Dose distribution calculation for in-vivo X-ray fluorescence scanning

In-vivo X-ray fluorescence constitutes a useful and accurate technique, worldwide established for constituent elementary distribution assessment. Actually, concentration distributions of arbitrary user-selected elements can be achieved along sample surface with the aim of identifying and simultaneously quantifying every constituent element. The method is based on the use of a collimated X-ray beam reaching the sample. However, one common drawback for considering the application of this technique for routine clinical examinations was the lack of information about associated dose delivery. This work presents a complete study of the dose distribution resulting from an in-vivo X-ray fluorescence scanning for quantifying biohazard materials on human hands. Absorbed dose has been estimated by means of dosimetricmodels specifically developed to this aim. In addition, complete dose distributions have been obtained by means of full radiation transport calculations in based on stochastic Monte Carlo techniques. A dedicated subroutine has been developed using the PENELOPE 2008 main code also integrated with dedicated programs -MatLab supported- for 3D dose distribution visualization. The obtained results show very good agreement between approximate analytical models and full descriptions by means of Monte Carlo simulations.La Fluorescencia de rayos-X in-vivo constituye una técnica útil y precisa, establecida ampliamente para la evaluación de constituyente de distribución primaria. De hecho las distribuciones de concentración de un elemento seleccionado arbitrariamente por el usuario se pueden lograr a lo largo de la superficie de la muestra con el objetivo de identificar y cuantificar simultáneamente cada elemento constituyente. El método se basa en el uso de un haz colimado de rayos X que incide en la muestra. Sin embargo, un inconveniente común para considerar la aplicación de esta técnica para exámenes clínicos de rutina es la falta de información sobre la administración de la dosis correspondiente. Este trabajo presenta un estudio completo de la distribución de la dosis resultante de un barrido in-vivo de Fluorescencia de rayos X para la cuantificacio ́n de los materiales biológicos peligrosos en manos humanas. La dosis absorbida se ha estimado por medio de modelos dosimétricos específicamente desarrollados para este fin. Además, las distribuciones de dosis completas se han obtenido por medio de cálculos de transporte de radiación completo en base a técnicas estocásticas de Monte Carlo. Una subrutina dedicada ha sido desarrollada utilizando el código principal PENELOPE 2008 también integrada con programas dedicados de soporte MatLab para la visualización 3D de la distribución de dosis. Los resultados obtenidos muestran una buena concordancia entre los modelos analíıticos aproximados y en todas las descripciones por medio de simulaciones de Monte Carlo.Fil: Figueroa, Rodolfo. Universidad De La Frontera. Dep de Ciencias Físicas; Chile;Fil: Lozano, Enrique. Instituto Nacional del Cancer. Unidad de Física Médica; Chile;Fil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - Conicet - Cordoba. Instituto de Fisica Enrique Gaviola; Argentina

Green synthesis of silver nanoparticles aimed at improving theranostics

Nowadays, the combination of diagnosis and therapy, known as theranostics, is one of the keys for an optimal treatment for cancer diseases. Theranostics can be significantly improved by incorporating metallic nanoparticles that are specifically delivered and accumulated in cancerous tissue. In this context, precise knowledge about dosimetric effects in nanoparticle-infused tissues as well as the detection and processing of emerging radiation are extremely important issues. In the last years the first studies on theranostic nanomaterials in gel dosimetry have been presented but there is still a broad field of study to explore. Most of gel dosimetric materials are extremely sensible to modifications in their composition, the addition of enhancers, metallic or inorganic charges can alter their stability and dosimetric properties; therefore, thorough studies must be made before the incorporation of any type of modifier. In this work, the synthesis of metallic nanoparticles suitable for gel dosimetry for x-ray applications is presented. A green synthesis process of silver nanoparticles coated with porcine skin gelatin by thermal reduction of silver nitrate is presented. Nanoparticles were obtained and purified for their application in gel dosimetry. Also, nanoparticles size distribution, reaction yield and the preliminar application as theranostic agents were tested in Fricke gel dosimetry in the keV range. The obtained nanoparticles were successfully used in theranostic applications acting as fluorescent agents and dose enhancers in X-ray beam irradiation simultaneously.Fil: Vedelago, José Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Gomez, Cesar Gerardo. Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Química Orgánica, Córdoba, CONICET, Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada (IPQA), Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Universidad de La Frontera; ChileFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentin

