Repositorio
Institucional

Mattea, Facundo

Chacon, David

Strumia, Miriam

Valente, Mauro

Effect of inorganic salts and matrix crosslinking on the dose response of polymer gel dosimeters based on acrylamide

PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

RADIATION MEASUREMENTS

en

The use of additives in polymer gel dosimeters to enhance their sensitivity or to improve their performance is of great importance for their application in radiomedicine. Inorganic salts have been used as additives with this purpose, however, their presence in the dosimeters induce severe modifications in their mechanical properties and consequently in their capabilities to maintain a stable dose distribution with time. Most studies in this area conclude in the need to use chemical modifications of the species responsible for the mechanical properties of the dosimeters, which in most cases is a gelatin matrix. In this study, a covalent crosslinking of the gelatin matrix of PAGAT dosimeters doped with different inorganic salts, namely MgCl2, CaCl2 and MnCl2 has been carried out. The mechanical properties, X-ray sensitivity and dose distribution stability in these materials were compared to those of PAGAT. The results indicated a compromise between the crosslinking of the gelatin structure and the sensitivity of the dosimetric material. Therefore, the proper selection of the degree of crosslinking and the inorganic salt concentration must be considered. An enhanced dosimeter was obtained by adding MgCl2 with a 1M concentration and by crosslinking the gelatin matrix with glutaraldehyde at a 0.08% w/v concentration. This material presented a 75% enhanced sensitivity relative to PAGAT and similar temporal stability and spatial stability in 2D dose distributions.

El uso de aditivos en dosímetros de gel polimérico para mejorar su sensibilidad o rendimiento es fundamental para su aplicación en radiomedicina. Si bien se han empleado sales inorgánicas como aditivos con este fin, su presencia en los dosímetros induce modificaciones significativas en sus propiedades mecánicas y, en consecuencia, en su capacidad para mantener una distribución de dosis estable a lo largo del tiempo. La mayoría de los estudios en este campo concluyen en la necesidad de utilizar modificaciones químicas de las especies responsables de las propiedades mecánicas de los dosímetros, que en la mayoría de los casos es una matriz de gelatina. En este estudio, se realizó una reticulación covalente de la matriz de gelatina de dosímetros PAGAT dopados con diferentes sales inorgánicas, concretamente MgCl₂, CaCl₂ y MnCl₂. Se compararon las propiedades mecánicas, la sensibilidad a los rayos X y la estabilidad de la distribución de dosis de estos materiales con las del PAGAT. Los resultados indicaron un equilibrio entre la reticulación de la estructura de gelatina y la sensibilidad del material dosimétrico. Por lo tanto, es fundamental considerar la selección adecuada del grado de reticulación y la concentración de sales inorgánicas. Se obtuvo un dosímetro mejorado añadiendo MgCl₂ a una concentración de 1 M y reticulando la matriz de gelatina con glutaraldehído al 0,08 % p/v. Este material presentó una sensibilidad un 75 % superior a la de PAGAT y una estabilidad temporal y espacial similares en distribuciones de dosis 2D.

Artículo original

Este estudio fue financiado parcialmente por el CONICET mediante los proyectos ESPORA IePIP 112-20130100658CO, PIP 112-0.20110101029 y SeCyT-UNC mediante los proyectos DOSCOM I y INSPIRATE I. Este proyecto también fue financiado parcialmente por la Universidad de La Frontera mediante los proyectos DIUFRO DI6008-16 y DI1003-17. Los autores también agradecen a la Universidad Nacional (UNA), Heredia, Costa Rica, por el apoyo financiero (JB-C 0612-2014) para los estudios de doctorado de D. Chacón.

This study was partially financed by CONICET by means of the Project ESPORA IePIP 112-20130100658CO, PIP 112-0.20110101029 and SeCyT-UNC by means of DOSCOM I project and INSPIRATE I program. This project was also partially supported by Universidad de La Frontera by DIUFRO DI6008-16 and DI1003-17 projects. The authors would also like to thank to Universidad Nacional (UNA), Heredia, Costa Rica for the financial support (JB-C 0612-2014) of the PhD studies of D. Chacon.

10.1016/j.radmeas.2018.07.004

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Inorganic salts

Polymer

Dosimetry

Acrylamide

Gelatin crosslinking

Sales inorgánicas

Polímero

dosimetría

acrilamida

Reticulación de gelatina

Nuclear Science & Technology

Inorganic salts

Polymer

Dosimetry

Acrylamide

Gelatin crosslinking

Sales inorgánicas

Polímero

dosimetría

acrilamida

Reticulación de gelatina

Ingeniería Médica

Tecnología Médica

Polímeros

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WOS:000445983600002

Effect of inorganic salts and matrix crosslinking on the dose response of polymer gel dosimeters based on acrylamide

hdl.handle.net/11336/91579

Artículo original

PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

RADIATION MEASUREMENTS

Ciencia y tecnología nucleares

1350-4487

en

CONICET ESPORA IePIP 112-20130100658CO

CONICET ESPORA PIP 112-0.20110101029

SeCyT UNC

UFRO DI6008-16

UFRO DI1003-17

Universidad Nacional (UNA), Heredia, Costa Rica JB-C 0612-2014

This study was partially financed by CONICET by means of the Project ESPORA IePIP 112-20130100658CO, PIP 112-0.20110101029 and SeCyT-UNC by means of DOSCOM I project and INSPIRATE I program. This project was also partially supported by Universidad de La Frontera by DIUFRO DI6008-16 and DI1003-17 projects. The authors would also like to thank to Universidad Nacional (UNA), Heredia, Costa Rica for the financial support (JB-C 0612-2014) of the PhD studies of D. Chacon.

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CONICET ESPORA IePIP 112-20130100658CO#CONICET ESPORA PIP 112-0.20110101029#SeCyT UNC#UFRO DI6008-16#UFRO DI1003-17#Universidad Nacional (UNA), Heredia, Costa Rica JB-C 0612-2014