Abstract: O objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema de automação para a produção das sementes de iodo-125 por soldagem a laser (Nd:YAG). As sementes de iodo- 125 são utilizadas com sucesso no tratamento de câncer por braquiterapia, via baixa taxa de dose. Esta pequena semente é constituída por uma cápsula de titânio soldada, com 0,8mm de diâmetro e 4,5mm de comprimento, contendo iodo-125 adsorvido em fio de prata, no interior da mesma. As sementes de iodo-125 são implantadas na próstata humana para irradiar o tumor e tratar o câncer. Hoje, o Centro de Tecnologia das Radiações - CTR, do IPEN-CNEN/SP importa e distribui 36.000 sementes de iodo-125 por ano, para as clínicas e hospitais no País. No entanto, o potencial do mercado brasileiro é de 8.000 sementes de iodo-125 por mês. Assim, a produção local destas fontes radioativas de iodo- 125 tornou-se uma prioridade para o Instituto, visando reduzir o preço e aumentar o fornecimento à população. Por outro lado, a automação industrial desempenha papel importante na fabricação das sementes de iodo-125, com aumento da produtividade e padrão elevado de qualidade, além de facilitar a implementação e o funcionamento de processos com Boas Práticas de Fabricação (BPF). A tecnologia consiste em associar peças mecânicas e componentes eletro-eletrônicos, para controle de máquinas e processos. A tecnologia de automação para produção das sementes de iodo-125 desenvolvida neste trabalho emprega Controlador Lógico Programável (CLP), motores de passos, drivers, máquina de soldagem a laser (Nd:YAG), sensores fotoelétricos e interfaces de comunicação.

Palavras-Chave: brachytherapy; iodine 125; laser welding; neodymium lasers; automation; radiation source implants

SOMESSARI, SAMIR L. Automação do processo de soldagem a laser (Nd:YAG) para confecção das sementes de Iodo-125 utilizadas em braquiterapia. Orientador: Wilson Aparecido Parejo Calvo. 2010. 100 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-29082011-135341. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9557. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A braquiterapia de alta taxa de dose é uma das modalidades mais utilizadas em braquiterapia para o tratamento de câncer. Os diversos avanços tecnológicos, bem como a evolução das técnicas de tratamento tornaram a braquiterapia de alta taxa de dose uma das modalidades de estado da arte para o tratamento de alguns cânceres. Parte deste avanço é creditada à melhoria na acurácia e na prescrição de dose absorvida recomendada ao paciente, ao longo dos anos. Este avanço permite que atualmente seja possível realizar os cálculos dosimétricos, por meio de sistemas de planejamento computadorizado, considerando as heterogeneidades dos pacientes, tais como: tecidos e órgãos com composições diferentes da água (meio de referência em radioterapia), contorno do paciente individualizado, introdução de aplicadores, dentre outros. Tais avanços demandam o controle de qualidade destas ferramentas, com objetivo de assegurar que todo o processo de tratamento seja satisfatório e acurado. Até o momento, a comunidade carece de um sistema experimental capaz de avaliar, considerando os níveis de incerteza, se os sistemas de planejamento computadorizados são aptos a considerar a heterogeneidade dos tratamentos. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de medidas experimentais em um objeto simulador, com capacidade de mensurar as diferenças introduzidas pela heterogeneidade por meio de três técnicas dosimétricas experimentais: termoluminescência, filmes radiocrômicos e ionométrica. Os resultados experimentais foram comparados com as simulações de Monte Carlo e com um sistema de planejamento computadorizado comercial, apto a realizar correções de heterogeneidade em braquiterapia. Discutimos as principais etapas de desenvolvimento deste objeto simulador, seus resultados experimentais e as comparações com os demais sistemas. As conclusões e as etapas futuras deste projeto também são apresentadas.

Palavras-Chave: brachytherapy; radiation source implants; radiation doses; dose rates; absorbed radiation doses; phantoms; simulation; monte carlo method