Optimized EDXRF system for simultaneous detection of gold and silver nanoparticles in tumor phantom

An energy-dispersive X-ray fluorescence system (EDXRF) was optimized for simultaneous detection of gold and silver nanoparticles inside water-equivalent phantoms applied to theranostics. The optimization process was carried out in order to maximize the fluorescence detection, keeping dose levels as low as possible. Gold and silver fluorescent emissions were simultaneously detected emerging from phantom's volume, allowing the future development of multi-parametric imaging associated to specific tumor characteristics. For fluorescence detection, gold LIII-edge and silver K-edge emission lines were used, exited with a conventional X-ray source with a tungsten target. Several combinations of filters of different thickness were used to hardening the Bremsstrahlung spectrum, thus producing energetically narrow beams with central energy according to both excitation edges. In the case of gold, incident spectrum was optimized by means of strontium (Sr) and yttrium (Y) filters to relatively incrementing photons capable of exciting gold LIII-edge, while silver K-edge excitation was improved using a tin (Sn) filter. Filtering combinations made of 212.0 μm Sr with 94.5 μm Sn, and 130.2 μm Y with 94.5 μm Sn maximized fluorescence detection sensitivity and minimized delivered dose, resulting in doses 2.24 and 2.36 times lower than individual gold or silver fluorescent detection. Furthermore, when dual gold and silver fluorescent detection was performed, the minimum detectable concentration was lower than single element detection: 0.042 ± 0.002 mg/mL of Au and 0.024 ± 0.005 mg/mL of Ag in dual detection against 0.058 ± 0.003 mg/mL of Au and 0.124 ± 0.007 mg/mL of Ag when measured independently.Fil: Santibáñez, M.. Universidad de La Frontera; ChileFil: Saavedra, R.. Universidad de La Frontera; ChileFil: Vedelago, José Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; ArgentinaFil: Malano, Francisco Mauricio. Universidad de La Frontera; ChileFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Universidad de La Frontera; Chil

Micro-tomografía de rayos X para caracterizar volumen del canal radicular extraído en instrumentación endodóntica

Durante las últimas décadas, las técnicas analíticas de contraste por absorción por medio de imágenes por rayos X han cobrado sistemáticamente mayor protagonismo en diferentes ámbitos de investigación y aplicaciones clínicas, por su capacidad de explorar de manera no destructiva y no invasiva el interior de una muestra. En particular, la significativa mejora en resolución espacial que ofrece la micro-tomografía por rayos X en comparación con la tomografía computada convencional, ha promovido la inserción de esta técnica analítica en diversos campos biomédicos. Entre ellos, se destaca la odontología como una de las áreas de mayor impulso en su incorporación para diferentes aspectos desde caracterización anatómica de piezas dentales, pasando por determinación de propiedades morfológicas de accesorios como implantes, hasta procesos de control de calidad en procedimientos instrumentales como los tratamientos de conducto dentro del área de la endodoncia, donde la calidad del tratamiento es esencial para prevenir y controlar cualquier potencial infección del conducto radicular. El presente trabajo reporta resultados sobre la metodología integral y original desarrollada e implementada para realizar la reconstrucción tomográfica de molares y premolares, y caracterizar el volumen extraído del canal radicular durante la instrumentación endodóntica. Para ello, se determinó una configuración apropiada del equipamiento para realizar el ensayo de micro-tomografía de rayos X a muestras dentales [1], se adaptó e implementó un algoritmo de reconstrucción tomográfica [2], que permitió obtener una representación tridimensional de la muestra, y se desarrolló y aplicó un procedimiento automático de identificación de cavidades dentro del conducto radicular, cuantificando el volumen por medio de un modelo de segmentación automático basado en contornos por gradientes e histogramas de la señal en la región de interés. La metodología propuesta fue satisfactoriamente comprobada en condiciones controladas y su implementación permitió caracterizar muestras odontológicas, obteniendo estimaciones del volumen instrumentado así como su visualización tridimensional de manera automática.Fil: Gilli, Rocio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; ArgentinaFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; ArgentinaFil: Martin, Gabriela. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología; Argentina. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias de la Salud. Carrera de Especialización de Endodoncia, ; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; Argentina. Universidad de La Frontera; Chile106° Reunión de la Asociación Física ArgentinaCórdobaArgentinaAsociación Física Argentin

X-ray microtomography to characterize the root canal volume extracted in endodontic instrumentation

