi proposta porBerg (2009) e consiste em uma variação do MAGIC gel.3.3.2 Mecanismo QuímicoNormalmente os géis poliméricos são compostos por cerca de 90% deágua. Em geral, os demais componentes não são afetados diretamente pelaradiação, e sim indiretamente, por entidades produzidas a partir da água, pelochamado processo de radiólise. Quando irradiadas, as moléculas de água sãoionizadas em diversos radicais e íons altamente reativos.Na irradiação com raios X, esses radicais e íons são produzidos emperíodos da ordem de 10 -15 s. A partir do momento da produção, a probabilidadedestas partículas reativas se encontrarem por movimento browniano e, então,reagirem umas com as outras aumenta com o tempo. O equilíbrio térmico darecombinação das partículas reativas é alcançado após aproximadamente 10 -11 s.As partículas remanescentes difundem sofrendo um deslocamento aproximado de0,28 nm, que corresponde a um décimo da distância intermolecular dosmonômeros. Então os produtos da radiólise da água começam a reagir com osmonômeros. Por exemplo, um elétron hidratado, e - aq, reage com um monômeroformando um radical ânion que pode ser neutralizado posteriormente por umpróton.oResumidamente, a decomposição destes intermediários reativos ( R )pode ser escrita de modo simplificado:DH2O 2ko R(Eq. 3.27)em que (k D ) é proporcional à dose absorvida.28
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Absorbed Dose Enhancement Caused by
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