Εφαρμογή τρισδιάστατης χημικής δοσιμετρίας στην ακτινοθεραπεία δερματικών νόσων

Η ακριβής μέτρηση σχετικών προφίλ δόσης σε θεραπευτικές δέσμες ακτίνων x είναι δύσκολη λόγω της ενεργειακής εξάρτησης των διαθέσιμων δοσιμέτρων και της μεγάλης βαθμίδας δόσης και των απαιτήσεων που αυτή επάγει σε χωρική διακριτική ικανότητα και ακρίβεια τοποθέτησης. Σκοπό της παρούσας διατριβής αποτελεί η δοκιμή ραδιοχρωμικών ΕΒΤ3 φιλμ καθώς επίσης και πρωτότυπου ραδιοχρωμικού δοσιμέτρου μικυλλίων λευκο-χρωστικής (Leuco Crystal Violet-LCV) και πολοξαμερούς (Pluronic F-127) σε συνδυασμό με τρισδιάστατη απεικόνιση οπτικής υπολογιστικής τομογραφίας (OCT), στη σχετική δοσιμετρία ακτίνων x. Φιλμ EBT3 βαθμονομήθηκαν σε αέρα σε όλες τις ποιότητες ακτινοθεραπευτικής λυχνίας ακτίνων x (40-220 kVp), και σε συνδυασμό με προσομοιώσεις Monte Carlo (MC), εκτιμήθηκαν οι επιμέρους συνιστώσες της ενεργειακής εξάρτησης της απόκρισης των φιλμ λόγω μεταβολής: της διαφοράς δόσης στο υλικό αναφοράς και στο φιλμ (f), και της εγγενούς απόδοσης του μηχανισμού παραγωγής σήματος στο φιλμ (kbq). Από αυτές η συνολική ενεργειακή εξάρτηση της απόκρισης φιλμ στον αέρα βρέθηκε έως 3.1% συμφωνώντας με δεδομένα βιβλιογραφίας. Μετρήσεις εκατοστιαίας δόσης-βάθους (PDD) σε νερό, με τη χρήση δεδομένων βαθμονόμησης φιλμ σε αέρα, παρουσίασαν αποκλίσεις εκτός των πειραματικών αβεβαιοτήτων (3.3%) από αντίστοιχα MC δεδομένα (έως 8%). Οι αποκλίσεις περιοριστήκαν ελάχιστα ύστερα από συνυπολογισμό της μεταβολής της ποιότητας δέσμης με το βάθος. Πειραματικά αποτελέσματα και προσομοιώσεις MC στη γεωμετρία μετρήσεων PDD δείχνουν μεταβολή της ενεργειακής εξάρτησης σε νερό και αέρα λόγω διαταραχής του πεδίου ακτινοβολίας. Η εξάρτηση της απόκρισης των φιλμ από τον προσανατολισμό τους απαιτεί η γωνιακή κατανομή προσπιπτόντων, στο φιλμ, φωτονίων να είναι ίδια μεταξύ της γεωμετρίας βαθμονόμησης με αντίστοιχη μέτρησης. Βαθμονόμηση του πρωτότυπου δοσιμέτρου LCV-Pluronic βάσει σπεκτροφωτομετρίας πριν και μετά την έκθεση δειγμάτων μικρού όγκου, έδειξε: γραμμικότητα της απόκρισης με τη δόση και σχετικά μικρό σταθερό όρο γραμμικής προσαρμογής (0.036±0.004), παραπλήσιο με σήμα δείγματος μηδενικής δόσης (0.0449±0.009). Προσομοιώσεις MC κατέδειξαν εξαιρετική ραδιοβιολογική ισοδυναμία του 3D δοσιμέτρου LCV-Pluronic με νερό και αντίστοιχα MC αποτελέσματα PDD βρέθηκαν να αποκλίνουν λιγότερο από 1%. Για την ίδια ποιότητα δέσμης, διεξήχθησαν δύο ανεξάρτητα πειράματα μέτρησης PDD βάσει τρισδιάστατης απεικόνισης OCT. Η επεξεργασία των αποτελεσμάτων κατέδειξε σχετικά επαναλήψιμο υπόβαθρο σήματος (0.029±0.005, 0.031±0.008), παραπλήσιο με σταθερό όρο, και για τα δύο πειράματα (0.02943±0.0002, 0.0304±0.0003). Αφαιρώντας το υπόβαθρο από δεδομένα σήματος, τα πειραματικά αποτελέσματα συμφώνησαν με αντίστοιχα MC αποτελέσματα PDD σε νερό εντός των πειραματικών αβεβαιοτήτων (2%-5%) και για τα δύο πειράματα (μεταξύ των οποίων σημειώθηκαν διαφορές <2%). Συνεπώς, η απόκριση του μελετώμενου 3D χημικού συστήματος δοσιμετρίας φαίνεται να μην εξαρτάται από την ενέργεια και το ρυθμό δόσης, σε αντίθεση με αντίστοιχα δοσίμετρα βασισμένα στη ζελατίνη. Παρά την πιθανή επίδραση της θερμοκρασίας, της υπεριώδους ακτινοβολίας, και τοπικών ψευδοσημάτων απεικόνισης, το μελετώμενο δοσιμετρικό σύστημα φαίνεται να αποτελεί εξαιρετική επιλογή για τη σχετική δοσιμετρία ακτίνων x χαμηλών/μεσαίων ενεργειών.

