Entwicklung von Mikrokollimatoren zur hochpräzisen konformalen Bestrahlung von Augentumoren mit I-125-Brachytherapie-Applikatoren
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Projektziel war die Entwicklung und Dosimetrie kleiner strahlformender Bauelemente (Mikrokollimatoren) zur Integration in Brachytherapie-Applikatoren mit dem Photonstrahler I-125 zur Augentumor-Strahlentherapie. Ausrichtung der Strahlung auf das Zielvolumen (Tumor) und Schonung gesunder Bereiche soll das Therapieergebnis verbessern. Die Elementgröße war an die zylinderförmigen umschlossenen Strahler (Seeds, 4,5mm lang, Ø 0,8mm) angepasst. Mikrokollimatoren hatten eine Lamellenstruktur aus Absorberschichten (Goldfolie) von 10-25µm Dicke und strahlungsdurchlässigen Schichten (Silikon, Histoacryl) von ≥100µm Dicke. Im ersten Projektteil waren unter klinischen Bedingungen reproduzierbare Verfahren zur Kollimatorherstellung zu entwickeln. Zunächst wurden in Rotationsbeschichtern abwechselnd Goldfolien und dünne Lagen von Silikon (dünnflüssiger durch Toluolzusatz und durch die Zentrifugalkraft gleichmäßig verteilt) aufeinandergeschichtet. Mangelnde Schichthaftung führte bei diesen Sandwich-Strukturen zur Delamination bei anschließenden Schneidprozessen. Lasergeschnittene Öffnungen in der Goldfolie erhöhten die Haftung durch Brückenbildung zwischen den Silikonschichten, waren aber zu aufwändig in der Herstellung. Mischungen von Silikon und Metallpulver anstelle der Goldfolie waren für die Verarbeitung zu viskos. Reproduzierbar stabile Sandwich-Strukturen ließen sich jedoch aus Goldfolien erstellen, auf die mit einer dünnen Schicht Histoacryl Papier definierter Dicke aufgeklebt wurde. Nach dem Aushärten wurde das Papier komplett mit Histoacryl getränkt und der Rohling durch Falten und Aufeinanderlegen zu einer Sandwich-Struktur geformt. Nach Wasserbenetzung härtete das Histoacryl im Papier aus. Diese stabile Konstruktion ließ sich gut zu verschiedenen Kollimatoren weiterverarbeiten, gemäß dem beabsichtigten Einsatz in einem Augenapplikator. Der zweite Projektteil umfasste die Dosimetrie von Mikrokollimatoren mit Plastikszintillator-Detektoren aus Polyethylennaphthalat in einem neuentwickelten automatisierten Wasserphantom. Es gab eine zufriedenstellende Übereinstimmung zwischen den Messergebnissen und GEANT4-basierten Simulationsrechnungen. Aus Mikrokollimatoren mit einer guten kollimierenden Wirkung ließen sich dezidierte Strahlgeometrien zusammenstellen. Ein hohes Maß an Kollimierung ging jedoch mit einer höheren Dosisleistungsreduktion als erwartet und somit unakzeptabel langen Applikationszeiten einher. Für die klinische Praxis müsste die Seed-Gesamtaktivität in solchen Applikatoren deutlich erhöht werden. Zum derzeitigen Zeitpunkt sind die zusätzlichen Kosten aber nicht durch die Therapieerlöse gedeckt. Daher wurden als Projektergebnis bislang nur vereinfachte strahlformende Elemente in den klinischen Einsatz gebracht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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DGMP/DPG-Webinar Konstruktion und Vermessung von Mikrokollimatoren für die Augentumor-Brachytherapie. 06. Juli in Berlin
C. Scharmberg
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Mikrokollimatoren für den Einsatz in der Therapie hochprominenter Augentumoren. DGMP Abstractband
C. Scharmberg, M. Eichmann, W. Sauerwein & D. Flühs
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Design of a precise scintillation dosimetry system for the measuring of microcollimators. DGMP Abstractband
C. Scharmberg, M. Eichmann, Ch. Rütten, B. Spaan & D. Flühs
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Vermessung von Mikrokollimatoren mit einem hochpräzisen PEN-basierten Dosimetriesystem. DGMP Abstractband
C. Scharmberg, D. Flühs, C. Rütten, V. Handrick & B. Spaan
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Untersuchung von verschiedenen Mikrokollimatoren für den Einsatz in der Brachytherapie. DGMP Abstractband
A. L. Borghoff, C. Scharmberg, D. Flühs & B. Spaan