MOURA, EDUARDO S. Desenvolvimento de um objeto simulador para investigação de heterogeneidades em braquiterapia de alta taxa de dose. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2015. 90 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2015.tde-20072015-095035. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23889. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O titânio é amplamente empregado em indústrias químicas, geração de energia, aeroespaciais e biomédicas, pois além de suas boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão, apresenta também boa biocompatibilidade. Porém, quando usado, por exemplo, em turbinas a vapor é necessário aumentar ainda mais sua resistência à corrosão em altas temperaturas. Ou quando usado em odontologia a cor acinzentada do metal compromete as reabilitações orais. Sendo assim, torna-se interessante o recobrimento do titânio com uma camada cerâmica, sendo a 3YTZP (zircônia tetragonal policristalina) adequada a tal aplicação, pois além de apresentar resistência mecânica, boa resistência a ciclos térmicos, apresenta boa biocompatibilidade. Neste trabalho foi feito o estudo do recobrimento do titânio com 3YTZP utilizando a técnica da deposição eletroforética além de realizar a irradiação do filme cerâmico utilizando o laser contínuo Nd:YAG com a finalidade de sinterização. O pó de 3YTZP foi obtido pela rota de coprecipitação de óxidos em meio amoniacal e caracterizada por DRX e MEV-FEG. Os resultados de DRX do pó mostraram a presença das fases tetragonal e monoclínica, e pelas micrografias observa-se que as partículas têm estruturas alongadas em formas de bastonetes. Por meio da densificação dos corpos cerâmicos foi possível observar boa sinterabilidade do pó. Como substrato para EPD foram utilizadas chapas de titânio (15 mm x 15 mm) e foram caracterizadas por DRX, que confirmou apenas a presença da fase α do Ti, indicando assim que são de titânio comercialmente puro. As chapas foram atacadas quimicamente com ácido sulfúrico 50% em volume por 10s. A deposição eletroforética foi realizada com as suspensões de 75%vol.acetona:25%.vol.etanol a 30 V por 20, 45 e 60 segundos; 50%vol.acetona:50%vol.etanol a 20 V por 30, 45 e 60 segundos; 25%vol.acetilacetona:75%vol.etanol a 60 V por 20, 40 e 60 segundos e a 40 V por 20 segundos; e com acetilacetona pura a 60 V por 20, 40 e 60 segundos e a 40 V por 20 e 40 segundos. Por meio das microscopias ópticas dos filmes depositados pode-se observar que a melhor condição de deposição foi utilizando a suspensão de acetilacetona a 40 V por 20 segundos, gerando filmes homogêneos e sem trincas. Foram realizados cinco ensaios de irradiação com lazer a fim de alcançar uma condição ideal de sinterização. As condições fixas para todos os ensaios foram energia de 0,5 J, coeficiente de duração de pulso (Tp) de 10 ms e coeficiente de repetição de pulso de 10 Hz. No decorrer dos ensaios foi variada a fluência do laser e o número de incidência. As amostras irradiadas foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica, DRX e Scratch, e verificou-se que a melhor condição de irradiação foi utilizando a fluência de 120 J/cm2 para o número de incidência do laser de igual a 27.

Palavras-Chave: titanium alloys; zirconium; ceramics; enamels; coatings; laser radiation; x-ray diffraction; emission spectroscopy; dentistry; radiation source implants

XAVIER, GLEICY de L. Estudo da deposição eletroforética de 3YTZP em titânio metálico e avaliação da irradiação com laser. Orientador: Nelson Batista de Lima. 2017. 106 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-09022018-083657. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28626. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As últimas estimativas da Organização Mundial da Saúde mostram a ocorrência de 14,1 milhões de novos casos de câncer em 2012. Sendo que desses casos, 8,2 milhões virão a óbito. Os tumores paravertebrais e intracraniais, também chamados de cânceres do Sistema Nervoso Central, tem origem no cérebro, nervos cranianos e meninges. Uma nova modalidade de braquiterapia começou a ser usada nesta última década. Neste procedimento, placas poliméricas flexíveis, carregando fósforo-32, são colocadas próximas ou em contato ao tumor para o tratamento. Este tratamento apresenta vantagens em relação aos demais porque aplica uma alta taxa de dose no tumor poupando tecidos sadios. A produção destas placas ainda é pouco estudada, embora já existam resultados satisfatórios no seu uso para o tratamento dos cânceres do sistema nervoso central. Neste trabalho foram realizados estudos iniciais para a produção deste tipo de placas poliméricas para braquiterapia. Foram avaliadas as propriedades mecânicas e a capacidade de imobilização de material radioativo de duas resinas comercias, uma poliuretânica e outra epoxídica, com e sem presença de substrato de policarbonato. Os testes iniciais apontaram o uso da resina epoxídica como melhor alternativa e com o uso dela foram feitos os primeiros protótipos e testes. O uso do policarbonato como substrato não foi necessário em uma das metodologias, facilitando o procedimento, mas oferecendo uma barreira menor de segurança. Os ensaios de tração mostraram que a adição de solução ácida à resina epóxi alterou suas características mecânicas, mas houve uma pequena melhora em sua flexibilidade. Os testes de adesão evidenciaram uma melhor adesão da resina à face texturizada do policarbonato. A termogravimetria mostrou que a solução ácida adicionada a resina fica presa à estrutura mesmo com elevações de temperatura acima de 100°C. A resina epoxídica utilizada teve a capacidade de incorporar o material radioativo em forma de solução ácida e manter-se estanque após testes de esfregaço e imersão em líquido quente. De acordo com os resultados obtidos, a produção destas placas com resina epoxídica é possível e atende às normas internacionais de segurança contra vazamento de material radioativo para fontes utilizadas em braquiterapia.