Durante las últimas décadas, las técnicas analíticas de imágenes por contraste de absorción de rayos X han cobrado sistemáticamente mayor protagonismo, por su capacidad de explorar de manera no destructiva el interior de una muestra. La significativa mejora en resolución espacial que ofrece la micro-tomografía por rayos X en comparación con la tomografía computada convencional, ha promovido la inserción de esta técnica en diversos campos biomédicos, entre los que se destaca la odontología. Particularmente, en la disciplina de la endodoncia, la microCT surge como un método de potencial interés cuando se realizan tratamientos de conducto, donde una de las principales necesidades es la caracterización anatómica del conducto radicular en piezas dentales. En el presente trabajo se adaptó el equipamiento de microCT del Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes por Rayos X (LIIFAMIR⃝x ) del Instituto de Física E. Gaviola - CONICET y UNC, que permitió adquirir imágenes radiográficas de muestras dentales de interés, para ser posteriormente utilizadas en la implementación de algoritmos destinados a reconstrucción tomográfica y segmentación de volúmenes. Como resultado se obtuvieron imágenes radiográficas de dientes premolares con buen contraste entre los distintos materiales presentes, y representaciones tridimensionales, cuya visualización es comparable con las muestras reales. Asimismo, se logró caracterizar el volumen del conducto radicular del diente en su forma natural y luego de haber pasado por el proceso de instrumentación en el cual se extrae el tejido pulpar de su interior.During the last decades, the analytical techniques of X-ray absorption contrast imaging have systematically gained greater relevance, mainly due to the ability to attain non-destructive exploration the sample interior. The significant improvement in spatial resolution offered by X-ray micro-tomography, as compared to conventional computed tomography, has motivated its insertion in many biomedical fields, among which dentistry stands out. Particularly, for endodontics, microCT appears as a method of remarkable potential interest to study procedures involved in root canal treatments, where one of the main needs is the anatomical characterization of the root canal in the teeth. The present work reports on the adaptation of the microCT equipment of the LIIFAMIR⃝x laboratory at the E. Gaviola Physics Institute, CONICET and UNC, thus allowing to acquire radiographic images of dental samples of interest, to be later used in the implementation of algorithms, intended to tomographic reconstruction and volume segmentation. As a result, radiographic images of premolar teeth were obtained with good contrast between the different materials present, and three-dimensional representations, whose visualization is comparable with the real samples. Moreover, it was possible to characterize the root canal volume of the tooth both in its natural form and after having undergone the instrumentation process in which the pulp tissue is extracted.Fil: Gilli, Javier Ramon. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba, Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X ; ArgentinaFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba, Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: Martin, Gabriela. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias de la Salud. Carrera de Especialización de Endodoncia; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Odontología; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba, Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; Argentina. Universidad de La Frontera; Chil

Development of a laser scanner for polymer gel dosimetry

Los avances en las aplicaciones de radiación ionizante en la medicina, y en particular el tratamiento contra el cáncer, se encuentran en continuo desarrollo y evolución. Es por ello, que las capacidades para demostrar que estas aplicaciones son seguras requieren de sistemas dosimétricos innovadores, que proporcionen información tridimensional para la verificación dosimétrica. Los dosímetros de gel polimérico son parte de estos sistemas dosimétricos notables, ya que pueden registrar cuantitativamente la dosis absorbida y obtener distribuciones de dosis en 3D con alta resolución manteniendo propiedades tejido-equivalentes. Los métodos utilizados para interpretar la señal registrada por estos sistemas a valores de dosis incluyen complejos y costosos instrumentos, tales como resonadores magnéticos y tomógrafos de rayos-X. Sin embargo, existen alternativas de menor costo como métodos de lectura ópticos que pueden optimizarse y diseñarse para el estudio de dosimetría polimérica. El objetivo de este trabajo es presentar el diseño, construcción y caracterización de un escáner láser de bajo costo, con capacidad 2D, apropiado para el análisis de los dosímetros de gel polimérico. Con este equipo, se realizaron pruebas de caracterización y optimización, contrastando los resultados con los obtenidos por instrumentos comerciales ó validados, obteniendo resultados comparables demostrando la capacidad del escáner láser como herramienta de lectura para dosimetría de gel polimérico.Advances the medical application of ionizing radiation, and specifically in cancer treatment, are continuously evolving and gaining higher degrees of complexity. Therefore, the ability to determine and ensure the safety and precision of these techniques must be accompanied by novel dosimetry systems. Polymer gel dosimetry is one of the new and remarkable dosimetry systems that can quantitatively record the absorbed dose and register 3D dose distributions with high resolution while maintaining tissue-equivalent properties. Typical methods used to read the recorded signal in a polymer gel dosimeter, such as magnetic resonance imaging, X-ray tomography, and ultrasound-based techniques include complex and expensive instruments. On the other hand, there are low-cost alternatives like optical methods that can be optimized and designed for the study of polymer gel dosimetry. The objective of this study is to present the design, construction, development, and characterization of a low-cost laser scanner for bi-dimensional PGD analysis. With this equipment, characterization and optimization assays were performed on typical samples, and compared to those obtained by commercial or validated instruments with similar results, proving the capacity of the designed instrument as a reading tool for polymeric gel dosimetryFil: Chacón, David Alberto. No especifíca;Fil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentin

