High-dose dosimetry with emphasis on the industrial sterilization and accidental radiation dosimetry

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι να διερευνήσει κατά πόσον η θερμοφωταύγεια (Thermoluminescence-TL) και η οπτικά προτρεπόμενη φωταύγεια (Optically Stimulated Luminescence-OSL) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματικές μέθοδοι για την ανίχνευση ακτινοβολημένων φαρμακευτικών σκευασμάτων στη μετα-αποστειρωτική δοσιμετρία ή/και στη δοσιμετρία ατυχημάτων. Για το λόγο αυτό, διεξήχθησαν συστηματικές μετρήσεις TL και OSL εμπορικών στερεών φαρμάκων και των γυάλινων δοχείων υγρών φαρμάκων (εφόσον εκτίθενται εξίσου στην ακτινοβολία), καθώς και υπολογιστική ανάλυση αποσυνέλιξης των καμπυλών σε συνιστώσες (computerized curve deconvolution analysis-CCDA), προκειμένου να εξεταστούν τα χαρακτηριστικά φωταύγειάς τους και οι ιδιότητες των εμπλεκόμενων παγίδων ηλεκτρονίων. Επιπλέον, καταβλήθηκε προσπάθεια για την ανάπτυξη ενός νέου πρωτοκόλλου για τον προσδιορισμό της απορροφούμενης δόσης (αποστείρωσης ή ατυχήματος) από τα θερμο-ευαίσθητα στερεά φάρμακα.Οι μετρήσεις σε πέντε φάρμακα στερεής κατάστασης (Aspirin®, Brufen®, Daktarin®, Panadol® και Procef®) έδειξαν ότι η TL δεν είναι κατάλληλη μέθοδος για τη μετα-αποστειρωτική δοσιμετρία ή/και τη δοσιμετρία ατυχημάτων στερεών φαρμάκων λόγω της θερμο-ευαίσθητης φύσης τους. Από την άλλη πλευρά, τα ακτινοβολημένα στερεά φάρμακα μπορούν να ανιχνευθούν αποτελεσματικά με OSL, ανεξάρτητα από τον τρόπο διέγερσης (σταθερής έντασης σκανδαλισμού ή γραμμικά αυξανόμενης οπτικής προτροπής) και το μήκος κύματος του φωτός διέγερσης (υπέρυθρο ή μπλε). Ωστόσο, η επαναληψιμότητα μεταξύ δειγμάτων του ίδιου φαρμάκου είναι μάλλον φτωχή, που ενδεχομένως να οφείλεται σε διαφορές της συγκέντρωσης των φωταυγειακών ουσιών από δείγμα σε δείγμα. Η CCDA αποκάλυψε ότι όλες οι μεμονωμένες συνιστώσες, οι οποίες συνθέτουν τις πειραματικές καμπύλες αποσύνθεσης, μπορούν να περιγραφούν με κινητική περίπου δεύτερης τάξης, ενώ μια πολύ γρήγορη συνιστώσα με διάρκεια ζωής λίγων δευτερολέπτων είναι εμφανής σε όλα τα στερεά φάρμακα.Οι μετρήσεις με τις παραπάνω μεθόδους διεξήχθησαν επίσης σε δύο διαφορετικούς τύπους δοχείων από γυαλί δύο φαρμάκων υγρής κατάστασης (Hexalen® και Voltaren®). Λαμβάνοντας υπόψη τα ευρήματα, τόσο η TL όσο και η OSL μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την ανίχνευση ακτινοβολημένων υγρών φαρμάκων μέσω της ανίχνευσης των γυάλινων δοχείων τους, ενώ η εκτίμηση της δόσης μπορεί να επιτευχθεί με πολλούς τρόπους. Η CCDA έδειξε ότι τόσο τα TL όσο και OSL σήματα αποτελούνται από πολλές συνιστώσες με γραμμική απόκριση δόσης έως και αρκετά kGy. Επιπλέον, φαίνεται επίσης ότι υπάρχουν παγίδες με μεγάλο χρόνο ζωής και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για δοσιμετρικούς σκοπούς.Τέλος, αναπτύχθηκε ένα νέο πρωτόκολλο ανασύστασης δόσης μονού δισκίου (single-aliquot regenerative-dose) κατάλληλο για την εκτίμηση της ισοδύναμης δόσης με OSL σε θερμο-ευαίσθητα υλικά που εμφανίζουν ευαισθητοποίηση, όπως τα στερεά φάρμακα. Το πρωτόκολλο (που ονομάζεται SARHS) εξαλείφει τυχόν επιδράσεις ευαισθητοποίησης χωρίς να συμπεριλαμβάνει οποιαδήποτε θέρμανση του δείγματος και αποδείχθηκε ικανό να υπολογίσει τη δόση αποστείρωσης ή/και ατυχήματος ακτινοβολημένων φαρμάκων. Τα ευρήματα της παρούσας διατριβής είναι πολύ υποστηρικτικά και αποδεικνύουν την αποτελεσματική εφαρμογή των μεθόδων TL και OSL στη μετα-αποστειρωτική δοσιμετρία και τη δοσιμετρία ατυχημάτων των εμπορικών στερεών φαρμάκων και των γυάλινων δοχείων υγρών φαρμάκων.