Palavras-Chave: neoplasms; brachytherapy; radiation source implants; central nervous system; brain; vertebrae; phosphorus 32; immobilization; polyurethanes; epoxides; mechanical properties; thermal gravimetric analysis

BENEGA, MARCOS A.G. Estudo e desenvolvimento de fonte de fósforo-32 imobilizado em matriz polimérica para tratamento de câncer paravertebral e intracranial. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2015. 63 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2015.tde-01042015-141830. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23702. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O câncer é hoje a segunda maior causa de morte por doenças em vários países, inclusive no Brasil, sendo um dos problemas de saúde pública mais complexos. O câncer de próstata é o mais comum em homens no Brasil, desconsiderando o de pele do tipo não melanoma. A braquiterapia é uma modalidade da radioterapia na qual fontes radioativas seladas são colocadas dentro ou em contato com o órgão a ser tratado, uma das formas de tratamento para esse tipo de câncer. O radioisótopo mais utilizado é o iodo-125, que se apresenta fixado em um substrato de prata que é selado em uma cápsula de titânio. A técnica exige o implante de 80 a 120 sementes por paciente, sendo este tratamento considerado um procedimento de baixo impacto e não cirúrgico. A maioria dos pacientes pode retornar à atividade normal dentro de um a três dias, com pouca ou nenhuma dor. Este trabalho propõe a construção de um modelo de semente alternativo às sementes atualmente em uso, com a finalidade de reduzir o custo das mesmas. Para atingir esse objetivo, este trabalho buscou obter maior eficiência na fixação do iodo radioativo, utilizando um substrato polimérico. Foram desenvolvidos cinco métodos para a fixação do iodo-125 nesses substratos. Os parâmetros analisados nos experimentos foram: tipo de polímero, tempo de imersão, tipo de reação (estática ou dinâmica), concentração da solução de iodo radiativo, atividade específica da solução, necessidade do uso de carreador e a forma química do iodo radioativo. O estudo desses experimentos definiram o método mais eficaz da fixação do iodo no material polimérico (resina epóxi). Foram avaliados os rendimentos da reação de fixação, a atividade do iodo no substrato polimérico, a variação da distribuição da atividade num lote de núcleos poliméricos e a eficiência da resina epóxi em selar a semente.

Palavras-Chave: brachytherapy; iodine 125; neoplasms; prostate; radiation source implants; sealed sources; epoxides

RODRIGUES, BRUNA T. Estudo e desenvolvimento de metodologia para fixação de iodo radioativo em substrato polimérico para confecção de fontes utilizadas em braquiterapia. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2015. 60 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2015.tde-16092015-132527. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23913. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A utilização da técnica braquiterapia com sementes de iodo-125 para o tratamento do câncer de próstata têm sido utilizada por décadas com bons resultados clínicos. Para atender as necessidades da população brasileira, o IPEN-CNEN/SP desenvolveu o protótipo para as sementes de iodo-125 com tecnologia nacional. Os objetivos deste trabalho são o desenvolvimento e estudo dos processos dosimétricos associados à obtenção experimental dos parâmetros úteis à caracterização das sementes de iodo-125 e avaliar se os procedimentos desenvolvidos, por este trabalho, possuem as condições necessárias para a determinação das análises dosimétricas, fundamentais para o sucesso dos procedimentos clínicos. Os dosímetros escolhidos para as análises são os TLD-100 (LiF:Mg,Ti), inicialmente estes dosímetros foram submetidos por duas etapas de seleção, com o objetivo de escolher os dosímetros mais reprodutíveis para as análises dosimétricas. As duas etapas foram à seleção por medidas de massa e a reprodutibilidade após quatro séries de irradiações por um irradiador de Cobalto-60 (CTR-IPEN). Após estas etapas, os dosímetros foram irradiados em um acelerador linear com energia de 6 MV (Serviço de Radioterapia Hospital Israelita Albert Einstein) para gerar os fatores de calibração individuais para cada dosímetro. Posteriormente, os dosímetros foram utilizados para as irradiações com a semente de iodo-125, modelo 6711 (GE-Healthcare). As irradiações com a semente de iodo-125 e demais análises renderam os valores necessários para a determinação dos parâmetros sugeridos pela AAPM (American Association of Physicists in Medicine): constante de taxa de dose, função de geometria, função de dose radial e função de anisotropia. Os resultados obtidos mostram boa concordância com os valores publicados pela literatura, para o mesmo modelo de semente de iodo-125, ratificando que os parâmetros realizados poderão ser utilizados para a dosimetria e controle de qualidade das sementes de iodo- 125 que irão ser produzidas pelo IPEN-CNEN/SP.