Desarrollo de un escáner láser con aplicación en dosimetría de gel polimérico

Los avances en las aplicaciones de radiación ionizante en la medicina, y en particular el tratamiento contra el cáncer, se encuentran en continuo desarrollo y evolución. Es por ello, que las capacidades para demostrar que estas aplicaciones son seguras debe ir acompañado del desarrollo de sistemas dosimétricos novedosos, que permitan proporcionar esta información. Los dosímetros de gel polimérico (PGD) son parte de estos sistemas dosimétricos notables, ya que pueden registrar cuantitativamente la dosis absorbida, obtener distribuciones de dosis en 3D con alta resolución [1] manteniendo propiedades tejido-equivalentes [2]. Los métodos utilizados para interpretar la señal registrada por estos sistemas a valores de dosis incluyen complejos y costosos instrumentos, tales como resonadores magnéticos, tomógrafos de rayos-X y equipos basados en ultrasonido. Sin embargo, existen alternativas de menor costo como métodos de lectura ópticos que pueden optimizarse y diseñarse para el estudio de dosimetría polimérica. El objetivo de este trabajo es presentar el diseño, construcción, desarrollo y caracterización de un escáner láser de bajo costo apropiado para el análisis de PGDs. El escáner láser utiliza dos sensores ópticos basado en fotodiodos (BPV10) integrados a un circuito de amplificadores operacionales, y una fuente láser de 632 nm con una potencia de 1 mW. Además, el escáner digitaliza la señal detectada y permite controlar el desplazamiento de la muestra y del haz láser mediante una placa Arduino y un script específico. Con este equipo, se realizaron pruebas de caracterización y optimización en muestras conocidas, contrastando los resultados con los obtenidos por un instrumento de lectura por transmisión óptica 2D [3]. Luego, se adquirieron curvas de caracterización de respuesta de un PGD demostrando así la capacidad del instrumento como herramienta de lectura para estos sistemas dosimétricos.Fil: Chacón Obando, David. Universidad Nacional, Departamento de Fisica; Costa Rica. Universidad Nacional de Córdoba. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X ; ArgentinaFil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; Argentina. Universidad de La Frontera; ChileFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes de Rayos X; Argentina104a Reunión de la Asociación Física ArgentinaSanta FeArgentinaAsociación Física Argentin

Development of polymeric materials for x-ray dosimetry with enhanced optical sensibility