Influence of Tooth Pigmentation on H2O2 Diffusion and Its Cytotoxicity After In-office Tooth Bleaching

Clinical Relevance Pigments in tooth structures affect the diffusion of H2O2 through enamel and dentin. The bleaching methodology can be impacted. SUMMARY Objective: The aim of this study was to evaluate the influence of the presence of pigments in tooth structures on the trans-enamel and trans-dentin diffusion of hydrogen peroxide (H2O2) and its cytotoxicity after carrying out an in-office bleaching therapy. Methods and Materials: A bleaching gel with 35% H2O2 was applied for 45 minutes (three times for 15 minutes) on enamel and dentin discs (n=6), either previously submitted to the intrinsic pigmentation protocol with a concentrated solution of black tea, or not, defining the following groups: G1, unbleached untreated discs (control 1); G2, unbleached pigmented discs (control 2); G3, bleached untreated discs; G4, bleached pigmented discs. The discs were adapted to artificial pulp chambers, which were placed in wells of 24-well plates containing 1 mL culture medium (Dulbecco’s modified Eagle’s medium [DMEM]). After applying the bleaching gel on enamel, the extracts (DMEM + components of bleaching gel that diffused through the discs) were collected and then applied on the cultured MDPC-23 odontoblast-like cells. Cell viability (methyl tetrazolium assay and Live & Dead, Calcein AM, and ethidium homodimer-1 [EthD-1] probes), the amount of H2O2 that diffused through enamel and dentin (leuco-crystal violet product), and the H2O2-mediated oxidative cell stress (SOx) and components of degradation were assessed (analysis of variance/Tukey; α=0.05). Results: There was no significant difference between the groups G1 and G2 for all the parameters tested (p&gt;0.05). Reduction in the trans-enamel and trans-dentin diffusion of H2O2 occurred for G4 in comparison with G3. Significantly lower cell viability associated with greater oxidative stress was observed for G3 (p&lt;0.05). Therefore, in-office tooth bleaching therapy performed in pigmented samples caused lower cytotoxic effects compared with untreated samples submitted to the same esthetic procedure (p&lt;0.05). Conclusion: According to the methodology used in this investigation, the authors concluded that the presence of pigments in hard tooth structures decreases the trans-enamel and trans-dentin diffusion of H2O2 and the toxicity to pulp cells of an in-office bleaching gel with 35% H2O2.