Palavras-Chave: brachytherapy; iodine 125; radiation source implants; dosemeters; thermoluminescent dosimetry

MOURA, EDUARDO S. de. Estudo e levantamentos de parametros para dosimetria de fontes de Iodo-125 aplicadas em braquiterapia. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2011. 94 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-20062011-102413. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9624. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No mundo moderno é crescente o uso da radiação, o que aumenta as chances de acidentes. O azul da Prússia (AzP) é um composto químico com ação medicamentosa empregado em contaminações com Tálio, Césio e Rubídio. Com baixa toxicidade, este composto funciona como uma resina de troca iônica, reduzindo a concentração da molécula radioativa que passa a ser excretada mais eficientemente pela urina e pelas fezes. Sua administração em até 10 minutos após a contaminação reduz a sua absorção em até 40%. O Laboratório Farmacêutico da Marinha do Brasil desenvolveu um azul da Prússia nacional, possibilitando a ampliação da pesquisa e uso em nosso país de tecnologias nucleares, uma vez que aumenta significativamente a competência na proteção com o uso deste tipo de energia. Enquanto o azul da Prússia de origem alemã pôde ser empregado em acidentes como o de Goiânia e o de Chernobyl, o medicamento nacional ainda carece de alguns estudos para uso endógeno com segurança. Além disso, tanto o produto alemão quanto o brasileiro foram pouco investigados do ponto de vista da reprodução em seus diferentes vieses. A avaliação da interferência do azul da Prússia na reprodução, considerando-se o desenvolvimento embrionário e a sua capacidade de proteger embriões expostos à radiação é inédita. Também é bastante escassa a literatura que trata da investigação deste fármaco quanto aos aspectos reprodutivos, quer seja do ponto de vista de sua toxicidade para os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário (fase de pré-implantação), quer seja nos casos de prenhes, situação em que muito pouco se conhece sobre a influência do azul da Prússia. O estudo visou avaliar a influência do AzP em diferentes etapas da reprodução em camundongos, comparando o produto alemão com o nacional. Os ensaios in vitro, com embriões indicaram que os compostos têm baixa toxicidade. De forma inesperada, o composto, desenhado para tratar contaminação interna, demonstrou ação também contra radiação de fonte externa, protegendo contra raios gama de 60Co. Embriões tratados com os compostos, irradiados ou não e implantados em fêmeas receptoras, indicaram que o AzP não afetou a viabilidade dos embriões, não impediu a gestação e o parto, não interferiu nos parâmetros zootécnicos tais como, primeiro parto em semanas e tamanho médio da ninhada tampouco apresentou efeito teratogênico. Indicando seu possível uso em gestantes no caso de um acidente nuclear. Este estudo contribuirá para que o produto desenvolvido com tecnologia brasileira possa ser comparado com o composto em uso em todo o mundo, posicionando o Brasil como líder na produção deste composto na América Latina.

Palavras-Chave: ferrocyanides; iron complexes; contamination; thallium; cesium; rubidium; radionuclide kinetics; excretion; toxicity; low level counting; ion exchange materials; resins; concentration ratio; mice; in vitro; ontogenesis; radiation source implants; reproduction; radiation accidents; dose equivalents; radiation injuries; gamma radiation; cobalt 60; radiation protection

SALGADO, ANDREIA R. Influência do azul da Prússia alemão e brasileiro no desenvolvimento "in vitro" de embriões murinos irradiados com cobalto 60 (Co60) : uma abordagem reprodutiva e genética. Orientador: Patrick Jack Spencer. 2020. 141 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-05112020-155619. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31737. Acesso em: $DATA.

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