En este trabajo se estudia el uso de un nuevo agente, capaz de formar complejos coloreados con iones metálicos, para su uso en dosimetría de Rayos-X (RX), con el objetivo de evaluar su efecto sobre la sensibilidad a la dosis en dosímetros poliméricos. Para optimizar la sensibilidad de los dosímetros poliméricos, utilizados para el registro cuantitativo de la distribución de dosis en tratamientos de radioterapia, es necesario considerar, no sólo el mecanismo intrínseco de registro de la dosis (grado de polimerización), sino también las técnicas de lectura a utilizar (p. ej. técnicas espectroscópicas). Uno de los métodos de lectura más utilizado, es la determinación del cambio de densidad óptica de los sistemas luego de su irradiación. En este estudio, se propone la formulación de un nuevo material sensible con capacidad de formación de complejos organometálicos y la potencialidad para para lograr un marcado cambio de densidad óptica en la zona irradiada. Para ello, se sintetizó un nuevo monómero (GMA-IDA) y se evaluó su capacidad de polimerizar junto a otros comonómeros comúnmente utilizados en dosimetría polimérica en gel (acrilamida, N,N’-metilenbisacrilamida y N-isopropilacrilamida), iniciando la polimerización mediante una reacción redox (APS/TEMED) o mediante radiación ionizante, rayos X en este caso. Finalmente, se evaluó el efecto del nuevo monómero sobre la performance del sistema modificado y se observó que el nuevo polímero formado posee la capacidad de formar complejos coloreados frente a Cu2+.The use of a new reagent with the capacity of forming colored organo-metallic complexes with metal ions is herein studied for its application in X-Ray dosimetry, aiming to assess its effect on the dose-sensitivity of polymer gel dosimetry. The improvement of the sensitivity of polymeric dosimeters, commonly used to quantitatively register dose distribution in radiotherapy, requires considering both the intrinsic mechanism involved in the irradiation of the dosimetry system (polymerization) and the selected readout technique (e.g. spectroscopy techniques). One of the most used readout methods is measuring the change in the optical density of the dosimeters after their irradiation. The formulation of a new sensitive material able to form organo-metallic complexes and the potentiality of achieving significant changes in the optical density in the irradiated region is studied in this work. For this purpose, a new monomer (GMA-IDA) was synthesized and used in the polymerization with other monomers, commonly employed in polymer gel dosimetry (acrylamide, N,N’-methylenebisacrylamide y N-isopropilacrylamide. The polymerization of the new sensitive material was initiated by a redox reaction (APS/TEMED) or by ionizing radiation (X-Rays), then the effect of the new monomer over the performance of the dosimetry material was evaluated. Results indicated that the new formed polymer has the capacity of forming colored complexes with Cu2+.Fil: Wolfel Sánchez, Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Chacón, D.. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Romero, M.R.. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad de La Frontera; ChileFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentin

Smart material based on boron crosslinked polymers with potential applications in cancer radiation therapy

Organoboron compounds have been playing an increasingly important role in analytical chemistry, material science, health applications, and particularly as functional polymers like boron carriers for cancer therapy. There are two main applications of boron isotopes in radiation cancer therapy, Boron Neutron Capture Therapy and Proton Boron Fusion Therapy. In this study, a novel and original material consisting of a three-dimensional polymer network crosslinked with 10B enriched boric acid molecules is proposed and synthesized. The effects of the exposition to thermal neutrons were studied analyzing changes in the mechanical properties of the proposed material. Dedicated Monte Carlo simulations, based on MCNP and FLUKA main codes, were performed to characterize interactions of the proposed material with neutrons, photons, and charged particles typically present in mixed fields in nuclear reactor irradiations. Experimental results and Monte Carlo simulations were in agreement, thus justifying further studies of this promising material.Fil: Vedelago, José Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes por Rayos X ; Argentina. German Cancer Research Center; AlemaniaFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba; Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes por Rayos X; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Triviño, Juan Sebastián. Universidad Nacional de Córdoba; Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes por Rayos X; Argentina. Centro de Medicina Nuclear y Radioterapia Patagonia Austral ; ArgentinaFil: Montesinos, Maria del Mar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Keil, Walter Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba; Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes por Rayos X; Argentina. Departamento de Ciencias Físicas, Centro de Física e Ingeniería en Medicina (CFIM); ChileFil: Romero, Marcelo Ricardo. Universidad Nacional de Córdoba; Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Laboratorio de Investigación e Instrumentación en Física Aplicada a la Medicina e Imágenes por Rayos X; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; Argentin

Endodontic obturation of mesial roots of mandibular molars with Bio-C Sealer and AHPlus

La obturación del conducto radicular se realiza con conos de gutapercha y un sellador endodóntico, el cual rellena los espacios entre la pared dentinaria y el material obturador; y las irregularidades del conducto radicular. El sellador Bio-C Sealer es un cemento biocerámico con propiedades bioactivas y AH Plus es un cemento a base de resina. La hipótesis del presente estudio fue que el sellador Bio-C Sealer ocupa mayor volumen y superficie que el sellador AH Plus. Objetivo: Comparar el uso del sellador Bio-C Sealer con el sellador AH Plus en la obturación de conductos mesiales de molares inferiores. Materiales y métodos: Se seleccionaron 40 conductos (20 mesio-vestibulares y 20 mesio-linguales) de 20 raíces mesiales de molares inferiores permanentes. Los conductos fueron instrumentados con limas Wave One Gold Small (Dentsply, Maillefer) y WaneOne Gold Primary e irrigados con hipoclorito de sodio. Para la obturación, la muestra se dividió en dos grupos de 20 conductos cada uno, de acuerdo al sellador endodóntico utilizado. Grupo A: sellador AH Plus (Dentsply, Maillefer) y Grupo B: sellador Bio-C Sealer (Angelus). Finalizada la obturación, se utilizó la microtomografía computada (micro-CT) de alta resolución con un detector tipo flat-panel certificado de la compañía Varian R (USA) modelo PaxScan 2020+ para obtener 180 cortes tomográficos de cada muestra. Luego se reconstruyó la imagen 3D de la muestra utilizando algoritmos específicos dedicados en el software MatLab (MathWorks, USA), y con desarrollos propios del equipo de investigación en lenguaje Python en las instalaciones del Laboratorio de Física Aplicada a la Medicina (FaMAF). Los datos obtenidos fueron analizados estadísticamente mediante el test de Mann Whitney. Resultados: No se encontraron diferencias significativas en el volumen de obturación entre las muestras tratadas con sellador AH Plus y sellador Bio C- Sealer (p>0,05). Respecto al volumen de espacios vacíos, la frecuencia de casos en los cuales pudieron detectarse volúmenes de vacíos mensurables (≥ 0,01 mm3) fue del 15%; registrándose 2 en el grupo BIO-C sealer (5%) y 4 en AH Plus (10%). Conclusión: Bajo las condiciones de este estudio, se puede concluir que ambos selladores AH Plus y Bio-C Sealer resultaron adecuados para la obturación de los conductos mesio-vestibulares y mesio-linguales de molares inferiores. Sin embargo, el volumen de espacios vacíos fue menor cuando se usó el sellador biocerámico Bio-C Sealer.Root canal obturations are usually performed with guttapercha cones and an endodontic sealer, filling the space between the dentinal wall and filling material, and the irregularities of the root canal. Bio-C Sealer is a bioceramic and bioactive sealer, whereas AH Plus is a resin endodontic sealer. The hypothesis of the present study was that Bio-C sealer occupies greater volume and surface than AH plus. OBJECTIVE: To compare the use of the Bio-C Sealer and AH Plus in the filling of mesial root canals of mandibular molars. MATERIALS AND METHODS: Forty root canals (20 mesio-buccal and 20 mesio-lingual) of 20 mesial roots of mandibular permanent molars were selected. The mesial root canals were instrumented with Wave One Gold Small files (Dentsply, Maillefer) and Wave One Gold Primary files and irrigated with sodium hypochlorite. After the instrumentation, root canals were irrigated with EDTA, as final irrigation, to induce sealer penetration through dentinal tubules. For the obturation, the samples were divided into two groups according to the used endodontic sealer. Group A: AH plus sealer (Dentsply, Maillefer) and Group B: BioC Sealer bioceramic sealer (Angelus). Afterwards, a high-resolution micro-tomography (micro-CT), with a certified flat-panel detector from Varian R (USA), model PaxScan 2020+ was used to obtain 180 tomographic projections of each sample. Then, 3D sample images were reconstructed by using specific dedicated algorithms in MatLab (MathWorks, USA), and specific coding developed in Python, at LIIFAMIRx – National University of Cordoba. Recorded data were statistically analyzed by the Mann Whitney Test. RESULTS: No significant differences were found in the sealing volume between the AH Plus and the BioC Sealer (p>0,05). A higher index of empty spaces was observed in the endodontic filling when AH Plus was used compared to Bio-C Sealer. Empty spaces were found in 15% of root canals; 10% for AH Plus and 5% for Bio-C sealer. CONCLUSION: Within the limitations of the current study, it can be concluded that both sealers, AH Plus and Bio-C Sealer, were adequate to fill mesial- buccal and mesial-lingual root canals of mandibular molars. Although, the volume of empty spaces was lower when Bio-C Sealer bioceramic was used.Fil: Alison Hernandez, Paula. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Ferndez Boderueau, Enrique. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Moyano, Teresa Azucena. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Arguelles, Sandra. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Solla, Catalina. Universidad Católica de Córdoba; ArgentinaFil: Mattea, Facundo. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Valente, Mauro Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; ArgentinaFil: Martín, Gabriela. Universidad Católica de Córdoba; Argentin